(57)【要約】【課題】サージの影響を受けにくくしつつ損失を抑えることが可能なモータインバータを提供する。【解決手段】Ｈブリッジ回路と、駆動回路３０と、過電流保護回路４０と、半導体スイッチング素子Ｑに流れる負荷電流を直接検出する電流センス素子Ｓ１と、半導体スイッチング素子Ｑの温度を直接検出する温度検出ダイオードＤ１０とを備える。過電流保護回路４０は、電流センス素子Ｓ１により検出された負荷電流が規定値よりも大きくなると、その時の温度検出ダイオードＤ１０により検出された半導体スイッチング素子Ｑの温度に応じた電荷引抜用抵抗の抵抗値にする。【選択図】図２
0003213104.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を入力して、半導体スイッチング素子のオンオフ動作に伴い出力側のモータが通電されるブリッジ回路と、
前記モータを制御すべくパルス信号を前記半導体スイッチング素子の制御電極に供給して前記半導体スイッチング素子をスイッチングさせる駆動回路と、
前記半導体スイッチング素子に流れる負荷電流が過大になると前記半導体スイッチング素子を保護すべく前記半導体スイッチング素子の制御電極から電荷引抜用抵抗を介して電荷を引き抜いて前記半導体スイッチング素子をターンオフさせるための過電流保護回路と、
前記半導体スイッチング素子に流れる負荷電流を直接検出する負荷電流検出手段と、
前記半導体スイッチング素子の温度を直接検出する温度検出手段と、
を備え、
前記過電流保護回路は、前記負荷電流検出手段により検出された前記負荷電流が規定値よりも大きくなると、その時の前記温度検出手段により検出された前記半導体スイッチング素子の温度に応じた前記電荷引抜用抵抗の抵抗値にすることを特徴とするモータインバータ。
【請求項２】
前記過電流保護回路は、
電荷引抜用抵抗と開閉手段との直列回路が複数並列接続された並列回路を有し、
前記過電流保護回路は、前記負荷電流検出手段により検出された前記負荷電流が規定値よりも大きくなると、その時の前記温度検出手段により検出された前記半導体スイッチング素子の温度に応じて複数の前記直列回路における前記開閉手段を開閉制御して前記半導体スイッチング素子の温度に応じた電荷引抜用抵抗の抵抗値にすることを特徴とする請求項１に記載のモータインバータ。
【請求項３】
前記過電流保護回路は、前記負荷電流が規定値よりも大きくなってから前記半導体スイッチング素子の温度に応じた前記電荷引抜用抵抗の抵抗値にする際に遅れを持たせるタイマを有することを特徴とする請求項１又は２に記載のモータインバータ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、モータインバータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータインバータは半導体スイッチング素子を用いて構成され、直流電圧を入力して半導体スイッチング素子をオンオフ制御することにより交流に変換してモータに供給する。過電流から半導体スイッチング素子を保護すべく半導体スイッチング素子に流れる電流が閾値よりも大きくなると半導体スイッチング素子のゲート電圧を下げることにより半導体スイッチング素子に流れる電流を制限する技術がある。また、半導体スイッチング素子のターンオフ時のサージ対策として半導体スイッチング素子のゲート電極から高抵抗を介して電荷を引き抜く技術がある（例えば特許文献１等）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５９５４６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、過電流保護時において半導体スイッチング素子のゲート電極から電荷を引き抜くことにより半導体スイッチング素子をスローオフ動作させようとすると、遮断時の半導体スイッチング素子の損失とサージ電圧とは、電荷引抜用抵抗とトレードオフの関係にある。つまり、電荷引抜用抵抗の抵抗値が大きいとゲート電圧が緩やかに低下してサージ電圧を小さくすることができるが損失が大きくなる。逆に、電荷引抜用抵抗の抵抗値が小さいとゲート電圧が急峻に低下して損失を小さくすることができるがサージ電圧が大きくなってしまう。
【０００５】
本考案の目的は、サージの影響を受けにくくしつつ損失を抑えることが可能なモータインバータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の考案では、直流電圧を入力して、半導体スイッチング素子のオンオフ動作に伴い出力側のモータが通電されるブリッジ回路と、前記モータを制御すべくパルス信号を前記半導体スイッチング素子の制御電極に供給して前記半導体スイッチング素子をスイッチングさせる駆動回路と、前記半導体スイッチング素子に流れる負荷電流が過大になると前記半導体スイッチング素子を保護すべく前記半導体スイッチング素子の制御電極から電荷引抜用抵抗を介して電荷を引き抜いて前記半導体スイッチング素子をターンオフさせるための過電流保護回路と、前記半導体スイッチング素子に流れる負荷電流を直接検出する負荷電流検出手段と、前記半導体スイッチング素子の温度を直接検出する温度検出手段と、を備え、前記過電流保護回路は、前記負荷電流検出手段により検出された前記負荷電流が規定値よりも大きくなると、その時の前記温度検出手段により検出された前記半導体スイッチング素子の温度に応じた前記電荷引抜用抵抗の抵抗値にすることを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の考案によれば、過電流保護回路において、半導体スイッチング素子に流れる負荷電流が過大になると半導体スイッチング素子を保護すべく半導体スイッチング素子の制御電極から電荷引抜用抵抗を介して電荷を引き抜いて半導体スイッチング素子をターンオフさせる。この際、過電流保護回路により、負荷電流検出手段により検出された負荷電流が規定値よりも大きくなると、その時の温度検出手段により検出された半導体スイッチング素子の温度に応じた電荷引抜用抵抗の抵抗値にされる。よって、半導体スイッチング素子の温度により半導体スイッチング素子の耐圧が変わるので耐圧が高くなる温度においてサージ電圧が大きくてもよく損失を抑えることができ、サージの影響を受けにくくしつつ損失を抑えることが可能となる。
【０００８】
請求項２に記載のように、請求項１に記載のモータインバータにおいて、前記過電流保護回路は、電荷引抜用抵抗と開閉手段との直列回路が複数並列接続された並列回路を有し、前記過電流保護回路は、前記負荷電流検出手段により検出された前記負荷電流が規定値よりも大きくなると、その時の前記温度検出手段により検出された前記半導体スイッチング素子の温度に応じて複数の前記直列回路における前記開閉手段を開閉制御して前記半導体スイッチング素子の温度に応じた電荷引抜用抵抗の抵抗値にするとよい。
【０００９】
請求項３に記載のように、請求項１又は２に記載のモータインバータにおいて、前記過電流保護回路は、前記負荷電流が規定値よりも大きくなってから前記半導体スイッチング素子の温度に応じた前記電荷引抜用抵抗の抵抗値にする際に遅れを持たせるタイマを有するとよい。
【考案の効果】
【００１０】
本考案によれば、サージの影響を受けにくくしつつ損失を抑えることが可能なモータインバータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態のモータインバータの回路図。
【図２】モータインバータの過電流保護回路及びその周辺の回路図。
【図３】（ａ）はパルス信号波形図、（ｂ）はＩＧＢＴ通電電流波形図、（ｃ）はコンパレータの出力波形図、（ｄ）は第１スイッチの状態図、（ｅ）コンパレータの出力波形図、（ｆ）は第２スイッチの状態図、（ｇ）は第３スイッチの状態図、（ｈ）はＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧波形図。
【図４】（ａ）はパルス信号波形図、（ｂ）はＩＧＢＴ通電電流波形図、（ｃ）はコンパレータの出力波形図、（ｄ）は第１スイッチの状態図、（ｅ）コンパレータの出力波形図、（ｆ）は第２スイッチの状態図、（ｇ）は第３スイッチの状態図、（ｈ）はＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧波形図。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下、本考案を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、自動車に搭載されるモータインバータ１０は、車載用の高圧バッテリＢ及び走行モータＭが接続されるインバータ回路２０を備え、インバータ回路２０は半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）を駆動する駆動回路３０と、過電流保護回路４０と、コントローラ５０を備えている。
【００１３】
インバータ回路２０はブリッジ回路としてのＨブリッジ回路２１を具備しており、Ｈブリッジ回路２１には半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６が設けられている。つまり、正極ラインと負極ラインとの間において、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、半導体スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４、半導体スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６がそれぞれ直列に接続されている。各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６として、ＩＧＢＴを用いている。半導体スイッチング素子Ｑ１と半導体スイッチング素子Ｑ２との間の接続点が第１の出力端子に接続されている。同様に、半導体スイッチング素子Ｑ３と半導体スイッチング素子Ｑ４との間の接続点が第２の出力端子に接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ５と半導体スイッチング素子Ｑ６との間の接続点が第３の出力端子に接続されている。
【００１４】
各半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）には、それぞれ帰還ダイオードＤ（Ｄ１〜Ｄ６）が逆並列接続されている。
インバータ回路２０の正極ライン用入力端子と負極ライン用入力端子には高圧バッテリＢが接続されている。また、インバータ回路２０の正極ラインと負極ラインとの間にはコンデンサＣが接続されている。
【００１５】
インバータ回路２０の出力端子には走行モータＭが接続されている。
そして、インバータ回路２０のＨブリッジ回路２１は、高圧バッテリＢ（コンデンサＣ）からシステム電圧Ｖｓとして直流電圧を入力して、半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）のオンオフ動作に伴って、即ち、ＰＷＭ制御されて出力側の走行モータＭが通電される。また、走行モータＭの通電に伴い発生する回生電力は電源側に戻される。この回生エネルギーは力行時に利用される。
【００１６】
各半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート電極は、駆動回路３０に接続されている。そして、駆動回路３０は、走行モータＭを制御するために、走行モータＭに対するトルク指令値に基づいたパルス信号（ＰＷＭ信号）を半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート電極（制御電極）に供給して半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）をスイッチングさせる。
【００１７】
駆動回路３０にはコントローラ５０が接続され、コントローラ５０は車両ＥＣＵ（電子制御ユニット）６０からアクセルペダル操作量等に応じたトルク指令値を入力して、トルク指令値に応じて、駆動回路３０を介して半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）を制御する。
【００１８】
また、各半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート電極は、それぞれ過電流保護回路４０に接続されている。過電流保護回路４０は、半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）に流れる負荷電流が過大になると半導体スイッチング素子Ｑを保護すべく半導体スイッチング素子Ｑのゲート電極（制御電極）から電荷引抜用抵抗を介して電荷を引き抜いて半導体スイッチング素子Ｑをターンオフさせるためのものである。
【００１９】
図２に示すように、過電流保護回路４０は、第１スイッチＳＷ１と、電荷引抜用抵抗Ｒ１０と、第２スイッチＳＷ２と、電荷引抜用抵抗Ｒ１１と、第３スイッチＳＷ３と、温度判定用コンパレータ４２と、電流判定用コンパレータ４３と、過電流保護用駆動回路４４と、タイマ４５を有する。
【００２０】
電荷引抜用抵抗Ｒ１０と電荷引抜用抵抗Ｒ１１の使用形態として、電荷引抜用抵抗Ｒ１０を単独で使用する場合と、電荷引抜用抵抗Ｒ１０と電荷引抜用抵抗Ｒ１１とを並列接続して使用する場合がある。電荷引抜用抵抗Ｒ１０と電荷引抜用抵抗Ｒ１１の並列接続による合成抵抗値（＝ｒ１０・ｒ１１／（ｒ１０＋ｒ１１）、ただし、ｒ１０は電荷引抜用抵抗Ｒ１０の抵抗値、ｒ１１は電荷引抜用抵抗Ｒ１１の抵抗値）は、電荷引抜用抵抗Ｒ１０の抵抗値よりも小さい。また、過電流保護時に使用する抵抗の抵抗値（ｒ１０・ｒ１１／（ｒ１０＋ｒ１１）及びｒ１０）は通常時に使用するゲート抵抗Ｒ１００（図２参照）の抵抗値よりも大きな値となっている。
【００２１】
電荷引抜用抵抗Ｒ１０と第２スイッチＳＷ２とは直列に接続されている。電荷引抜用抵抗Ｒ１１と第３スイッチＳＷ３とは直列に接続されている。電荷引抜用抵抗Ｒ１０と第２スイッチＳＷ２との直列回路と、電荷引抜用抵抗Ｒ１１と第３スイッチＳＷ３との直列回路は並列に接続され、この並列回路の一端は半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート電極に接続されているとともに他端は第１スイッチＳＷ１を介して接地されている。
【００２２】
このようにして、過電流保護回路４０は、電荷引抜用抵抗Ｒ１０と開閉手段としての第２スイッチＳＷ２との直列回路、及び、電荷引抜用抵抗Ｒ１１と開閉手段としての第３スイッチＳＷ３との直列回路を具備し、これらの直列回路が並列接続され、並列回路を構成している。つまり、電荷引抜用抵抗（Ｒ１０，Ｒ１１）と開閉手段としてのスイッチ（ＳＷ２，ＳＷ３）との直列回路が複数並列接続された並列回路を有する。
【００２３】
第２スイッチＳＷ２が閉路（オン）かつ第３スイッチＳＷ３が開路（オフ）した状態において第１スイッチＳＷ１が閉路（オン）のとき、半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）におけるゲート電極は電荷引抜用抵抗Ｒ１０を介して接地される。このとき、半導体スイッチング素子Ｑのゲート電極は大きな抵抗値を有する電荷引抜用抵抗を介して接地されることになる。
【００２４】
また、第２スイッチＳＷ２及び第３スイッチＳＷ３が共に閉路（オン）した状態において第１スイッチＳＷ１が閉路（オン）のとき、半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）におけるゲート電極は並列接続された電荷引抜用抵抗Ｒ１０及び電荷引抜用抵抗Ｒ１１を介して接地される。このとき、半導体スイッチング素子Ｑのゲート電極は小さな抵抗値を有する電荷引抜用抵抗を介して接地されることになる。
【００２５】
半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）はモジュール化されている。モジュール化された半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）には温度検出手段としての温度検出ダイオードＤ１０が搭載（内蔵）されている。温度検出ダイオードＤ１０により、半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）の温度が直接検出される。過電流保護回路４０において定電流源４１が温度検出ダイオードＤ１０のアノードと接続され、温度検出ダイオードＤ１０のカソードは接地されている。そして、モジュール化された半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）に搭載された温度検出ダイオードＤ１０を用いて温度検出が実施されて温度が電圧値に変換される。
【００２６】
温度検出ダイオードＤ１０におけるアノード側には温度判定用コンパレータ４２が接続されている。そして、温度判定用コンパレータ４２において、温度検出ダイオードＤ１０において温度に応じたレベルの電圧と閾値とが比較され、その大小に応じた「０」又は「１」の信号が温度判定用コンパレータ４２から出力される。具体的には、例えば１００℃以上であれば温度判定用コンパレータ４２の出力が「１」となり、１００℃未満であれば温度判定用コンパレータ４２の出力が「０」となる。温度判定用コンパレータ４２の出力端子は過電流保護用駆動回路４４に接続されている。過電流保護用駆動回路４４は、温度判定用コンパレータ４２の出力が「０」ならば第２スイッチＳＷ２をオン（閉路）かつ第３スイッチＳＷ３をオフ（開路）する。過電流保護用駆動回路４４は、温度判定用コンパレータ４２の出力が「１」ならば第２スイッチＳＷ２をオン（閉路）かつ第３スイッチＳＷ３をオン（閉路）する。
【００２７】
また、モジュール化された半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）には負荷電流検出手段としての電流センス素子Ｓ１が搭載（内蔵）されている。電流センス素子Ｓ１により、半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）に流れる負荷電流が直接検出される。即ち、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑから電流検出用エミッタ端子を分離して取り出している（分流成分を取り出している）。過電流保護回路４０において半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）の電流センスラインが延設され、抵抗Ｒ２０を介して接地されている。そして、モジュール化された半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）に搭載された電流センス素子（ＩＧＢＴ）Ｓ１を用いて電流値が検出され、分流された電流を抵抗Ｒ２０で受けて電圧値に変換される。
【００２８】
抵抗Ｒ２０における高圧側には電流判定用コンパレータ４３が接続されている。そして、電流判定用コンパレータ４３において、電流センスラインに流れる電流に応じたレベルの電圧と閾値とが比較され、その大小に応じた「０」又は「１」の信号が電流判定用コンパレータ４３から出力される。具体的には、負荷電流が閾値未満ならば「０」、閾値以上ならば「１」となる。
【００２９】
電流判定用コンパレータ４３の出力端子は、タイマ４５を介して過電流保護用駆動回路４４に接続されている。過電流保護用駆動回路４４はタイマ４５を介した電流判定用コンパレータ４３の出力端子が「１」になると第１スイッチＳＷ１を閉路（オン）する。また、電流判定用コンパレータ４３の出力端子は、駆動回路３０に接続されている。駆動回路３０は電流判定用コンパレータ４３の出力端子が「１」になると、パルス信号の半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート電極への送出を停止する。
【００３０】
温度判定用コンパレータ４２及び電流判定用コンパレータ４３の出力に応じて過電流保護用駆動回路４４はスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を制御する。つまり、温度判定用コンパレータ４２及び電流判定用コンパレータ４３を用いた各検出電圧値と事前に設定した閾値との比較結果に基づいてスイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３を選択的にオンオフ（開閉）して電荷引抜用抵抗（抵抗値）を選択する。即ち、過電流保護回路４０は、電流センス素子Ｓ１により検出された負荷電流が規定値よりも大きくなると、その時の温度検出ダイオードＤ１０により検出された半導体スイッチング素子Ｑの温度に応じた電荷引抜用抵抗の抵抗値にする。タイマ４５は、負荷電流が規定値よりも大きくなってから半導体スイッチング素子Ｑの温度に応じた電荷引抜用抵抗の抵抗値にする際に遅れを持たせる。
【００３１】
次に、このように構成したモータインバータ１０の作用について説明する。
通常時においては、駆動回路３０により、走行モータＭを制御すべく走行モータＭに対するトルク指令値に基づいたパルス信号（ＰＷＭ信号）が半導体スイッチング素子Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）のゲート電極に供給されて半導体スイッチング素子Ｑがスイッチングされる。
【００３２】
半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑに流れる電流の検出値が閾値よりも小さい場合には、電流判定用コンパレータ４３の出力が「０」であり、過電流保護用駆動回路４４を介して第１スイッチＳＷ１がオフ（開路）される。
【００３３】
半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑに流れる電流の検出値が閾値よりも大きい場合には、電流判定用コンパレータ４３の出力が「１」となり、過電流保護用駆動回路４４を介して第１スイッチＳＷ１がオン（閉路）される。
【００３４】
このように負荷電流が規定値よりも大きくなると、その時の半導体スイッチング素子Ｑの温度の実測値が閾値（例えば１００℃）よりも高い場合には温度判定用コンパレータ４２の出力が「１」であることに伴う両スイッチＳＷ２，ＳＷ３のオン（閉路）状態において、タイマ４５及び過電流保護用駆動回路４４を介して第１スイッチＳＷ１がオン（閉路）される。これにより、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑのゲート電極から、並列接続された電荷引抜用抵抗Ｒ１０，Ｒ１１、即ち、小さな抵抗値を有する電荷引抜用抵抗を介して電荷が引き抜かれる。
【００３５】
一方、半導体スイッチング素子Ｑの温度の実測値が閾値（例えば１００℃）よりも低い場合には温度判定用コンパレータ４２の出力が「０」であることに伴う第２スイッチＳＷ２のオン（閉路）かつ第３スイッチＳＷ３のオフ（開路）状態において、タイマ４５及び過電流保護用駆動回路４４を介して第１スイッチＳＷ１がオン（閉路）される。これにより、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑのゲート電極から、電荷引抜用抵抗Ｒ１０、即ち、大きな抵抗値を有する電荷引抜用抵抗を介して電荷が引き抜かれる。
【００３６】
本実施形態においては実際に半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑに流れている電流を検出して、負荷端の短絡などで急激に電流値が増加した場合、その時の温度に合わせて電荷引抜用抵抗の抵抗値を調整して、損失抑制及びサージ抑制を図ることができる。
【００３７】
具体的に説明する。トルク指令値（電流指令値）が小さいときにおいて大きな電流が流れる場合には次のようになる。
Ｈブリッジ回路２１における負荷端（出力端）での短絡といった予期しない電流の急増が発生した状況での動作を述べる。
【００３８】
図３（ａ）〜（ｈ）及び図４（ａ）〜（ｈ）において、上から、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑのゲート端子へのパルス信号、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑの通電電流、電流判定用コンパレータ４３の出力、第１スイッチＳＷ１の状態を示している。さらに、その下に、温度判定用コンパレータ４２の出力、第２スイッチＳＷ２の状態、第３スイッチＳＷ３の状態、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑのコレクタ・エミッタ間電圧を示している。ｔ１のタイミングにおいて半導体スイッチング素子Ｑのゲート電極へのパルス信号が立ち上がり、ｔ１０のタイミングにおいてパルス信号が立ち下がる。ｔ１〜ｔ２の期間において半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑがオンして電流が流れるとともに半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑのコレクタ・エミッタ間電圧がゼロとなる。
【００３９】
半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑのオン期間において負荷端の短絡が発生したと仮定する。この負荷端の短絡により例えば図１において一点鎖線で示すように負荷端の短絡電流が流れる。即ち、半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４を通して負荷端の短絡電流が流れる。
【００４０】
図３（ａ）〜（ｈ）及び図４（ａ）〜（ｈ）のｔ２のタイミングにおいて負荷端の短絡が発生し、ＩＧＢＴの通電電流が大きくなる。そして、ｔ３のタイミングにおいてＩＧＢＴの通電電流が閾値に達すると、電流判定用コンパレータ４３の出力が「１」となり、第１スイッチＳＷ１が所定時間Ｔ１だけ閉じる。所定時間Ｔ１とは、例えば１００μｓｅｃ程度である。
【００４１】
ここで、図３（ａ）〜（ｈ）に示すように、例えば１００℃以上の高温時は温度判定用コンパレータ４２の出力が「１」であり、スイッチＳＷ２，ＳＷ３がオン（閉路）の状態で電流判定用コンパレータ４３の出力が「１」になった時からタイマ４５による遅れ時間τが経過したｔ４のタイミングで第１スイッチＳＷ１が閉じる。これにより、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑのゲート電極から、並列接続された電荷引抜用抵抗Ｒ１０，Ｒ１１を介して電荷が引き抜かれる。即ち、スローオフ動作のための電荷引抜用抵抗として抵抗値が小さいものが設定される。その結果、損失が抑えられるとともにサージ電圧が高くなる。このとき、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑが高温であるので半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑの耐圧が高くなっている。
【００４２】
一方、図４（ａ）〜（ｈ）に示すように、１００℃未満の低温時は温度判定用コンパレータ４２の出力が「０」であり、スイッチＳＷ２がオン（閉路）かつスイッチＳＷ３がオフ（開路）の状態で電流判定用コンパレータ４３の出力が「１」になった時からタイマ４５による遅れ時間τが経過したｔ４のタイミングで第１スイッチＳＷ１が閉じる。これにより、半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑのゲート電極から、電荷引抜用抵抗Ｒ１０を介して電荷が引き抜かれる。即ち、スローオフ動作のための電荷引抜用抵抗として抵抗値が大きいものが設定される。その結果、サージを抑えられるとともに損失は大きくなる。
【００４３】
これにより、ＩＧＢＴのターンオフの際にＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧に大きな電圧変化が発生しない。つまり、ＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧について、電荷引抜用抵抗の抵抗値を大きくすることにより電圧の変化ΔＶを小さく抑えることができる。
【００４４】
なお、過電流保護用駆動回路４４は、図３（ａ）〜（ｈ）及び図４（ａ）〜（ｈ）における電流判定用コンパレータ４３の出力が「１」になった時から所定時間Ｔ１が経過したｔ５のタイミングにおいて第１スイッチＳＷ１を初期の開状態（オフ状態）に戻すようになっている。
【００４５】
このようにして、温度によってスローオフ動作のための電荷引抜用抵抗（抵抗値）を切り替える。ＩＧＢＴ素子の耐圧は温度依存がある事が知られており、高温になるほど耐圧は高くなる（上がる）傾向にある。
【００４６】
そこで、高温時はスローオフ動作を行うための電荷引抜用抵抗として抵抗値を小さくして損失を抑える。このときサージは高くなる。一方、低温では耐圧が低いので低温時にはスローオフ動作を行うための電荷引抜用抵抗として抵抗値を大きくしてサージを抑える。このとき損失は大きくなる。
【００４７】
このように、温度モニタ情報によって電荷引抜用抵抗（抵抗値）を切り替える。また、タイマ４５により動作遅延時間τを設けることにより過電流発生を検知した際、電荷引抜用抵抗（抵抗値）の切り替えを一定時間ラッチする事で、保護の途中で電荷引抜用抵抗が切り替わることを回避できる。
【００４８】
詳しく説明する。
例えば、半導体スイッチング素子としてのＩＧＢＴが形成されたチップの一部に温度検出ダイオードＤ１０が作り込まれている構造について検討する。過電流発生時においてチップ内に温度分布ができて、高温となっている箇所と低温となっている箇所があり、過電流から半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）の保護が働く前においてチップ面内に温度に偏りができる場合がある。このように、チップ面内の温度ばらつきが大きい場合にもタイマによって遅れを作ることにより温度が均一化された状態での温度測定ができ、半導体スイッチング素子Ｑの温度が飽和になってから過電流保護の開始前の安定した温度で半導体スイッチング素子Ｑの温度に応じた電荷引抜用抵抗の抵抗値にすることができる。即ち、タイマ機能により、過電流保護の途中で（ゲート電極から電荷を引き抜いている間に温度が変わることにより）電荷引抜用抵抗の抵抗値が切り替わらないようにすることができる。他にも、並列接続した半導体スイッチング素子（ＩＧＢＴ）Ｑのチップを用いた場合におけるチップ間に温度ばらつきが大きい場合にも同様な効果を奏する。
【００４９】
以上のごとく本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）モータインバータの構成として、Ｈブリッジ回路２１と、駆動回路３０と、過電流保護回路４０と、半導体スイッチング素子Ｑに流れる負荷電流を直接検出する負荷電流検出手段としての電流センス素子Ｓ１と、半導体スイッチング素子Ｑの温度を直接検出する温度検出手段としての温度検出ダイオードＤ１０とを備える。過電流保護回路４０は、電流センス素子Ｓ１により検出された負荷電流が規定値よりも大きくなると、その時の温度検出ダイオードＤ１０により検出された半導体スイッチング素子Ｑの温度に応じた電荷引抜用抵抗の抵抗値にする。
【００５０】
よって、半導体スイッチング素子Ｑの温度により半導体スイッチング素子Ｑの耐圧が変わるので耐圧が高くなる温度においてサージ電圧が大きくてもよく損失を抑えることができ、サージの影響を受けにくくしつつ損失を抑えることが可能となる。
【００５１】
より詳しくは、過電流保護時において素子温度によらず通常時のゲート抵抗の抵抗値よりも大きな抵抗値の電荷引抜用抵抗を使ってスローオフ動作させる場合に比べ、本実施形態においては、高温時はスローオフ動作を行うための電荷引抜用抵抗の抵抗値を小さく設定する。こうすることにより、高温時には耐圧が高くなる（上がる）のでサージ電圧が大きくてもよく、しかも損失を抑えることができる。また、低温時はスローオフ動作を行うための電荷引抜用抵抗の抵抗値を大きく設定することにより、低温時には耐圧が低いので、サージ電圧を小さくすることができる。その結果、サージの影響を受けにくくしつつ損失を抑えることが可能なモータインバータを提供することができる。
【００５２】
（２）過電流保護回路４０は、電荷引抜用抵抗（Ｒ１０，Ｒ１１）と開閉手段としてのスイッチ（ＳＷ２，ＳＷ３）との直列回路が複数並列接続された並列回路を有する。過電流保護回路４０は、電流センス素子Ｓ１により検出された負荷電流が規定値よりも大きくなると、その時の温度検出ダイオードＤ１０により検出された半導体スイッチング素子Ｑの温度に応じて複数の直列回路におけるスイッチＳＷ２，ＳＷ３を開閉制御（選択的に開閉）して半導体スイッチング素子Ｑの温度に応じた電荷引抜用抵抗の抵抗値にする。よって、簡単な構成にて半導体スイッチング素子Ｑの温度に応じた電荷引抜用抵抗の抵抗値にすることができる。
【００５３】
（３）過電流保護回路４０は、負荷電流が規定値よりも大きくなってから半導体スイッチング素子Ｑの温度に応じた電荷引抜用抵抗の抵抗値にする際に遅れを持たせるタイマ４５を有する。タイマによって遅れを作ることにより温度が均一化された状態での温度測定ができる。
【００５４】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○  半導体スイッチング素子の温度検出は、モジュール化された半導体スイッチング素子に搭載した温度センスダイオード以外に、素子の近くに設けたサーミスタなどを用いて行ってもよい。いずれにしても直接検出した実測値を用いることで、より確実に応答遅れが無いようにすることができる。
【００５５】
○  半導体スイッチング素子の温度検出は、モジュール化された半導体スイッチング素子に搭載した温度検出ダイオード以外にも、半導体スイッチング素子に取り付けられた冷却器における水温を利用して素子温度を検出してもよい。いずれにしても直接検出した実測値を用いることで、より確実に応答遅れが無いようにすることができる。
【００５６】
○  半導体スイッチング素子の制御電極での電荷引抜用抵抗（抵抗値）の切り替え方法については、これまでの説明では２値（大、小）の切り替えを行ったが、これに代わり、例えば３値（大、中、小）以上で切り替えを行っても、あるいは、リニアに変更してもよい。
【００５７】
○  タイマ４５を設けない構成としてもよい。
○  半導体スイッチング素子はＩＧＢＴを用いたが、これに代わり例えばパワーＭＯＳＦＥＴ等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１０…モータインバータ、２１…Ｈブリッジ回路、３０…駆動回路、４０…過電流保護回路、４５…タイマ、Ｄ１０…温度検出ダイオード、Ｍ…走行モータ、Ｒ１０…電荷引抜用抵抗、Ｒ１１…電荷引抜用抵抗、Ｓ１…電流センス素子、ＳＷ２…第２スイッチ、ＳＷ３…第３スイッチ、Ｑ（Ｑ１〜Ｑ６）…半導体スイッチング素子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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