(57)【要約】【課題】装置規模が増大することを抑制しつつ、インバータの制御回路の電源が喪失した場合にも、円滑にインバータを制御する。【解決手段】高圧直流電源２Ｈと回転電機９０との間に介在され、直流と交流との間で電力変換を行うインバータ１と、低圧直流電源２Ｌから供給される電力により動作し、インバータ１をスイッチング制御するインバータ制御回路３０と、高圧直流電源２Ｈを電力源として構成され、インバータ制御回路３０に電力を供給可能なバックアップ電源３と、低圧直流電源２Ｌからインバータ制御回路３０へ供給される電力が予め規定された基準値以下となった低圧電源低下状態では、バックアップ電源３からインバータ制御回路３０へ電力を供給するように電力供給経路を切り替える電源切替スイッチ７とを備える。【選択図】図１
2015159684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流の回転電機を駆動制御する回転電機制御装置であって、
高圧直流電源と前記回転電機との間に介在され、直流と交流との間で電力変換を行うインバータと、
前記高圧直流電源よりも低電圧の電源であり、前記高圧直流電源とは絶縁された低圧直流電源から供給される電力により動作し、前記インバータのスイッチング素子をスイッチング制御するインバータ制御装置と、
前記高圧直流電源を電力源として構成され、前記インバータ制御装置に電力を供給可能なバックアップ電源と、
前記低圧直流電源から前記インバータ制御装置へ供給される電力が予め規定された基準値以下となった低圧電源低下状態では、前記バックアップ電源から前記インバータ制御装置へ電力を供給するように電力供給経路を切り替える電源切替スイッチと、
を備える回転電機制御装置。
【請求項２】
前記インバータを構成する交流１相分のアームは、相補的にスイッチング制御される上段側スイッチング素子と下段側スイッチング素子との直列回路により構成されるものであり、
前記インバータ制御装置により生成され、各スイッチング素子を制御するスイッチング制御信号を中継する制御信号駆動回路と、
前記制御信号駆動回路のそれぞれに電力を供給する駆動回路用電源と、を備え、
前記駆動回路用電源の内、前記上段側スイッチング素子に前記スイッチング制御信号を中継する前記制御信号駆動回路に電力を供給する上段側駆動回路用電源、及び、前記下段側スイッチング素子に前記スイッチング制御信号を中継する前記制御信号駆動回路に電力を供給する下段側駆動回路用電源、の少なくとも一方は、前記高圧直流電源を電力源として構成されている請求項１に記載の回転電機制御装置。
【請求項３】
前記上段側駆動回路用電源は、前記低圧直流電源を電力源として構成され、前記下段側駆動回路用電源は、前記高圧直流電源を電力源として構成されている請求項２に記載の回転電機制御装置。
【請求項４】
前記電源切替スイッチと前記インバータ制御装置との間に、前記インバータ制御装置の電源電圧を安定化するコンデンサを備える請求項１から３の何れか一項に記載の回転電機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流の回転電機を駆動制御する回転電機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
架線からの電力供給を受けない電気自動車やハイブリッド自動車では、一般的に駆動力源としての回転電機に、例えば直流２００〜４００［Ｖ］の高圧バッテリからインバータを介して電力が供給される。また、回転電機は、車両や内燃機関などの運動エネルギーにより発電を行う発電機としての機能も併せ持っており、生成された電力はインバータを介してバッテリへ回生される。このようなインバータには、パワーデバイスと称される耐用電力の大きい半導体スイッチング素子が利用される。一方、インバータを構成する各スイッチング素子は、一般的には１２〜２４［Ｖ］程度の低圧バッテリから電力を供給されて動作する制御装置によってスイッチング制御される。
【０００３】
ところで、車両が衝突した際や、衝突が予見された際に、早期に車両を停止させるために、インバータと高圧バッテリとの電気的接続が切り離される場合がある。この際、インバータに備えられた平滑コンデンサに蓄積された電力や、慣性力により回転する回転電機により生成される電力を早急に消費或いは放電させる必要がある。一例として、インバータの上段側のスイッチング素子（正極と負極との間に直列接続されて相補的にスイッチングする例えば２つのスイッチング素子の内の上段側（正極側）のスイッチング素子）をオフ状態に制御し、下段側（負極側）のスイッチング素子をオン状態に制御するアクティブショート制御が実行される。
【０００４】
しかし、車両が衝突した場合などでは、衝突の衝撃により、車両内の回路に断線が生じる可能性もある。例えば、低圧バッテリと制御装置との間の配線に断線が生じると、制御装置は電源を喪失し、インバータに対してアクティブショート制御を行うことができなくなってしまう。そこで、例えば特表２００５−５２５７７７号公報（特許文献１）には、インバータのローサイドアームに接続される電力スイッチ（下段側（負極側）のスイッチング素子）をノーマリオンスイッチングエレメントにより構成することが提案されている（特許文献１：要約、第４，７，１１段落、図１等）。ノーマリオンスイッチングエレメントは、当該エレメント（電力スイッチ）に対する制御信号が非アクティブ状態の際に、オン状態となって導通する。従って、制御装置が電源を喪失して動作を停止し、制御信号が非アクティブ状態となった場合に、オン状態となり、アクティブショート制御が自動的に実行されることになる。尚、上段側のスイッチン素子は、通常タイプのもの（ノーマリオンスイッチングエレメントではないもの）が用いられる。
【０００５】
但し、ノーマリオンスイッチングエレメントは、汎用的ではなく、部品単価も高い。また、正極と負極との間に直列接続されて相補的にスイッチングする例えば２つのスイッチングエレメントの電気的な特性が異なることになり、均一なスイッチング特性を得ることが容易ではなくなってしまう。一方、通常タイプのノーマリオフスイッチングエレメント（制御信号がアクティブ状態の際に、オン状態となって導通する素子）を用いて同様の作用を実現するためにはローサイドアームのスイッチングエレメントと並列にノーマリオンのリレーを接続するような工夫が必要となり、コストや回路規模の点で好ましくない。その他、制御装置の電源喪失を検出して起動されるアクティブショート制御回路を付加する方法もあるが、やはり、コストや回路規模の観点からは好ましいものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００５−５２５７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記背景に鑑みて、装置規模が増大することを抑制しつつ、インバータの制御回路の電源が喪失した場合にも、円滑にインバータを制御する技術が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑みた本発明に係る回転電機制御装置の特徴構成は、
交流の回転電機を駆動制御する回転電機制御装置であって、
高圧直流電源と前記回転電機との間に介在され、直流と交流との間で電力変換を行うインバータと、
前記高圧直流電源よりも低電圧の電源であり、前記高圧直流電源とは絶縁された低圧直流電源から供給される電力により動作し、前記インバータのスイッチング素子をスイッチング制御するインバータ制御装置と、
前記高圧直流電源を電力源として構成され、前記インバータ制御装置に電力を供給可能なバックアップ電源と、
前記低圧直流電源から前記インバータ制御装置へ供給される電力が予め規定された基準値以下となった低圧電源低下状態では、前記バックアップ電源から前記インバータ制御装置へ電力を供給するように電力供給経路を切り替える電源切替スイッチと、
を備える点にある。
【０００９】
この構成によれば、低圧直流電源からインバータ制御装置への電力供給が低下し、低圧電源低下状態となった場合に、インバータ制御装置への電力供給経路が切り替えられ、バックアップ電源からインバータ制御装置へ電力が供給されるようになる。バックアップ電源は、低圧直流電源とは絶縁された別の電源である高圧直流電源を電力源として構成されているので、例えば低圧直流電源や、低圧直流電源の周囲の配線に異常が生じた場合であっても、これらの状態に依存することなくインバータ制御装置へ電力を供給することができる。低圧直流電源やその周辺に異常が生じた場合、インバータ制御装置によってインバータを制御することができなくなり、過電圧などを生じさせる可能性がある。このため、インバータ制御装置に代わってインバータを停止させるシャットダウン制御や、余剰電力を消費させるためのアクティブショート制御などのフェールセーフ制御を行うフェールセーフ回路が設けられる場合がある。しかし、本構成によれば、そのようなフェールセーフ回路に依存することなく、インバータ制御装置を用いて、シャットダウン制御やアクティブショート制御を実行することができる。即ち、本構成によれば、装置規模が増大することを抑制しつつ、インバータの制御回路の電源が喪失した場合にも、円滑にインバータを制御することが可能となる。
【００１０】
また、本発明に係る回転電機制御装置は、前記インバータを構成する交流１相分のアームが、相補的にスイッチング制御される上段側スイッチング素子と下段側スイッチング素子との直列回路により構成されるものであり、以下のように構成されていると好適である。即ち、当該回転電機制御装置は、さらに、前記インバータ制御装置により生成され、各スイッチング素子を制御するスイッチング制御信号を中継する制御信号駆動回路と、前記制御信号駆動回路のそれぞれに電力を供給する駆動回路用電源と、を備え、前記駆動回路用電源の内、前記上段側スイッチング素子に前記スイッチング制御信号を中継する前記制御信号駆動回路に電力を供給する上段側駆動回路用電源、及び、前記下段側スイッチング素子に前記スイッチング制御信号を中継する前記制御信号駆動回路に電力を供給する下段側駆動回路用電源、の少なくとも一方が、前記高圧直流電源を電力源として構成されていると好適である。
【００１１】
上述したように、低圧電源低下状態においては、バックアップ電源からインバータ制御装置へ電力を供給するように電力供給経路が切り替えられるので、インバータ制御装置によりインバータの制御を行うことができる。しかし、スイッチング制御信号を中継する制御信号駆動回路のそれぞれに電力を供給する駆動回路用電源への電力供給が滞ると、インバータ制御装置から信号を出力しても、インバータをスイッチング制御することができなくなってしまう。シャットダウン制御やアクティブショート制御は、インバータの上段側スイッチング素子、或いは下段側スイッチング素子の何れか一方を用いて実行することができる。従って、上段側駆動回路用電源、或いは下段側駆動回路用電源の何れかが、低圧電源低下状態においても機能するように構成されていれば、インバータ制御装置によるフェールセーフ制御をインバータに作用させることができる。インバータ制御回路に電力を供給するバックアップ電源への電力源である高圧直流電源を電力源として、上段側駆動回路用電源及び下段側駆動回路用電源の少なくとも一方が構成されることで、インバータの制御回路の電源が喪失した場合にも、円滑にインバータを制御することが可能となる。
【００１２】
フェールセーフ制御として、アクティブショート制御を行う場合には、インバータの上段側スイッチング素子がオフ状態に制御され、下段側スイッチング素子がオン状態に制御される。そして、一般的にはインバータに用いられるスイッチング素子は、制御端子が非アクティブ状態の際には、オフ状態となる素子であるから、アクティブショート制御の際には、上段側スイッチング素子は制御されずにオフ状態となってよい。従って、低圧電源低下状態においては、少なくとも下段側駆動回路用電源が機能すれば足りる。即ち、１つの好適な態様として、本発明に係る回転電機制御装置は、前記上段側駆動回路用電源が、前記低圧直流電源を電力源として構成され、前記下段側駆動回路用電源が、前記高圧直流電源を電力源として構成されていると好適である。
【００１３】
また、本発明に係る回転電機制御装置は、前記電源切替スイッチと前記インバータ制御装置との間に、前記インバータ制御装置の電源電圧を安定化するコンデンサを備えると好適である。低圧電源低下状態となった場合に、少しでもインバータ制御装置への電力供給を維持するために、インバータ制御装置への電源供給ラインに設けられる電圧安定用コンデンサの静電容量を大きくしておく方法がある。しかし、静電容量を大きくするとコンデンサの体格も大きくなり、コストも高くなる。上述したように、バックアップ電源を設け、低圧電源低下状態となった場合に電源切替スイッチによって電力供給経路を切り替えると、この切り替えの際や、ノイズ、電圧変動などによって生じる短時間の電圧降下（瞬断）に対応できる程度まで、当該コンデンサの静電容量を抑制することができる。つまり、コンデンサの体格も小さくすることができ、低コスト化も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】回転電機制御装置の構成例を模式的に示すブロック図
【図２】バックアップ電源及び下段側ゲート駆動電源の構成例を模式的に示す図
【図３】上段側ゲート駆動電源の構成例を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、電気自動車やハイブリッド自動車の動力用モータ（回転電機）を駆動制御するモータ制御装置（回転電機制御装置）を例として、本発明の実施形態を説明する。はじめに、図１を参照して、モータ制御装置の構成について説明する。モータ９０（回転電機）は、３相交流モータであり、発電機としても機能する。
【００１６】
モータ制御装置には、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field effect transistor）などの電力型スイッチング素子（パワースイッチング素子）を用い、直流を３相交流に変換するインバータ１が構成されている。当然ながら、バイポーラ型など種々の構造のパワースイッチング素子を用いてインバータ１を構成することも可能である。本実施形態では、インバータ１は、３相交流モータであるモータ９０と高圧バッテリ２Ｈとの間に介在して、直流と交流との間で電力変換を行う。従って、インバータ１は、直流と３相交流との間で電力変換を行う。インバータ１を構成する交流１相分のアームは、相補的にスイッチング制御される上段側スイッチング素子と下段側スイッチング素子との直列回路により構成される。図１に示すように、インバータ１は、この直列回路を３相分備えて構成され、本実施形態では、６つのスイッチング素子１０を備えて構成される。尚、図示は省略しているが、各スイッチング素子１０には、並列にフリーホイールダイオードが備えられている。
【００１７】
スイッチング素子１０には、高圧直流電源としての高圧バッテリ２Ｈから直流電圧が印加され、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相交流に変換される。モータ９０が自動車の動力用モータである場合、スイッチング素子１０には数百ボルトの直流電圧が入力され、スイッチング素子１０からは、３相のモータ駆動電流が出力される。これらのモータ駆動電流は、モータ９０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のステータコイルに供給される。
【００１８】
モータ制御装置には、インバータ１の電源電圧（正極Ｐ−負極Ｎ；２００〜４００［Ｖ］）よりも遥かに低電圧で動作する制御回路３０（インバータ制御装置）が備えられている。制御回路３０へは、低圧直流電源としての低圧バッテリ２Ｌ（正極Ｂ−グラウンド；１２〜２４［Ｖ］）から、レギュレータ回路などにより構成された電源回路（制御回路駆動電源６）を介して電力が供給される。制御回路３０は、マイクロコンピュータやＤＳＰ（digital signal processor）などを中核部品として構成される。マイクロコンピュータやＤＳＰなどの動作電圧は、一般的に３．３［Ｖ］や５［Ｖ］である。従って、制御回路駆動電源６は、低圧バッテリ２Ｌから供給される、例えば１２［Ｖ］前後の電源電圧から、３．３［Ｖ］や５［Ｖ］の動作電圧を生成する。
【００１９】
制御回路３０は、車両の運行を制御する不図示のＥＣＵ（electronic control unit）などからＣＡＮ（controller area network）などの通信によって取得する指令に従って、モータ９０を制御する。また、制御回路３０は、モータ９０の挙動を検出する電流センサ９１や回転センサ９２からの検出信号を受け取り、モータ９０の動作状態に応じたフィードバック制御を実行する。制御回路３０は、モータ９０を制御するためにインバータ１のスイッチング素子１０を駆動する駆動信号（スイッチング制御信号）を生成する。スイッチング素子１０がＩＧＢＴやＦＥＴである場合、これらの制御端子はゲート端子であるので、本実施形態では制御端子に入力される駆動信号をゲート駆動信号（スイッチング制御信号）と称する。
【００２０】
上述したように、インバータ１は高圧バッテリ２Ｈに接続され、高電圧で動作する高電圧回路である。一方、制御回路３０は低電圧で動作する低電圧回路である。高電圧回路と低電圧回路とは、所定の絶縁距離だけ離間して配置され、ゲート駆動信号は、絶縁部品ＩＳを介して、制御回路３０からインバータ１に伝達される。絶縁部品ＩＳは、例えば、フォトカプラである。フォトカプラは、入力側に発光ダイオード、出力側にフォトダイオード又はフォトトランジスタを備え、入力側から出力側へ光によってワイヤレス伝送する公知の絶縁部品である。尚、絶縁部品ＩＳとして、信号伝送用の小型トランスを用いることも好適である。
【００２１】
また、本実施形態のような高電圧回路に属するインバータ１を構成するパワースイッチング素子の制御端子（例えばゲート端子）には、一般的に１２〜１８［Ｖ］程度の振幅を有する駆動信号（ゲート駆動信号）を与える必要がある。一方、上述したように、ゲート駆動信号を生成する制御回路３０の動作電圧は、１２［Ｖ］未満であるから、必要な振幅を有するゲート駆動信号をインバータ１に提供することができない。このため、各スイッチング素子１０に対するゲート駆動信号（スイッチング制御信号）の駆動能力（例えば電圧振幅や出力電流など、後段の回路を動作させる能力）をそれぞれ高めて中継するゲート駆動回路２０（制御信号駆動回路）が備えられている。
【００２２】
例えば、低電圧回路に属する制御回路３０において生成されたゲート駆動信号は、絶縁部品ＩＳであるフォトカプラの入力端子に接続される。フォトカプラの出力端子は、高電圧回路に属するゲート駆動回路２０のドライバＩＣに接続される。フォトカプラによって、低電圧回路と高電圧回路との絶縁が保たれた状態で、制御回路３０からゲート駆動回路２０へゲート駆動信号が伝送される。そして、ゲート駆動回路２０のドライバＩＣによりゲート駆動信号の駆動能力が高められ、高電圧回路５０に属するインバータ１のスイッチング素子１０が駆動制御される。
【００２３】
モータ制御装置には、これらのゲート駆動回路２０にそれぞれ電力を供給する駆動回路用電源（４，５）が備えられている。駆動回路用電源（４，５）は、フォトカプラと同様に絶縁部品であるトランスにより構成されている（図２、図３等参照）。トランスは、一次側コイルと二次側コイルとの間を電磁結合して信号やエネルギーを伝送する公知の絶縁部品である。従って、駆動回路用電源（４，５）の電力源が、高圧バッテリ２Ｈ及び低圧バッテリ２Ｌの何れであっても、低電圧回路と高電圧回路との絶縁を保って、ゲート駆動回路２０などへ電力を供給することができる。本実施形態では、駆動回路用電源（４，５）として、上段側スイッチング素子にゲート駆動信号を中継するゲート駆動回路２０に電力を供給する上段側ゲート駆動電源４（上段側駆動回路用電源）、及び、下段側スイッチング素子にゲート駆動信号を中継するゲート駆動回路２０に電力を供給する下段側ゲート駆動電源５（下段側駆動回路用電源）が備えられている形態を例示している。
【００２４】
本実施形態では、さらに、高圧バッテリ２Ｈを電力源として構成され、制御回路３０に電力を供給可能なバックアップ電源３が備えられている。例えば、車両が衝突した場合には、衝突の衝撃により、車両内の回路に断線が生じる可能性もある。この際、低圧バッテリ２Ｌと制御回路３０との間の配線に断線が生じると、制御回路３０はインバータ１を制御することができなくなる。ハイブリッド自動車や電気自動車では、車両が衝突した際や、衝突が予見された際に、早期に車両を停止させるために、インバータ１と高圧バッテリ２Ｈとの電気的接続が切り離される場合がある。この際、図１に示すように、インバータ１に備えられた平滑コンデンサ１１に蓄積された電力や、慣性力により回転するモータ９０により生成される電力を早急に消費或いは放電させる必要がある。このため、インバータ１の上段側スイッチング素子をオフ状態に制御し、下段側スイッチング素子をオン状態に制御するアクティブショート制御が実行される場合がある。しかし、制御回路３０への電力供給が滞ると、そのようなアクティブショート制御が実行できなくなる。
【００２５】
本実施形態では、そのような場合においても、制御回路３０への電力供給を維持できるように、バックアップ電源３が備えられている。さらに、バックアップ電源３から制御回路３０へ電力を供給するように電力供給経路を切り替える電源切替スイッチ７も備えられている。電源切替スイッチ７は、通常時には、制御回路駆動電源６から制御回路３０へ電力を供給するように電力供給経路を設定している。一方、低圧バッテリ２Ｌから制御回路３０へ供給される電力が予め規定された基準値以下となった低圧電源低下状態では、電力供給経路を切り替え、バックアップ電源３から制御回路３０へ電力を供給するように電力供給経路を設定する。低圧電源低下状態であるか否かの判定は、切替制御回路７１によって行われる。従って、切替制御回路７１も含めて電源切替スイッチ７として機能するということができる。
【００２６】
尚、低圧電源低下状態であるか否かを判定するための基準値は、例えば、制御回路駆動電源６を構成するレギュレータ回路の電気的特性に応じて、３〜８［Ｖ］程度に設定されていると好適である。また、低圧電源低下状態であるか否かの判定を行う対象部位は、１つの態様として、低圧バッテリ２Ｌの端子間電圧や、制御回路駆動電源６の入力側端子間電圧であると好適である。即ち、制御回路３０が動作するため必要な電力を、制御回路駆動電源６が出力できなくなる前に、低圧電源低下状態であることが判定され、電源供給経路が切り替えられると、制御回路３０が途切れることなく動作を継続することができる。
【００２７】
このように、バックアップ電源３を備え、低圧電源低下状態において電力供給経路が切り替えられるように構成されていると、制御回路駆動電源６と制御回路３０との間（電源切替スイッチ７の出力側と制御回路３０との間）に設けられて、制御回路３０の電源電圧を安定化させるコンデンサ６６の静電容量を抑制することができる。バックアップ電源３がない場合には、制御回路３０への電力源の電圧が低下した際に、制御回路３０の電源電圧が低下することを抑制するために、比較的大容量のコンデンサ６６を設けることが好ましい。しかし、バックアップ電源３を有している場合には、電力供給経路が切り替えられる際に生じる僅かな時間の電源喪失（いわゆる瞬断）に備えられればよい。従って、当該コンデンサ６６の静電容量を抑制することができ、コンデンサ６６を小型化、低価格化することが可能である。
【００２８】
ところで、上述したように、アクティブショート制御に際しては、下段側スイッチング素子がオン状態に制御される。従って、制御回路３０が生成した下段側スイッチング素子のゲート駆動信号は、ゲート駆動回路２０を介して適正に中継される必要がある。このため、下段側スイッチング素子へのゲート駆動信号を中継するゲート駆動回路２０に電力を供給する下段側ゲート駆動電源５も、低圧電源低下状態において適正に動作する必要がある。従って、本実施形態では、バックアップ電源３と同様に、下段側ゲート駆動電源５は、高圧バッテリ２Ｈを電力源として構成されている。
【００２９】
上段側ゲート駆動電源４は、アクティブショート制御の際には、非動作状態であってよい。一般的には、インバータ１を構成するスイッチング素子は、ゲート駆動信号などの制御信号がアクティブではないときにはオフ状態となる素子（ノーマリオフスイッチング素子）であるから、対応するゲート駆動回路２０も動作しなくてよい。従って、本実施形態では、上段側ゲート駆動電源４は、低圧バッテリ２Ｌを電力源として構成されている。２００〜４００［Ｖ］と非常に高圧の高圧バッテリ２Ｈから、２０［Ｖ］程度の駆動回路用電源（４，５）を生成すると損失が大きくなる。１２〜２４［Ｖ］程度の低圧バッテリ２Ｌから駆動回路用電源（４，５）を生成する方が、効率が良いため、本実施形態では、上段側ゲート駆動電源４が、低圧バッテリ２Ｌを電力源として構成される形態を例示している。
【００３０】
上述したように、本実施形態においては、高圧バッテリ２Ｈを電力源として、バックアップ電源３と、下段側ゲート駆動電源５とが生成されている。図２は、高圧バッテリ２Ｈを電力源とし、トランスを用いて構成された電源回路（５０）を例示している。電源回路（５０）は、一次側コイルに印加される電圧を制御するスイッチング素子（５１（Ｍ１））と、このスイッチング素子（５１）を制御する電源制御回路Ｓ５（Ｓ）とを有して構成されている。ここでは、電源回路（５０）として、フライバック型の構成を例示している。トランスへの一次電圧が、安定化されている場合、二次側の出力電圧を一次側にフィードバックすることなく、トランスの変圧比によって二次側の出力電圧が決定される。即ち、トランスの変圧比によって、例えば３．３〜５［Ｖ］程度の出力電圧を有するバックアップ電源３と、例えば１５〜２０［Ｖ］程度の出力電圧を有する下段側ゲート駆動電源５とが構成されている。
【００３１】
尚、図１に示すインバータ１の下段側スイッチング素子のエミッタ側は全て負極Ｎに接続されている。従って、下段側スイッチング素子は負極側（グラウンド側）が共通であり、下段側ゲート駆動電源５も負極側（グラウンド側）を共通とする電源とすることができる。このため、図１及び図２に示したように、１組のトランスによって３つの下段側のゲート駆動回路２０の全てに電力を供給するゲート駆動電源（５）が形成されている。上述したように、電源電圧が２００〜４００［Ｖ］と非常に高圧の高圧バッテリ２Ｈから、電源電圧が２０［Ｖ］程度の駆動回路用電源（４，５）を生成すると損失が大きくなる。しかし、下段側ゲート駆動電源５は、各相（各アーム）に対して各別に対応させる必要がなく、共通化できるので、そのような損失を抑制することができる。  
【００３２】
上段側ゲート駆動電源４は、図１に示すように、上段側スイッチング素子のエミッタ側がそれぞれモータ９０のステータに接続されており、それぞれ異なる電位である。従って、上段側ゲート駆動電源４は、下段側ゲート駆動電源５とは異なり、共通化することができず、各相（各アーム）に対して各別に対応させて構成される。本実施形態においては、電源電圧が１２〜２４［Ｖ］の低圧バッテリ２Ｌを電力源として、電源電圧が２０［Ｖ］程度の上段側ゲート駆動電源４が構成されるので、損失を抑制することができる。
【００３３】
図３は、低圧バッテリ２Ｌを電力源とし、トランスを用いて構成された電源回路（上段側ゲート駆動電源４）を例示している。上段側ゲート駆動電源４は、一次側コイルに印加される電圧を制御する２つのスイッチング素子（４１（Ｍ１），４２（Ｍ２））と、これらのスイッチング素子（４１，４２）を制御する電源制御回路Ｓ４（Ｓ）とを有して構成されている。ここでは、上段側ゲート駆動電源４として、プッシュプル型の構成を例示している。トランスへの一次電圧が、安定化されている場合、二次側の出力電圧を一次側にフィードバックすることなく、トランスの変圧比によって二次側の出力電圧が決定される。即ち、トランスの変圧比によって、例えば１５〜２０［Ｖ］程度の出力電圧を有する上段側ゲート駆動電源４が構成されている。
【００３４】
以上、説明したように、本発明によれば、装置規模が増大することを抑制しつつ、インバータの制御回路の電源が喪失した場合にも、円滑にインバータを制御することができる。
【００３５】
〔その他の実施形態〕
以下、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００３６】
（１）上記説明においては、上段側ゲート駆動電源４は、アクティブショート制御の際には、非動作状態であってよいので、上段側ゲート駆動電源４が、低圧バッテリ２Ｌを電力源として構成されている例を示した。しかし、上段側ゲート駆動電源４も、高圧バッテリ２Ｈを用いて構成されていてもよい。上段側ゲート駆動電源４及び下段側ゲート駆動電源５の双方の電力源が高圧バッテリ２Ｈとなることで、バックアップ電源３により動作を継続する制御回路３０は、全てのスイッチング素子１０をスイッチング制御することができ、アクティブショート制御に限らずに、多様なフェールセーフ制御を行うことができる。
【００３７】
尚、フェールセーフ制御の種類によっては、上段側スイッチング素子をスイッチングし、下段側スイッチング素子はオフ状態とする場合もある。このような制御を行う場合には、上段側ゲート駆動電源４の電力源を高圧バッテリ２Ｈとし、下段側ゲート駆動電源５の電力源を低圧バッテリ２Ｌとする構成も好適である。即ち、上段側ゲート駆動電源４、及び、下段側ゲート駆動電源５、の少なくとも一方が高圧バッテリ２Ｈを電力源として構成されている形態も好適である。
【００３８】
（２）上記説明では、ゲート駆動回路２０及びゲート駆動電源（３，４）が備えられている形態を例示した。しかし、絶縁部品ＩＳの高圧回路側においてスイッチング素子１０に必要な信号振幅が確保されれば、ゲート駆動回路２０及びゲート駆動電源（３，４）を備えていなくてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、交流の回転電機を駆動制御する回転電機制御装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１        ：インバータ
２Ｈ      ：高圧バッテリ（高圧直流電源）
２Ｌ      ：低圧バッテリ（低圧直流電源）
３        ：バックアップ電源
４        ：上段側ゲート駆動電源（上段側駆動回路用電源）
５        ：下段側ゲート駆動電源（下段側駆動回路用電源）
６        ：制御回路駆動電源
７        ：電源切替スイッチ
１０      ：スイッチング素子
２０      ：ゲート駆動回路（制御信号駆動回路）
３０      ：制御回路（インバータ制御装置）
６６      ：コンデンサ
９０      ：モータ（回転電機）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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