(57)【要約】【課題】電源からの供給電圧が変動または瞬断しても、インバータを安定して駆動することができるインバータ駆動回路を提供する。【解決手段】第１の電力供給ライン２６と並列に第２の電力供給ライン２８が設けられており、第１の電力供給ライン２６における電圧を低域濾波した電圧によって、第２の電力供給ライン２８の導通／非導通が制御される。これによって、第１の電力供給ライン２６を経由する駆動回路１４への供給電圧が変動または瞬断しても、第２の電力供給ライン２８の導通状態は第１の電力供給ライン２６を経由する供給電圧の変動または瞬断による影響を受けなくなる。したがって、第２の電力供給ライン２８を経由して駆動回路１４へ安定した電圧を供給することができ、インバータ３６を安定して駆動することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの電圧が供給され、インバータを駆動する信号を出力する駆動回路を備えたインバータ駆動回路であって、
前記電源と前記駆動回路との間には、少なくとも第１の電力供給ライン及び第２の電力供給ラインが互いに並列接続されて設けられており、
前記第２の電力供給ラインにおける導通／非導通の切り換えが可能なスイッチと、
前記電源からの供給電圧を低域濾波または所定時間遅延して前記スイッチへ出力することで、前記スイッチの導通／非導通を制御するスイッチ制御回路と、
をさらに備えることを特徴とするインバータ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電源からの電圧が供給され、インバータを駆動する信号を出力する駆動回路を備えたインバータ駆動回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインバータ駆動回路を含むインバータ装置の一例が特開平９−２３６６４号公報（特許文献１）に示されている。この従来の駆動回路においては、インバータ内の半導体スイッチング素子のゲートを制御するトランジスタにＭＯＳＦＥＴをゲート抵抗を介して直列に接続している。そして、インバータに接続されている直流電源の電圧を検出し、その検出電圧が所定電圧より高い場合には、駆動回路内のＭＯＳＦＥＴをオフにし、所定電圧より低い場合には、ＭＯＳＦＥＴをオンにしている。これによって、直流電源の電圧が変動する場合におけるスイッチング損失の低減を図っている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２３６６４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の駆動回路において、駆動回路に供給される電源からの電圧が変動または瞬断した場合は、駆動回路の駆動が一時的に停止するため、インバータの駆動が一時的ながらも停止してしまう。したがって、この従来の駆動回路においては、電源からの電圧が変動または瞬断した場合に、インバータを安定して駆動することができないという課題があった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、電源からの供給電圧が変動または瞬断しても、インバータを安定して駆動することができるインバータ駆動回路を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明に係るインバータ駆動回路は、電源からの電圧が供給され、インバータを駆動する信号を出力する駆動回路を備えたインバータ駆動回路であって、前記電源と前記駆動回路との間には、少なくとも第１の電力供給ライン及び第２の電力供給ラインが互いに並列接続されて設けられており、前記第２の電力供給ラインにおける導通／非導通の切り換えが可能なスイッチと、前記電源からの供給電圧を低域濾波または所定時間遅延して前記スイッチへ出力することで、前記スイッチの導通／非導通を制御するスイッチ制御回路と、をさらに備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、電源と駆動回路との間には、少なくとも第１の電力供給ライン及び第２の電力供給ラインが互いに並列接続されて設けられている。そして、電源からの供給電圧をスイッチ制御回路によって低域濾波または所定時間遅延した電圧をスイッチに入力することで、第２の電力供給ラインにおける導通／非導通が制御される。これによって、第１の電力供給ラインを経由する駆動回路への供給電圧が変動または瞬断しても、その時点におけるスイッチへの入力電圧の変動または瞬断がスイッチ制御回路のローパスフィルタ機能または時間遅延機能によって抑制される。したがって、その時点における第２の電力供給ラインの導通状態については、第１の電力供給ラインを経由する供給電圧の変動または瞬断による影響を受けなくなる。以上のことから、本発明によれば、第１の電力供給ラインを経由する駆動回路への供給電圧が変動または瞬断しても、第２の電力供給ラインを経由して駆動回路へ安定した電圧を供給することができるので、インバータを安定して駆動することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施形態に係るインバータ駆動回路を含む電動機駆動システムの構成の概略を示す回路ブロック図である。本実施形態の電動機駆動システムは、インバータ駆動回路１０、バッテリー１２，４０、ＤＣ−ＤＣコンバータ４４、インバータ３６及び電動機３８を備えている。そして、インバータ駆動回路１０は、駆動回路１４、トランジスタ１６及びスイッチ制御回路１８を備えている。
【００１０】
電源としてのバッテリー１２と駆動回路１４との間には、第１の電力供給ライン２６及び第２の電力供給ライン２８が互いに並列接続されて設けられている。第１の電力供給ライン２６には、ＩＧスイッチ２０及びダイオード２２が設けられている。さらに、第１の電力供給ライン２６は負荷３４及びスイッチ制御回路１８に接続されている。第２の電力供給ライン２８には、トランジスタ１６及びダイオード２４が設けられている。
【００１１】
ＩＧスイッチ２０は、第１の電力供給ライン２６における導通／非導通の切り換えが可能であり、ＩＧスイッチ２０を導通状態にすることにより、バッテリー１２からの直流電圧が負荷３４、駆動回路１４及びスイッチ制御回路１８に供給される。ダイオード２２は、バッテリー１２から駆動回路１４へ流れる方向の電流のみを許容するように、ＩＧスイッチ２０と駆動回路１４との間に設けられている。
【００１２】
スイッチとしてのトランジスタ１６は、第２の電力供給ライン２８における導通／非導通の切り換えが可能であり、トランジスタ１６を導通状態にすることで、バッテリー１２からの直流電圧が第２の電力供給ライン２８を経由して駆動回路１４に供給される。トランジスタ１６の導通／非導通は、後述するスイッチ制御回路１８からの出力電圧によって制御される。ダイオード２４は、バッテリー１２から駆動回路１４へ流れる方向の電流のみを許容するように、トランジスタ１６と駆動回路１４との間に設けられている。
【００１３】
スイッチ制御回路１８は、所定の時定数を有するローパスフィルタとして機能する回路で構成されている。ＩＧスイッチ２０の導通状態においては、バッテリー１２からの直流電圧がスイッチ制御回路１８に供給される。スイッチ制御回路１８は、このバッテリー１２からの供給電圧を低域濾波してトランジスタ１６へ出力する。このスイッチ制御回路１８からの出力電圧によってトランジスタ１６の導通／非導通が制御される。
【００１４】
駆動回路１４においては、ＩＧスイッチ２０の導通状態時に、バッテリー１２からの直流電圧が駆動回路１４の電源電圧として供給される。そして、駆動回路１４は、駆動信号をインバータ３６内の各スイッチング素子へ出力する。この駆動信号によってインバータ３６の駆動が制御される。
【００１５】
インバータ３６は、直列接続された１対のスイッチング素子からなるアーム３６−１〜３６−３を３本備えており、バッテリー４０からの直流電圧をスイッチング動作により１２０度ずつ位相が異なる３相交流に変換して、電動機３８の３相コイル（図示せず）の各相に交流電流を供給する。このとき、バッテリー４０からの直流電圧はＤＣ−ＤＣコンバータ４４によって昇圧されてからインバータ３６に供給される。また、アーム３６−１〜３６−３と並列にコンデンサ４２が設けられている。
【００１６】
以上のように構成されたインバータ駆動回路１０とバッテリー１２との間における接続の一例については、ＩＧスイッチ２０〜ダイオード２２間のＩＧＣＴ端子３０及びバッテリー１２〜トランジスタ１６間の＋Ｂ端子３２の位置において、コネクタによる接続が行われる。
【００１７】
次に、本実施形態のインバータ駆動回路１０の動作について図２のタイムチャートを用いて説明する。
【００１８】
ＩＧスイッチ２０が非導通から導通に切り換えられたとき（図２の時刻ｔ１）は、バッテリー１２からの直流電圧が第１の電力供給ライン２６を経由して駆動回路１４に電源電圧として供給される。さらに、負荷３４及びスイッチ制御回路１８にもバッテリー１２からの直流電圧が供給される。スイッチ制御回路１８はバッテリー１２からの供給電圧を低域濾波してトランジスタ１６へ出力することにより、トランジスタ１６が非導通から導通に切り換えられる。トランジスタ１６が導通に切り換えられると、バッテリー１２からの直流電圧が第２の電力供給ライン２８を経由して駆動回路１４に電源電圧として供給される。ただし、ＩＧスイッチ２０の導通時に、ＩＧＣＴ端子３０（第１の電力供給ライン２６）を経由する駆動回路１４への供給電圧がステップ状に立ち上がるのに対して、スイッチ制御回路１８からの出力電圧は時定数による遅れを伴ってトランジスタ１６へ供給される。したがって、図２のタイムチャートに示すように、＋Ｂ端子３２（第２の電力供給ライン２８）を経由する駆動回路１４への供給電圧は、ＩＧＣＴ端子３０を経由する供給電圧の立ち上がりに対して、所定時間δｔ１の遅れを伴って立ち上がることになる（図２の時刻ｔ２）。
【００１９】
ここで、第１の電力供給ライン２６は負荷３４に接続されているため、負荷変動によってＩＧＣＴ端子３０における電圧が変動する場合がある。そして、ＩＧＣＴ端子３０におけるコネクタの接触不良やノイズ等によって、ＩＧＣＴ端子３０を経由する駆動回路１４への供給電圧が瞬時的に遮断される場合がある。これらの場合には、ＩＧスイッチ２０の導通状態において、ＩＧＣＴ端子３０を経由して安定した電圧を電源電圧として駆動回路１４へ供給できないことになる。
【００２０】
しかし、本実施形態においては、第１の電力供給ライン２６と並列に第２の電力供給ライン２８が設けられている。そして、第１の電力供給ライン２６における電圧を低域濾波した電圧によって、第２の電力供給ライン２８の導通／非導通が制御される。これによって、第１の電力供給ライン２６を経由する駆動回路１４への供給電圧が変動または瞬断しても、スイッチ制御回路１８のローパスフィルタ機能により、第２の電力供給ライン２８に設けられたトランジスタ１６への入力電圧の変動または瞬断が抑制される。したがって、第２の電力供給ライン２８の導通状態は、第１の電力供給ライン２６を経由する供給電圧の変動または瞬断による影響を受けなくなる。以上のことから、図２のタイムチャートに示すように、第１の電力供給ライン２６を経由する駆動回路１４への供給電圧が変動または瞬断しても（図２の時刻ｔ３〜ｔ４）、第２の電力供給ライン２８を経由して駆動回路１４へ安定した電圧を供給することができる。
【００２１】
ＩＧスイッチ２０が導通から非導通に切り換えられたとき（図２の時刻ｔ５）は、バッテリー１２から第１の電力供給ライン２６を経由して駆動回路１４へ出力される電圧の供給が遮断される。同時に、負荷３４及びスイッチ制御回路１８への電圧供給も遮断される。スイッチ制御回路１８への電圧供給が遮断されると、トランジスタ１６が導通から非導通に切り換えられるため、バッテリー１２から第２の電力供給ライン２８を経由して駆動回路１４へ出力される電圧の供給も遮断される。ただし、ＩＧスイッチ２０の非導通時に、ＩＧＣＴ端子３０（第１の電力供給ライン２６）を経由する駆動回路１４への供給電圧がステップ状に立ち下がるのに対して、スイッチ制御回路１８からの出力電圧は時定数による遅れを伴ってトランジスタ１６へ供給される。したがって、図２のタイムチャートに示すように、＋Ｂ端子３２（第２の電力供給ライン２８）を経由する駆動回路１４への供給電圧は、ＩＧＣＴ端子３０を経由する供給電圧の立ち下がりに対して、所定時間δｔ２の遅れを伴って立ち下がることになる（図２の時刻ｔ６）。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態のインバータ駆動回路１０によれば、ＩＧスイッチ２０の導通状態時に第１の電力供給ライン２６を経由する駆動回路１４への供給電圧が変動または瞬断しても、この変動または瞬断による影響を受けることなく、第２の電力供給ライン２８を経由して駆動回路１４へ安定した電圧を供給することができる。したがって、バッテリー１２の供給電圧が変動または瞬断しても、インバータ３６を安定して駆動することができる。
【００２３】
さらに、本実施形態においては、ＩＧスイッチ２０を導通から非導通に切り換えるときに、所定時間δｔ２の間はバッテリー１２から第２の電力供給ライン２８を経由して駆動回路１４へ電圧が供給されている。この所定時間δｔ２の間に３相コイルのいずれか１相に通電することにより、コンデンサ４２に蓄えられた電荷を放電することができる。したがって、本実施形態においては、ＩＧスイッチ２０を導通から非導通に切り換えるときにコンデンサ４２に蓄えられた電荷を放電するための抵抗を削減することができる。
【００２４】
以上の説明においては、スイッチ制御回路１８が所定の時定数を有するローパスフィルタ回路で構成されている場合について説明した。ただし、スイッチ制御回路１８については、バッテリー１２からの供給電圧を所定時間遅延させてトランジスタ１６へ出力する遅延回路によって構成することもできる。
【００２５】
スイッチ制御回路１８を遅延回路で構成した場合のタイムチャートを図３に示す。この構成においても、ＩＧスイッチ２０の導通状態において、第１の電力供給ライン２６を経由する駆動回路１４への供給電圧が変動または瞬断しても（図３の時刻ｔ３〜ｔ４）、第２の電力供給ライン２８を経由して駆動回路１４へ安定した電圧を供給することができる。なお、この構成においては、第２の電力供給ライン２８を経由する駆動回路１４への供給電圧が遅延回路による遅延時間経過した後に変動または瞬断する（図３の時刻ｔ７〜ｔ８）が、そのときは第１の電力供給ライン２６を経由して駆動回路１４へ安定した電圧を供給することができる。
【００２６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電源からの供給電圧が変動または瞬断しても、駆動回路へ安定した電圧を供給することができるので、インバータを安定して駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るインバータ駆動回路を含む電動機駆動システムの構成の概略を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に係るインバータ駆動回路の動作を説明するタイムチャートである。
【図３】本発明の実施形態に係るインバータ駆動回路の変形例の動作を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
１０  インバータ駆動回路、１２，４０  バッテリー、１４  駆動回路、１６トランジスタ、１８  スイッチ制御回路、２０  ＩＧスイッチ、２６  第１の電力供給ライン、２８  第２の電力供給ライン、３４  負荷、３６  インバータ、３８  電動機、４４  ＤＣ−ＤＣコンバータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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