(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部電源にパワー素子が接続された主回路に対してパワー素子をオン／オフ制御することにより主回路を駆動する駆動制御回路において、
内部電源を発生する内部電源発生部と前記内部電源発生部で発生された内部電源を電圧変換してドライブ回路用電源を発生する電圧変換部とを有する電源回路と、
内部電源により作動し且つパワー素子のオン／オフ動作を指令する指令信号を形成する信号回路と、
ドライブ回路用電源により作動し且つ前記信号回路から出力された指令信号に基づいてパワー素子に駆動信号を出力するドライブ回路と
を備え、前記電圧変換部のグランドラインを前記内部電源発生部のグランドラインから切り離して前記ドライブ回路のグランドラインに接続すると共に前記ドライブ回路のグランドラインをパワー素子のグランド端子に接続し、
前記内部電源発生部のグランドラインを主回路のグランドラインに接続することを特徴とする駆動制御回路。
【請求項２】
前記電圧変換部と前記ドライブ回路との間に前記ドライブ回路への電源供給を行うコンデンサが接続されている請求項１に記載の駆動制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、駆動制御回路に係り、特に外部電源にパワー素子が接続された主回路に対してパワー素子をオン／オフ制御することにより主回路を駆動する駆動制御回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パワー素子をオン／オフ制御してモータ等の誘導性負荷を駆動する従来の駆動制御回路を図２に示す。バッテリ等からなる外部電源装置１に誘導性負荷２とパワー素子３が直列に接続されると共に誘導性負荷２に並列にダイオード４が接続され、これらにより主回路Ｃが構成されている。この主回路Ｃのパワー素子３のゲート端子ＰＧに駆動制御回路５が接続されている。駆動制御回路５の電源回路６は外部電源装置１からの電源供給により内部電源Ｖｉとドライブ回路用電源Ｖｄとを発生し、内部電源Ｖｉを受けた信号回路７がパワー素子３のオン／オフ動作を指令するための指令信号Ｓｃをドライブ回路８に出力する。ドライブ回路８は、ドライブ回路用電源Ｖｄを受けて作動し、指令信号Ｓｃに基づいてパワー素子３のゲート端子ＰＧに駆動信号Ｓｄを出力する。ドライブ回路８からの駆動信号Ｓｄによりパワー素子３がオンすると、外部電源装置１から主回路Ｃの誘導性負荷２に電力が供給されて誘導性負荷２が駆動される。
【０００３】
このような外部電源装置１、誘導性負荷２、パワー素子３及び駆動制御回路５を車両等に搭載したり、所定の設置場所に設置する際には、図３に示されるように、配線ケーブルＨを引き回してこれらの部品を互いに接続する必要があり、配線インダクタンスの存在を余儀なくされている。特に、主回路Ｃには外部電源装置１から大電流が流れるため、配線インダクタンスの影響を無視することはできない。すなわち、主回路Ｃに配線インダクタンスＬｃが寄生しているため、パワー素子３のスイッチング動作に伴って主回路Ｃを流れる電流Ｉの時間変化率ｄＩ／ｄｔにより各配線部に電位差が発生することとなる。ここで、図２に示した従来の駆動制御回路では、電源回路６と信号回路７とドライブ回路８のグランドラインが互いに接続されて駆動制御回路５のグランドラインＧＮＤ１として引き出され、配線を介して主回路ＣのグランドラインＧＮＤ２と接続している。従って、配線インダクタンスＬｃに起因した電位差が発生すると、パワー素子３のグランド端子ＰＥと駆動制御回路５のグランドラインＧＮＤ１との間、すなわちパワー素子３のグランド端子ＰＥとドライブ回路８のグランドラインＤＥとの間に電位差が生じ、ドライブ回路８からパワー素子３のゲート端子ＰＧに出力された駆動信号Ｓｄに対してパワー素子３が誤動作を生じるおそれがある。
【０００４】
このような主回路Ｃの配線インダクタンスＬｃに起因した誤動作を防止するため、例えば特許文献１には、パワー素子に駆動信号を出力するドライブ回路のグランドラインをドライブ回路に指令信号を出力する入力信号処理回路のグランドラインから電気的に絶縁させた駆動制御回路が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１８９６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ドライブ回路のグランドラインと入力信号処理回路のグランドラインとを電気的に絶縁させるためにフォトカプラやレベルシフト回路を使用する必要があると共に、ドライブ回路と入力信号処理回路とにそれぞれ専用の電源を設けなくてはならず、部品点数が増加して製造コストが高価になるという問題点を生じてしまう。
【０００７】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、部品点数を増加することなく簡単な構成で配線インダクタンスに起因した誤動作を防止することができる駆動制御回路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】
【０００８】
この発明に係る駆動制御回路は、内部電源を発生する内部電源発生部と内部電源発生部で発生された内部電源を電圧変換してドライブ回路用電源を発生する電圧変換部とを有する電源回路と、内部電源により作動し且つパワー素子のオン／オフ動作を指令する指令信号を形成する信号回路と、ドライブ回路用電源により作動し且つ信号回路から出力された指令信号に基づいてパワー素子に駆動信号を出力するドライブ回路とを備え、電圧変換部のグランドラインを内部電源発生部のグランドラインから切り離してドライブ回路のグランドラインに接続すると共にドライブ回路のグランドラインをパワー素子のグランド端子に接続し、内部電源発生部のグランドラインを主回路のグランドラインに接続するものである。
【０００９】
なお、電圧変換部とドライブ回路との間にドライブ回路への電源供給を行うコンデンサを接続することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、部品点数を増加することなく簡単な構成で配線インダクタンスに起因した誤動作を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に実施の形態に係る駆動制御回路の構成を示す。外部電源装置１に誘導性負荷２とパワー素子３が直列に接続されると共に誘導性負荷２に並列にダイオード４が接続され、これらにより主回路Ｃが構成されている。この主回路Ｃのパワー素子３のゲート端子ＰＧに駆動制御回路１１が接続されている。
【００１２】
駆動制御回路１１は、外部電源装置１に接続された電源回路１２と、電源回路１２に接続された信号回路１３及びドライブ回路１４を備えている。電源回路１２は、外部電源装置１の正極端子と負極端子との間に接続されて内部電源Ｖｉを発生する内部電源発生部１５と、内部電源発生部１５で発生された内部電源Ｖｉを電圧変換してドライブ回路用電源Ｖｄを発生する電圧変換部１６とを有している。信号回路１３は、内部電源Ｖｉを受けて作動し、パワー素子３のオン／オフ動作を指令するための指令信号Ｓｃを出力するものである。ドライブ回路１４は、ドライブ回路用電源Ｖｄを受けて作動し、信号回路１３から出力された指令信号Ｓｃに基づいてパワー素子３のゲート端子ＰＧに駆動信号Ｓｄを出力することによりパワー素子３をオン／オフ制御する。
【００１３】
ここで、電源回路１２の電圧変換部１６のグランドラインＲＥがドライブ回路１４のグランドラインＤＥに接続されると共にドライブ回路１４のグランドラインＤＥがパワー素子３のグランド端子ＰＥに接続されている。さらに、電源回路１２の内部電源発生部１５のグランドラインＧＮＤ１が主回路ＣのグランドラインＧＮＤ２に接続されている。このように、この実施の形態に係る駆動制御回路１１においては、電源回路１２の内部電源発生部１５のグランドラインＧＮＤ１と電圧変換部１６のグランドラインＲＥとが互いに電気的に切り離され、電圧変換部１６のグランドラインＲＥがドライブ回路１４のグランドラインＤＥを介してパワー素子３のグランド端子ＰＥに接続されている。
【００１４】
次に、この実施の形態に係る駆動制御回路の動作について説明する。まず、外部電源装置１からの電源供給を受けた電源回路１２の内部電源発生部１５により内部電源Ｖｉが形成されて信号回路１３に供給されると共に、電圧変換部１６により内部電源Ｖｉからドライブ回路用電源Ｖｄが形成されてドライブ回路１４に供給される。信号回路１３がパワー素子３のオン／オフ動作を指令するための指令信号Ｓｃをドライブ回路１４に出力すると、ドライブ回路１４は、信号回路１３からの指令信号Ｓｃに基づいてパワー素子３のゲート端子ＰＧに駆動信号Ｓｄを出力する。この駆動信号Ｓｄによりパワー素子３がオンすると、外部電源装置１から主回路Ｃに電流Ｉが流れ、誘導性負荷２が駆動される。
【００１５】
このとき、主回路Ｃに配線インダクタンスＬｃが寄生しているため、パワー素子３のスイッチング動作に伴って主回路Ｃを流れる電流Ｉの時間変化率ｄＩ／ｄｔによりパワー素子３のグランド端子ＰＥと電源回路１２の内部電源発生部１５のグランドラインＧＮＤ１との間に電位差ΔＶが発生する。ところが、電圧変換部１６のグランドラインＲＥとドライブ回路１４のグランドラインＤＥは、内部電源発生部１５のグランドラインＧＮＤ１から電気的に切り離されているので、パワー素子３のグランド端子ＰＥと電源回路１２の内部電源発生部１５のグランドラインＧＮＤ１との間に発生した電位差ΔＶの影響を直接受けることはなく、ドライブ回路１４のグランドラインＤＥとパワー素子３のグランド端子ＰＥとの間に電位差が発生することが抑制される。このため、ドライブ回路１４から出力された駆動信号Ｓｄに対し、パワー素子３は誤動作を生じることなく、正常に駆動制御される。
【００１６】
このように、この実施の形態では、部品点数を増加することなく簡単な構成でありながら配線インダクタンスＬｃに起因したパワー素子３の誤動作を防止することが可能となる。
【００１７】
ここで、上述したように、パワー素子３のグランド端子ＰＥと電源回路１２の内部電源発生部１５のグランドラインＧＮＤ１との間に電位差ΔＶが発生しているため、この電位差ΔＶを電源回路１２の内部電源発生部１５と電圧変換部１６との間で負担することとなる。すなわち、内部電源発生部１５から電圧変換部１６へ入力される電圧は、内部電源発生部１５内で形成された電圧（内部電源Ｖｉ）に上記の電位差ΔＶを加えたものとなる。従って、この電位差ΔＶの加算分を考慮した上で電圧変換部１６の耐圧設計を行う必要がある。
【００１８】
なお、図１に示されるように、電源回路１２の電圧変換部１６とドライブ回路１４との間にコンデンサ１７を接続すれば、パワー素子３のグランド端子ＰＥと電源回路１２の内部電源発生部１５のグランドラインＧＮＤ１との間に電位差ΔＶが発生して内部電源発生部１５と電圧変換部１６との間で負担するときに、コンデンサ１７からドライブ回路１４へ電源供給を行うことができる。従って、ドライブ回路１４への電源供給が安定し、さらに信頼性に優れたパワー素子３の駆動制御が可能となる。ただし、電位差ΔＶが発生する間のドライブ回路１４への電源供給を行うために、コンデンサ１７の容量を十分に確保する必要がある。
【００１９】
なお、パワー素子３としては、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等を用いることができる。特に、電圧駆動型のパワー素子は、グランド電位の変動によって誤動作を引き起こしやすいため、この発明の適用が有効となる。
電源回路１２の電圧変換部１６としては、レギュレータ、ステップダウン回路等を使用することができる。
この発明は、ＤＣ制御、ＡＣ制御に関わらずに適用することができる。また、誘導性負荷２が単相であっても、三相であってもこの発明を適用することができ、誘導性の負荷でなくても駆動制御回路と主回路のグランドライン間に電位差が発生するような場合に広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態に係る駆動制御回路の構成を示すブロック図である。
【図２】従来の駆動制御回路の構成を示すブロック図である。
【図３】駆動制御回路を設置する際の配線ケーブルの取り回しの状態を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  外部電源装置、２  誘導性負荷、３  パワー素子、４  ダイオード、１１  駆動制御回路、１２  電源回路、１３  信号回路、１４  ドライブ回路、１５  内部電源発生部、１６  電圧変換部、１７  コンデンサ、Ｃ  主回路、Ｖｉ  内部電源、Ｖｄ  ドライブ回路用電源、ＰＥ  パワー素子のグランド端子、ＤＥ  ドライブ回路のグランドライン、ＲＥ  電圧変換部のグランドライン、ＧＮＤ１  内部電源発生部のグランドライン、ＧＮＤ２  主回路のグランドライン。
【図１】
0004665738.tif 000002
【図２】
0004665738.tif 000003
【図３】
0004665738.tif 000004