(57)【要約】  この発明は、接続された駆動タイプが未知のスイッチング素子（２）の入力端子（ＩＰＴ）に、設定された電圧値の電圧を印加して前記スイッチング素子をオンさせる判定用電源部（３）と、オン状態の前記スイッチング素子の入力端子の電圧値（Ｖｉｎ）を測定し、基準電圧値（Ｖｒｅｆ）以上であれば電圧駆動型（２Ｂ）、前記基準電圧値未満であれば電流駆動型（２Ａ）と判定する電圧測定判定部（４）と、前記電圧測定判定部での判定結果に合わせた電圧の駆動電圧を前記スイッチング素子の入力端子に印加する駆動電圧生成部（１５）と、前記スイッチング素子の入力端子に前記判定用電源部および電圧測定判定部と、前記駆動電圧生成部と、を切り替えて接続する切替スイッチ（ＳＷ１）と、を備えたスイッチング素子の駆動回路（８）にある。
2019069375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続された駆動タイプが未知のスイッチング素子の入力端子に、設定された電圧値の電圧を印加して前記スイッチング素子をオンさせる判定用電源部と、  オン状態の前記スイッチング素子の入力端子の電圧値を測定し、基準電圧値以上であれば電圧駆動型、前記基準電圧値未満であれば電流駆動型と判定する電圧測定判定部と、  前記電圧測定判定部での判定結果に合わせた電圧の駆動電圧を前記スイッチング素子の入力端子に印加する駆動電圧生成部と、  前記スイッチング素子の入力端子に前記判定用電源部および電圧測定判定部と、前記駆動電圧生成部と、を切り替えて接続する切替スイッチと、  を備えたスイッチング素子の駆動回路。
【請求項２】
前記駆動電圧生成部が、  電流駆動型のスイッチング素子に駆動電圧を印加するためのベース駆動部と、  電圧駆動型のスイッチング素子に駆動電圧を印加するためのゲート駆動部と、  前記電圧測定判定部での判定結果が電流駆動型の場合には前記前記スイッチング素子の入力端子に前記ベース駆動部を接続し、電圧駆動型の場合には前記ゲート駆動部を接続する駆動切替部と、  を含む請求項１に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項３】
前記ベース駆動部および前記ゲート駆動部が、前記電圧測定判定部での判定結果が電流駆動型の場合に電圧駆動型の場合に比べて小さい電圧の駆動電圧を印加し、さらに、前記スイッチング素子をオフさせる時に前記スイッチング素子の入力端子に負電圧を印加し、前記電圧測定判定部での判定結果が電流駆動型の場合に電圧駆動型の場合に比べて小さい負電圧を印加する請求項２に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項４】
前記駆動電圧生成部が、前記電圧測定判定部での判定結果が電流駆動型の場合に電圧駆動型の場合に比べて小さい電圧の駆動電圧を印加する、請求項１に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項５】
前記駆動電圧生成部が、  入力電圧をスイッチングにより電圧調整して駆動電圧として出力する電源用スイッチング素子と、  前記電源用スイッチング素子へスイッチングパルスを出力し、パルス幅を前記電圧測定判定部の判定結果に従って調整して出力するパルス幅調整部と、  を含む請求項１または４に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項６】
前記駆動電圧生成部が、  トランジスタのベース−コレクタ間が抵抗を介して接続され、コレクタ端子に入力電圧が入力され、エミッタ端子から出力電圧を供給する可変抵抗回路と、  前記可変抵抗回路の入力電圧を前記電圧測定判定部の判定結果に従って変える電圧可変の定電圧回路と、  を含む請求項１または４に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項７】
前記駆動電圧生成部が、前記スイッチング素子をオフさせる時に前記スイッチング素子の入力端子に負電圧を印加し、前記電圧測定判定部での判定結果が電流駆動型の場合に電圧駆動型の場合に比べて小さい負電圧を発生させる負電圧生成部を含む、請求項５または６に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項８】
前記負電圧生成部が、前記スイッチング素子をオフさせる時に、前記スイッチング素子に逆バイアスを掛けることで入力端子に負電圧を発生させる、請求項７に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項９】
複数のスイッチング素子のそれぞれに対して前記駆動電圧生成部を設け、１つの前記判定用電源部および１つの前記電圧測定判定部を前記複数のスイッチング素子および複数の前記駆動電圧生成部に切り替えて接続する共有用切替機構を設けた、請求項１から８までのいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項１０】
前記請求項１から９までのいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動回路と、  前記スイッチング素子の駆動回路で駆動制御されるスイッチング素子と、  を備えた電力変換装置。
【請求項１１】
前記請求項１０に記載の電力変換装置と、  前記電力変換装置で駆動される巻上機と、  前記巻上機に掛けられ主索の両端に取付けられた乗りかごと釣合錘と、  を備えたエレベータ装置。
【請求項１２】
接続された駆動タイプが未知のスイッチング素子の入力端子に、設定された電圧値の電圧を印加して前記スイッチング素子をオンさせる工程と、  オン状態の前記スイッチング素子の入力端子の電圧値を測定し、基準電圧値以上であれば電圧駆動型、前記基準電圧値未満であれば電流駆動型と判定する工程と、  前記判定する工程の結果に合わせた電圧の駆動電圧を前記スイッチング素子の入力端子に印加する工程と、  を備えたスイッチング素子の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、エレベータの巻上機等を駆動する電力変換装置に使用されるスイッチング素子の駆動回路、特にスイッチング素子の種類を考慮した駆動制御に関するものである。さらにこの発明は、このスイッチング素子の駆動回路を備えた電力変換装置、この電力変換装置を備えたエレベータ装置、およびスイッチング素子の駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  スイッチング素子の駆動回路は、エレベータの巻上機を駆動するインバータからなる電力変換装置に使用される。従来のスイッチング素子の駆動回路は、スイッチング素子のオフ動作を早くするために、オフ動作時にはスイッチング素子の入力端子に負の電圧を印加するようになっている(例えば、特許文献１参照)。このオフ動作を早くすることで、スイッチング素子自体の発熱を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１３８６９号公報(段落００１７以降、第４図、第５図)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。  従来のスイッチング素子の駆動回路は、接続されるスイッチング素子の種類に合わせて、予め設定された制御電圧を、入力端子に印加する構成となっている。負の電圧が大きい程、素早いオフ動作が実現できるため、発熱低減の利点が大きくなる。しかしながら、スイッチング素子には電流駆動型と電圧駆動型があり、スイッチング素子の種類に従って入力端子に印加できる電圧に違いがある。このため、スイッチング素子の種類に対応した専用の駆動回路を構成する必要がある。この結果、駆動回路を搭載した基板の種類が増加するという問題点があった。【０００５】  この発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、スイッチング素子が電圧駆動型であるか電流駆動型であるかに係わらず、入力端子に印加する駆動電圧を自動で調整するスイッチング素子の駆動回路を得ることを目的とする。  さらにこの発明は、このスイッチング素子の駆動回路を備えた電力変換装置、この電力変換装置を備えたエレベータ装置、およびスイッチング素子の駆動方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  この発明は、接続された駆動タイプが未知のスイッチング素子の入力端子に、設定された電圧値の電圧を印加して前記スイッチング素子をオンさせる判定用電源部と、オン状態の前記スイッチング素子の入力端子の電圧値を測定し、基準電圧値以上であれば電圧駆動型、前記基準電圧値未満であれば電流駆動型と判定する電圧測定判定部と、前記電圧測定判定部での判定結果に合わせた電圧の駆動電圧を前記スイッチング素子の入力端子に印加する駆動電圧生成部と、前記スイッチング素子の入力端子に前記判定用電源部および電圧測定判定部と、前記駆動電圧生成部と、を切り替えて接続する切替スイッチと、を備えたスイッチング素子の駆動回路にある。  またこの発明は、このスイッチング素子の駆動回路を備えた電力変換装置、この電力変換装置を備えたエレベータ装置、およびスイッチング素子の駆動方法も含む。
【発明の効果】
【０００７】  この発明では、スイッチング素子の駆動タイプに合った駆動電圧を特定できる構成を備え、駆動タイプによらず回路を共有化できるスイッチング素子の駆動回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１におけるエレベータ装置に含まれるスイッチング素子の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図２】電流駆動型および電圧駆動型のスイッチング素子を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における電流駆動型および電圧駆動型のスイッチング素子の入力端子電圧特性および入力端子電圧測定判定部の基準電圧値Ｖｒｅｆを示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１における電流駆動型スイッチング素子のベース駆動部の電圧Ｖｉｃおよび電圧駆動型スイッチング素子のゲート駆動部の電圧Ｖｉｖの定義を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるスイッチング素子に印加されるベース駆動部およびゲート駆動部の電圧Ｖｉｃ、Ｖｉｖの波形を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２におけるエレベータ装置に含まれるスイッチング素子の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態２におけるスイッチング電源で構成した場合の駆動回路電源部の一例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２におけるリニア電源で構成した場合の駆動回路電源部の別の例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態２における負電圧生成部の一例を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態３におけるエレベータ装置に含まれるスイッチング素子の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】この発明の各実施の形態におけるスイッチング素子の駆動回路を制御する構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下、この発明によるスイッチング素子の駆動回路等を各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、また重複する説明は省略する。
【００１０】  実施の形態１．  図１は、この発明の実施の形態１におけるエレベータ装置に含まれるスイッチング素子の駆動回路の構成を示すブロック図である。図１においてスイッチング素子の駆動回路は、駆動部８として示されている。なお、この発明は、さらに、この駆動部８およびスイッチング素子２を備えた電力変換装置２００を含む。さらに、この発明は、この電力変換装置２００と、電力変換装置２００で駆動される巻上機１と、巻上機１に掛けられた主索ＭＲの両端に取付けられた乗りかごＣＡおよび釣合錘ＣＷと、を備えたエレベータ装置４００を含む。
【００１１】  図１において、巻上機１は、回転駆動されて、巻き掛けられた主索ＭＲの両端に取付けられた乗りかごＣＡと釣合錘ＣＷを昇り降りの互いに反対方向に移動させる。巻上機１は、インバータからなる電力変換装置２００により回転駆動される。電力変換装置２００は、複数のスイッチング素子２を有する。図１の電力変換装置２００は、３相交流のための６つのスイッチング素子２を備えている。
【００１２】  各スイッチング素子２には、同じ構成を有する駆動部８がそれぞれに接続されている。各駆動部８において、スイッチング素子の駆動タイプが未定であるときの最初のエレベータ装置の電源投入時には、スイッチング素子２は、図１に示したように、切替スイッチＳＷ１によりスイッチング素子判定用電源部３に接続されている。従って、この場合には、判定用電源部３から入力端子ＩＰＴに電圧が印加される。入力端子ＩＰＴは、ベース端子またはゲート端子からなる。スイッチング素子２の入力端子ＩＰＴには、判定用電源部３と共に入力端子電圧測定判定部４が同時に接続される。電圧測定判定部４は、測定回路４ａで入力端子に発生した電圧を測定し、判定回路４ｂでスイッチング素子２が電流駆動型か電圧駆動型かを判定している。電圧測定判定部４は、駆動切替部５に接続され、電圧測定判定部４での判定結果が駆動切替部５に送られる。駆動切替部５は、判定された結果に基づき、駆動切替部５に接続されているゲート駆動部６とベース駆動部７とを切り替える。この一連の動作により駆動電圧が特的できた後、切替スイッチＳＷ１により、スイッチング素子２は、判定用電源部３から切り離され、駆動切替部５側に接続される。スイッチング素子２は、ゲート駆動部６またはベース駆動部７からの駆動信号に従って開閉駆動され、巻上機１を駆動する。そして、巻上機１が回転する。これにより、乗りかごＣＡおよび釣合錘ＣＷは、互いに反対方向に昇降されて、エレベータ装置を動作させる。  なお、ゲート駆動部６とベース駆動部７と駆動切替部５とは駆動電圧生成部１５を構成する。  また、切替スイッチＳＷ１は手動で切り替えてもよく、または、駆動切替部５または外部の制御部からの制御信号に従って切り替えるようにしてもよい。
【００１３】  スイッチング素子２は、図２の(ａ)の電流駆動型トランジスタ(バイポーラトランジスタ等)２Ａ、および(ｂ)の電圧駆動型トランジスタ(ＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor等)２Ｂのどちらかである。判定用電源部３の電源ＰＳから内部抵抗Ｒを介して、スイッチング素子２の入力端子ＩＰＴに電圧が印加される。  スイッチング素子２が電流駆動型２Ａである時、抵抗Ｒに電流が流れる。このため、入力端子の電圧は、印加電圧Ｖｉｎの増加に伴い、一定電圧ＶＢＥで飽和し、ＶＢＥ＜Ｖｉｎとなる。この電圧ＶＢＥは、通常、２．５から３．５Ｖである。  一方、スイッチング素子２が電圧駆動型２Ｂである時、電流駆動型２Ａに比べ抵抗Ｒに流れる電流が小さい。このため、入力端子の電圧は、印加電圧Ｖｃｃに比例して増加し、ＶＧＥ≒Ｖｉｎとなる。  この違いを図３に示す。横軸は、入力電圧Ｖｉｎ、縦軸は、ベース−エミッタ間電圧ＶＢＥ，およびゲート−エミッタ間電圧ＶＧＥを示す。  判定用電源部３から印加する電圧は、電流駆動型のスイッチング素子２の入力端子が、ある一定電圧ＶＢＥで飽和となるような電圧Ｖｉｎに設定されている。例えば、Ｖｉｎは、５Ｖとすればよい。
【００１４】  判定用電源部３から電圧Ｖｃｃを印加した時、スイッチング素子２が電流駆動型２Ａであれば、図３の破線２ＡＡに示すように、入力端子は、ＶＢＥ(ｓａｔ)となる。一方、電圧駆動型２Ｂであれば、図３の実線２ＢＢに示すように、入力端子は、ＶＧＥ(ｒｅｆ)≒Ｖｉｎとなる。このため、比較器等で構成した電圧測定判定部４の判定回路４ｂにより、これらの電圧の値と基準電圧値Ｖｒｅｆとを比較して、スイッチング素子２が電流駆動型２Ａであるか、電圧駆動型２Ｂであるかを判定し、判定結果信号として出力できる。
【００１５】  スイッチング素子２が電流駆動型２Ａである場合、図４の(ａ)においてベース駆動部７から印加される電圧Ｖｉｃについて正の電圧が大きくなるほど、抵抗Ｒの発熱が大きくなる。このため、電圧Ｖｉｃは、電流駆動型であるスイッチング素子２をオンできる最小またはなるべく小さい正電圧とすることが好ましい。  一方、スイッチング素子２が電圧駆動型２Ｂである場合、図４の(ｂ)においてゲート駆動部６から印加される電圧Ｖｉｖについて正の電圧が大きくなるほど、素早いオン動作が実現でき、発熱低減の利点が大きくなる。このため、電圧Ｖｉｖは、電圧駆動型であるスイッチング素子２の耐圧の範囲内において最大またはなるべく大きい正電圧に設定されることが好ましい。
【００１６】  図４の(ａ)のスイッチング素子２が電流駆動型２Ａの場合、ベース駆動部７から印加される電圧Ｖｉｃについて、負の電圧が大きくなるほど素早いオフ動作が実現できる。同様に、図４の(ｂ)のスイッチング素子２が電圧駆動型２Ｂの場合、ゲート駆動部６から印加される電圧Ｖｉｖについて、負の電圧が大きくなるほど素早いオフ動作が実現できる。これにより、発熱低減の利点が大きくなるため、耐圧の範囲内の最大の負電圧を印加する。しかしながら、スイッチング素子２が電流駆動型２Ａの方が、電圧駆動型２Ｂよりも耐圧が小さいため、最大の負電圧は、両者で異なる。  一例として、電流駆動型２Ａの耐圧は、−７Ｖであり、電圧駆動型２Ｂの耐圧は、−２０Ｖである。
【００１７】  ベース駆動部７から印加される電圧Ｖｉｃとゲート駆動部６から印加される電圧Ｖｉｖは、異なる電圧値となり、一例を図５に示す。破線２ＡＡは、電圧Ｖｉｃ、実線２ＢＢは、電圧Ｖｉｖを示す。
【００１８】  ゲート駆動部６およびベース駆動部７は、共に外部からのスイッチング素子２のスイッチング制御信号ＳＣＳからスイッチング素子２のオンオフ駆動のタイミングを判定して、正電圧、負電圧を供給する。そして、正電圧、負電圧共に、電圧測定判定部４での判定結果が電流駆動型の場合に、電圧駆動型の場合に比べ小さい電圧、すなわち、正負に関わらず振幅が小さい電圧の駆動電圧を供給する。
【００１９】  以上のことから、電圧測定判定部４の判定結果信号により、駆動切替部５にてゲート駆動部６またはベース駆動部７に切り替え、スイッチング素子２が電流駆動型２Ａであればベース駆動部７に接続され、電圧駆動型２Ｂであればゲート駆動部６に接続される。これにより、スイッチング素子の駆動回路の自動調整が行える。
【００２０】  実施の形態２．  図６は、この発明の実施の形態２におけるエレベータ装置に含まれるスイッチング素子の駆動回路の構成を示すブロック図である。上記実施の形態１では、図１に示すように、ゲート駆動部６およびベース駆動部７の両者を設けた。これに対して、図６に示すように、電圧測定判定部４の判定結果信号を用いて、駆動電圧生成部１５内に構成される駆動回路電源部１６の電圧Ｖｃおよび負電圧生成部１７の電圧Ｖ−を調整するように構成してもよい。すなわち、ゲート駆動部６およびベース駆動部７を設ける代わりに、駆動回路電源部１６および負電圧生成部１７を設け、電圧Ｖｃ、電圧Ｖ−を調整する構成とする。なお、ここで、「Ｖ−」は、後述するように、スイッチング素子のベース−エミッタ間、またはゲート−エミッタ間に逆バイアスを掛ける電圧を意味する。このような構成によっても上述の実施の形態１と同様の動作を行なわせることができる。このような構成では、電流駆動型用と電圧駆動型用で部品の共有化ができるので、部品点数の削減および基板専有面積の縮小が可能になる。図６のその他の部分は、図１のものと基本的に同じである。
【００２１】  図７は、実施の形態２の駆動電圧生成部１５内の駆動回路電源部１６がスイッチング電源で構成された場合の例を示す。スイッチング電源は、電源用スイッチング素子ＰＳＳＷに入力するスイッチングパルスの幅を調整することにより、出力電圧を調整する方式である。従って、電圧測定判定部４の判定結果信号を用いて、電源用スイッチング素子ＰＳＳＷのスイッチングパルスの幅が調整されるので、駆動回路電源部１６の電圧Ｖｃが調整される。
【００２２】  電源用スイッチング素子ＰＳＳＷのパルス幅調整部１８は、搬送波発生部１９と、定電圧素子２０および２１で構成された基準電圧生成部２２と、搬送波発生部１９の搬送波と基準電圧生成部２２の基準電圧Ｖｚを比較する比較器２３で構成される。比較器２３の出力は、スイッチングパルスとなり、搬送波の電圧が基準電圧Ｖｚより高い期間、スイッチングパルスは、ハイレベルの出力となる。電圧測定判定部４の判定結果信号を用いて、定電圧素子２１が切替スイッチ素子２４により短絡される。これにより、基準電圧Ｖｚが変わることで、スイッチングパルスの幅が変わる。これにより、駆動回路電源部１６の電圧Ｖｃが調整される。  なお、基準電圧生成部２２は、電圧を切り替え可能な定電圧回路を構成する。また、電源用スイッチング素子ＰＳＳＷの出力側のチョークコイルＣＣとコンデンサＣ１とダイオードＤ１とは、ローパスフィルタＬＰＦ１を構成する。
【００２３】  例えば、駆動回路電源部１６の電圧Ｖｃは、図５におけるハイ電圧とロー電圧の差となる。スイッチング素子２が電流駆動型２Ａであれば、Ｖｃ＝１３Ｖとなり、スイッチング素子２が電圧駆動型２Ｂであれば、Ｖｃ＝２５Ｖとなる。
【００２４】  駆動回路電源部１６を降圧型スイッチング電源で構成した時、    Ｖｉ：入力電圧    ｔ：スイッチング周期、    ｔｗｈ：パルスのハイ信号幅  とすると、    Ｖｃ＝ｔｗｈ／ｔ×Ｖｉ  となる。  入力電圧ＶｉをＤＣ１００Ｖとした時、駆動回路電源部１６の電圧Ｖｃ＝１３Ｖとするためには、スイッチングパルスのハイ信号幅を、周期の０．１３倍とすればよい。また、Ｖｃ＝２５Ｖとするためには、スイッチングパルスのハイ信号幅を、ロー信号幅の０．２５倍とすればよい。
【００２５】  搬送波をピーク電圧Ｖｐとすると、    ｔｗｈ＝ｔ−ｔ／(２×Ｖｐ)×(Ｖｚ＋Ｖｐ)  となる。搬送波をピーク電圧Ｖｐ＝１０Ｖの三角波とした時、駆動回路電源部１６の電圧Ｖｃ＝１３Ｖ、すなわち、スイッチングパルスのハイ信号幅を周期の０．１３倍、とするためには、基準電圧Ｖｚは、７．４Ｖとする。  一方、Ｖｃ＝２５Ｖとするためには、基準電圧Ｖｚを５．０Ｖとすればよい。
【００２６】  定電圧素子２０を５．０Ｖ、もう一方の定電圧素子２１を２．４Ｖで構成し、電圧測定判定部４の判定結果信号を用いて、スイッチング素子２が電流駆動型２Ａであれば切替スイッチ素子２４をオフさせる。これにより、基準電圧Ｖｚが７．４Ｖとなり、Ｖｃ＝１３Ｖとなる。  一方、スイッチング素子２が電圧駆動型２Ｂであれば、切替スイッチ素子２４をオンさせることにより、定電圧素子２１が短絡されるので、基準電圧Ｖｚ＝５．０Ｖとなり、Ｖｃ＝２５Ｖとなる。
【００２７】  ところで、上記説明では、駆動回路電源部１６を降圧型のスイッチング電源について述べた。しかしながら、駆動回路電源部１６は昇圧型スイッチング電源およびＲＣＣ型スイッチング電源であっても、電圧測定判定部４の判定結果信号を用いて同様な構成で駆動回路電源部１６の電圧Ｖｃを調整できることはいうまでもない。
【００２８】  図８は、実施の形態２の駆動電圧生成部１５内の駆動回路電源部１６がリニア電源で構成された場合の例を示す。リニア電源は、可変抵抗回路２５の入力端子の電圧を調整することにより、出力の電圧を調整する方式である。よって、電圧測定判定部４の判定結果信号を用いて、リニア電源の電圧を調整することにより、駆動回路電源部１６の電圧Ｖｃを調整する。
【００２９】  可変抵抗回路２５の入力端子には定電圧素子２６および２７が接続される。電圧測定判定部４の判定結果信号を用いて、定電圧素子２７を切替スイッチ素子２８により短絡することにより、リニア電源の電圧を調整する。これにより、駆動回路電源部１６の電圧Ｖｃを調整する。
【００３０】  それぞれ、    Ｖｓ：可変抵抗回路２５の入力端子−出力端子間の電圧    Ｖｚ１：定電圧素子２６の電圧    Ｖｚ２：定電圧素子２７の電圧  とすると、駆動回路電源部１６の電圧Ｖｃは、Ｖｃ＝Ｖｓ＋Ｖｚ１＋Ｖｚ２となる。
【００３１】  一般的に可変抵抗回路２５の入力端子−出力端子間の電圧Ｖｓは、０．６Ｖである。このため、定電圧素子２６を１２．４Ｖ、もう一方の定電圧素子２７を１２Ｖで構成し、電圧測定判定部４の判定結果信号を用いて、スイッチング素子２が電流駆動型２Ａであれば切替スイッチ素子２８をオンさせる。これにより、定電圧素子２７が短絡されるのでＶｃ＝１３Ｖとなる。  一方、スイッチング素子２が電圧駆動型２Ｂであれば、切替スイッチ素子２８をオフさせることにより、Ｖｃ＝２５Ｖとなる。  なお、定電圧素子２６および２７からなる定電圧回路２６７は、電圧を切り替え可能な定電圧回路を構成する。  また、可変抵抗回路２５は、ベース−コレクタ間が抵抗Ｒ２５を介して接続されたトランジスタＴｒ２５を含む。トランジスタＴｒ２５のコレクタ端子は駆動回路電源部１６の入力端子に接続され、エミッタ端子は駆動回路電源部１６の出力端子に接続されてなる。
【００３２】  図９は、実施の形態２の駆動電圧生成部１５内の負電圧生成部１７の構成の一例を示す。図９において、駆動回路電源部１６は、図６から図８で説明した駆動回路電源部１６である。制御回路２９は、外部からのスイッチング制御信号ＳＣＳに従って、スイッチング素子２をオンオフさせるための駆動電圧を切り替える回路である。図６から図８では制御回路２９は駆動回路電源部１６に含まれている。  スイッチング素子２をオフさせる時、制御回路２９により切替スイッチ素子３０がオフし、もう一方の切替スイッチ素子３１がオンする。このため、スイッチング素子２の入力端子は、負電圧生成部１７の電圧Ｖ−で逆バイアスされる。上述のように「Ｖ−」は、逆バイアスを掛ける電圧を示す。
【００３３】  負電圧生成部１７は、駆動回路電源部１６の電圧Ｖｃを、電流制限抵抗ＲＲを介して、コンデンサＣ、およびコンデンサＣに並列に接続された直列接続された定電圧素子３２および３３を含む定電圧回路３２３に印加する。そして、定電圧素子３３を切替スイッチ素子３４により短絡することにより、負電圧生成部１７の電圧Ｖ−が調整される。
【００３４】  定電圧素子３２を４Ｖ、もう一方の定電圧素子３３を６Ｖで構成し、電圧測定判定部４の判定結果信号を用いて、スイッチング素子２が電流駆動型２Ａであれば切替スイッチ素子３４をオンさせることにより、定電圧素子３３が短絡されるのでＶ−＝４Ｖとなる。  一方、スイッチング素子２が電圧駆動型２Ｂであれば、切替スイッチ素子３４をオフさせることにより、Ｖ−＝１０Ｖとなる。
【００３５】  ここで、逆バイアスに関し、切替スイッチ素子３０と切替スイッチ素子３１との接続点は、スイッチング素子２の入力端子ＩＰＢＧとして、スイッチング素子２のベース端子またはゲート端子に接続されている。負電圧生成部１７の「Ｖ−」で示される出力端子は、スイッチング素子２の入力端子ＩＰＥとして、スイッチング素子２のエミッタ端子に接続されている。  そして、スイッチング素子２をオフさせる時に、制御回路２９により切替スイッチ素子３０がオフし、切替スイッチ素子３１がオンすると、スイッチング素子２の入力端子ＩＰＢＧは０Ｖとなる。これに対してスイッチング素子２の入力端子ＩＰＥには、「Ｖ−」で示される正電圧が掛けられ、スイッチング素子２に逆バイアスが掛けられることになる。これにより、スイッチング素子２の入力端子ＩＰＢＧには相対的に負電圧が印加されることになる。  なお、定電圧素子３２および３３からなる定電圧回路３２３は、電圧を切り替え可能な定電圧回路を構成する。
【００３６】  実施の形態３．  図１０は、この発明の実施の形態３におけるエレベータ装置に含まれるスイッチング素子の駆動回路の構成を示すブロック図である。図１のスイッチング素子の駆動回路の構成では、スイッチング素子２のそれぞれに判定用電源部３および入力端子電圧測定判定部４を設けた。これに対して、図１０のスイッチング素子の駆動回路では、エレベータの電源投入後、順次、判定用電源部３および電圧測定判定部４を各スイッチング素子２および駆動部８内の駆動切替部５を切り替える。これにより、１つの判定用電源部３および１つの電圧測定判定部４で、上述の実施の形態と同様の動作を行なわせることができる。  このために、実施の形態３のスイッチング素子の駆動回路では、複数のスイッチング素子２のそれぞれに対して駆動部８、すなわち駆動電圧生成部１５を設けた。そして、１つの判定用電源部３および１つの電圧測定判定部４を複数のスイッチング素子２および複数の駆動電圧生成部１５に切り替えて接続する共有用切替スイッチＣＳＷ１，ＣＳＷ２からなる共有用切替機構を設けた。共有用切替スイッチＣＳＷ１は各スイッチング素子２毎に設けられ、スイッチング素子２を自らの駆動電圧生成部１５と、共有する判定用電源部３および１つの電圧測定判定部４と、の間で切り替えて接続する。共有用切替スイッチＣＳＷ２は、電圧測定判定部４に設けられ、入力端子電圧測定判定部４を各駆動電圧生成部１５の間で切り替えて接続する。  このような構成では、部品の共有化ができるので、部品点数削減および基板専有面積の削減が行える。
【００３７】  なお、実施の形態１，２の切替スイッチＳＷ１、実施の形態３の共有用切替スイッチＣＳＷ１，ＣＳＷ２等の切り替えは手動で切り替えてもよく、また自動で切り替えるようにしてもよい。自動で切り替える場合には、例えば図１１に示すように、電力変換装置２００またはエレベータ装置４００全体を制御する制御装置ＣＯＤから、スイッチング素子２を制御するスイッチング制御信号ＳＣＳ等と共に、切替信号ＳＷＳが供給され、切替信号ＳＷＳにより、切替スイッチＳＷ１、共有用切替スイッチＣＳＷ１，ＣＳＷ２の切り替えが行なわれる。  制御装置ＣＯＤをハードウェアで構成した場合、処理回路は例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。  制御装置ＣＯＤをＣＰＵで構成した場合、プロセッサとメモリからなり、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアおよびファームウェアはプログラムとして記述され、メモリに格納される。処理回路であるプロセッサは、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、処理機能を実現する。
【００３８】  また、上記の説明では、この発明をエレベータ用に利用する場合について述べたが、その他のスイッチング素子の駆動回路、電力変換装置にも利用できることはいうまでもない。  また、この発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、これらの可能な全ての組合せを含む。
【００３９】  エレベータの耐用年数は長く、耐用年数をむかえるまでに、保守のために、部品の交換を行っている。部品の中にはスイッチング素子も含まれるが、近年、電流駆動型のスイッチング素子が入手困難となっていることから電圧駆動型のスイッチング素子への置き換えがされている。従来技術では、スイッチング素子の種類に対応した専用の駆動回路が必要となる。このため、スイッチング素子の置き換えと同時に駆動回路を搭載した基板の置き換えも必要となる。この発明では、接続したスイッチング素子が電圧駆動型および電流駆動型のいずれであるかを判別し、入力端子に印加する制御電圧を自動で調整する。スイッチング素子の駆動タイプにより入力端子に印加する制御電圧を自動で調整することは、オフ動作を早くするための負電圧の印加にも適用される。これにより、駆動回路を搭載した基板は、調整不要でそのまま使用することができ、保守費用の削減および駆動回路を搭載した基板の品種の削減、統合が行える。
【符号の説明】
【００４０】  １  巻上機、２  スイッチング素子、３  スイッチング素子判定用電源部(判定用電源部)、４  入力端子電圧測定判定部(電圧測定判定部)、４ａ  測定回路、４ｂ  判定回路、５  駆動切替部、６  ゲート駆動部、７  ベース駆動部、８  駆動部、１５  駆動電圧生成部、１６  駆動回路電源部、１７  負電圧生成部、１８  パルス幅調整部、１９  搬送波発生部、２０  定電圧素子、２１  定電圧素子、２２  基準電圧生成部、２３  比較器、２４  切替スイッチ素子、２５  可変抵抗回路、２６  定電圧素子、２７  定電圧素子、２８  切替スイッチ素子、２９  制御回路、３０  切替スイッチ素子、３１  切替スイッチ素子、３２  定電圧素子、３３  定電圧素子、３４  切替スイッチ素子、２００  電力変換装置、２６７  定電圧回路、３２３  定電圧回路、４００  エレベータ装置、ＣＳＷ１，ＣＳＷ２  共有用切替スイッチ、ＣＯＤ  制御装置。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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