(57)【要約】【課題】アーク放電を抑制しつつ、電力損失が少ない高効率なスイッチング装置を提供する。【解決手段】スイッチング装置１０、第１メカスイッチＲ１と第１半導体スイッチＴ１とが直列接続される直列回路と、当該直列回路と並列接続された第２メカスイッチＲ２と、第１メカスイッチＲ１、第２メカスイッチＲ２および第１半導体スイッチＴ１のオンオフをそれぞれ制御する制御部４０を備える。制御部４０は、負荷３０で短絡が発生したとき、第２メカスイッチＲ２、半導体スイッチ、第１メカスイッチＲ１の順番でオフする。【選択図】図２
2012181925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と負荷との間に接続されるべきスイッチング装置であって、
第１メカスイッチと半導体スイッチとが直列接続された直列回路と、
前記直列回路と並列接続された第２メカスイッチと、
を備えることをスイッチング装置。
【請求項２】
電源と負荷との間に接続されるべきスイッチング装置であって、
第１メカスイッチと半導体スイッチとが直列接続された直列回路と、
前記第１メカスイッチと前記半導体スイッチとの接続点と、前記半導体スイッチの他端との間に、前記半導体スイッチと並列接続された第２メカスイッチと、を備え、
前記第１メカスイッチはオフ時の高電圧絶縁用、前記第２メカスイッチは大電流遮断用と役割を分担することを特徴とするスイッチング装置。
【請求項３】
前記第１メカスイッチ、前記第２メカスイッチおよび前記半導体スイッチのオンオフをそれぞれ制御する制御部をさらに備え、
前記負荷で短絡が発生したとき、前記制御部は、前記第２メカスイッチ、前記半導体スイッチ、前記第１メカスイッチの順番でオフすることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチング装置。
【請求項４】
前記半導体スイッチは、サイリスタであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスイッチング装置。
【請求項５】
電源と負荷との間に接続されるべきスイッチング装置であって、
ノーマリーオン型の半導体スイッチとメカスイッチとが直列接続された直列回路と、
前記半導体スイッチおよび前記メカスイッチのオンオフをそれぞれ制御する制御部と、
をさらに備え、
前記制御部は、前記電源と前記負荷との間を遮断する際、前記半導体スイッチの制御端子の電圧を負電圧にならない範囲で低下させた後、前記メカスイッチをオフすることを特徴とするスイッチング装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記負荷の駆動開始時、前記半導体スイッチの制御端子の電圧を負電圧にせずに、前記メカスイッチをオンすることを特徴とする請求項５に記載のスイッチング装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記半導体スイッチの制御端子の電圧を負電圧にせずに、前記メカスイッチをオンして負荷容量を充電し、
前記負荷容量への充電完了後、前記半導体スイッチの制御端子に正電圧を印加して、前記負荷の駆動を開始し、
前記半導体スイッチの制御端子に前記正電圧より低い電圧であって０Ｖ以上の電圧を印加し、その印加後、前記メカスイッチをオフして、前記負荷の駆動を終了させることを特徴とする請求項５に記載のスイッチング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源と負荷間に接続されるスイッチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハイブリットカー（プラグインハイブリットカーを含む）や電気自動車が普及してきており、その種の車ではバッテリとモータとの間で大きな電力がやりとりされている。バッテリとモータとの間には、電力を導通／遮断するためのスイッチを設ける必要がある。スイッチには大別すると、メカリレーを代表とするメカスイッチと、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)を代表とする半導体スイッチがある（たとえば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１９１０５号公報
【特許文献２】特開平１０−３０２５８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
メカリレーを用いるとアーク放電が発生する可能性がある。これに対し、半導体スイッチを用いるとアーク放電は発生しないが、オフリーク電流が流れ、無駄な電力損失が発生する。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、アーク放電を抑制しつつ、電力損失が少ない高効率なスイッチング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様のスイッチング装置は、電源と負荷との間に接続されるべきスイッチング装置であって、  第１メカスイッチと半導体スイッチとが直列接続された直列回路と、直列回路と並列接続された第２メカスイッチと、を備える。
【０００７】
本発明の別の態様もまた、スイッチング装置である。この装置は、電源と負荷との間に接続されるべきスイッチング装置であって、ノーマリーオン型の半導体スイッチとメカスイッチとが直列接続された直列回路と、半導体スイッチおよびメカスイッチのオンオフをそれぞれ制御する制御部と、をさらに備える。制御部は、電源と負荷との間を遮断する際、半導体スイッチの制御端子の電圧を負電圧にならない範囲で低下させた後、メカスイッチをオフする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、アーク放電を抑制しつつ、電力損失が少ない高効率なスイッチング装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）は、比較例１、２に係るスイッチング装置を説明するための図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るスイッチング装置を説明するための図である。
【図３】実施例１、２に係るスイッチング装置の定常時の動作シーケンスを示す図である。
【図４】実施例１、２に係るスイッチング装置の負荷短絡時の動作シーケンスを示す図である。
【図５】図５（ａ）−（ｃ）は、実施例１に係るスイッチング装置において負電流の配線とそのスイッチを説明するための図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）は、図２（ｂ）に示した実施例２に係るスイッチング装置の実装例を示す図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１の変形例に係るスイッチング装置を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るスイッチング装置を説明するための図である。
【図９】ノーマリーオン型の窒化ガリウムトランジスタの静特性を示す図である。
【図１０】図１０（ａ）、（ｂ）は、ノーマリーオン型半導体スイッチの制御回路を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（比較例）
図１（ａ）、（ｂ）は、比較例１、２に係るスイッチング装置１０を説明するための図である。図１（ａ）、（ｂ）に示す比較例１、２において、バッテリ２０と負荷３０との間にスイッチング装置１０が接続される。図１（ａ）に示す比較例１に係るスイッチング装置１０は、半導体スイッチＴ０とメカスイッチＲ０との並列回路を含む。メカスイッチＲ０に半導体スイッチＴ０を並列接続したことにより、メカスイッチＲ０からのアーク放電を抑制できる。ただし、半導体スイッチＴ０にオフリーク電流が流れる。
【００１１】
図１（ｂ）に示す比較例２において、スイッチング装置１０は、半導体スイッチＴ０とメカスイッチＲ０との直列回路を含む。半導体スイッチＴ０にメカスイッチＲ０を直列接続したことにより、半導体スイッチＴ０に流れるオフリーク電流を抑制できる。ただし、メカスイッチＲ０からアーク放電が発生する可能性がある。
【００１２】
（実施の形態１）
図２（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１に係るスイッチング装置１０を説明するための図である。図２（ａ）は、実施の形態１の実施例１に係るスイッチング装置１０を説明するための図である。スイッチング装置１０は、バッテリ（直流電源）２０と負荷３０との間に接続される。スイッチング装置１０は、ジャンクションボックスに収納されて設置されてもよい。本実施の形態では、負荷３０として自動車に搭載されるモータを想定する。当該モータの前段には当該モータを駆動するためのインバータが設けられる。なお図示しないが、負荷３０の入力には容量が設けられており、当該容量はバッテリ２０から供給される電力を蓄積し、平滑化する。
【００１３】
実施例１に係るスイッチング装置１０は、第１メカスイッチＲ１と第１半導体スイッチＴ１とが直列接続された直列回路と、当該直列回路と並列接続された第２メカスイッチＲ２を備える。以下、本実施の形態では、メカスイッチとしてメカリレー、半導体スイッチとしてパワーＭＯＳＦＥＴを採用する例を想定する。なお図２（ａ）では、上記直列回路はバッテリ２０側から第１メカスイッチＲ１、第１半導体スイッチＴ１の順に接続されているが、第１半導体スイッチＴ１、第１メカスイッチＲ１の順に接続してもよい。
【００１４】
制御部４０は、第１メカスイッチＲ１、第２メカスイッチＲ２および第１半導体スイッチＴ１のオンオフをそれぞれ制御する。制御部４０によるこれらのスイッチのオンオフ制御の詳細は後述する。
【００１５】
図２（ｂ）は、実施の形態１の実施例２に係るスイッチング装置１０を説明するための図である。実施例２に係るスイッチング装置１０は、実施例１と比較し、第２メカスイッチＲ２の接続位置が異なる。すなわち、第２メカスイッチＲ２は第１メカスイッチＲ１と第１半導体スイッチＴ１との接続点と第１半導体スイッチＴ１の他端との間に、第１半導体スイッチＴ１と並列に接続される。
【００１６】
第１メカスイッチＲ１はオフ時の高電圧絶縁用で、その役割は実施例１、２で共通する。これに対し、第２メカスイッチＲ２は実施例１と実施例２とで役割が異なる。実施例１では、大電流の遮断およびオフ時の高電圧絶縁の両方の役割を担う。実施例２では、大電流遮断の役割のみを担う。したがって、実施例２に係る回路構成のほうが第２メカスイッチＲ２のスペックを下げることができ、低コスト化が可能である。ただし、バッテリ２０から負荷３０に、第１メカスイッチＲ１および第２メカスイッチＲ２の二つのメカスイッチを電流が通過することになるため、電力損失が実施例１に係る回路構成より大きくなる。
【００１７】
図３は、実施例１、２に係るスイッチング装置１０の定常時の動作シーケンスを示す図である。本実施の形態では、自動車の走行状態の開始から終了までの動作シーケンスを示している。制御部４０は図示しないＥＣＵ（Electronic Control Unit）からモータへの電力供給指示を受けると、まず、第１メカスイッチＲ１をオンする。つぎに、第１半導体スイッチＴ１をオンする。これにより、モータ駆動部の入力容量に電流が流れ、充電される。つぎに、負荷３０側の電圧Ｖｌがバッテリ２０側の電圧Ｖｂに到達した後（すなわち、両電圧が実質的に同一またはニアリーイコールになった後）、第２メカスイッチＲ２をオンする。
【００１８】
その後、制御部４０は負荷３０を稼働させる。本実施の形態ではＥＣＵにバッテリ２０とモータが導通したことを通知し、ＥＣＵはモータの回転を開始する。モータの回転期間Ｐｐでは、第１半導体スイッチＴ１を通過するパスを流れる電流Ｉｔより、第２メカスイッチＲ２を通過するパスを流れる電流Ｉｒのほうが大きくなる。第１半導体スイッチＴ１のオン抵抗により、バッテリ２０からモータに流れる電流は、第２メカスイッチＲ２を通過するパスを流れる電流Ｉｒが支配的となるためである。
【００１９】
制御部４０は負荷３０を停止させた後、第２メカスイッチＲ２をオフする。本実施の形態ではＥＣＵはモータの回転を停止させ、制御部４０に電力遮断指示を通知し、制御部４０は第２メカスイッチＲ２をオフする。つぎに、制御部４０は第１半導体スイッチＴ１をオフし、最後に第１メカスイッチＲ１をオフする。
【００２０】
図４は、実施例１、２に係るスイッチング装置１０の負荷短絡時の動作シーケンスを示す図である。モータの回転期間中にモータやその駆動部に短絡が発生すると、バッテリ２０からモータに供給される電流が急増する。制御部４０はモータ配線の短絡を検知すると、まず、第２メカスイッチＲ２をオフし電流Ｉｒをゼロにする。これに応じて電流Ｉｔは急増する。このとき、第２メカスイッチＲ２の両端には、第１半導体スイッチＴ１のソース−ドレイン間電圧がかかる（図４のＴｓｄ参照）。したがって、第２メカスイッチＲ２はこの電圧を許容電圧範囲とするスペックのメカスイッチを使用する必要がある。
【００２１】
その後、制御部４０は第１半導体スイッチＴ１をオフし、電流Ｉｔをゼロにする。これにより短絡電流が止まる。最後に、第１メカスイッチＲ１をオフし、バッテリ２０側と負荷３０側とを絶縁する。すなわち、負荷３０で短絡が発生したとき、制御部４０は、第２メカスイッチＲ２、第１半導体スイッチＴ１、第１メカスイッチＲ１の順番でオフする。
【００２２】
ここまで、説明を簡単化するためスイッチング装置１０内に正電流の配線とそのスイッチしか描かなかった。以下、負電流の配線とそのスイッチについても描いた回路構成を示す。図５（ａ）−（ｃ）は、実施例１に係るスイッチング装置１０において負電流の配線とそのスイッチを説明するための図である。図５（ａ）は、負電流の配線を一つの第３メカスイッチＲ３でオンオフする構成である。図５（ｂ）は、負電流の配線を第２半導体スイッチＴ２、第４メカスイッチＲ４および第５メカスイッチＲ５の三つのスイッチでオンオフする構成である。すなわち、正側と負側を同様の回路構成とする。図５（ｃ）は、負電流の配線を第２半導体スイッチＴ２と第６メカスイッチＲ６の二つのスイッチでオンオフする構成である。すなわち、第２半導体スイッチＴ２と第６メカスイッチＲ６の並列回路で電流を導通／遮断する構成である。
【００２３】
図５（ａ）に示す回路構成において、負荷短絡時、制御部４０は正側のスイッチ（第１半導体スイッチＴ１、第１メカスイッチＲ１、第２メカスイッチＲ２）をオフして短絡電流を止めた後、負側のスイッチ（第３メカスイッチＲ３）をオフする。なお、第３メカスイッチＲ３は高電圧絶縁タイプを使用する必要がある。図５（ａ）に示す回路構成は、図５（ｂ）に示す回路構成と比較し、バッテリ２０と負荷３０とをガルバニ絶縁するまでの時間が長くなるが、スイッチが一つであるため、低コスト化できる。また、図５（ａ）に示す回路構成は、図５（ｃ）に示す回路構成と比較し、スイッチが一つであるため、低コスト化できる。
【００２４】
図５（ｂ）に示す回路構成では、負荷短絡時、正側負側同時に図４に示した切断シーケンスを実行する。図５（ｂ）に示す回路構成は、図５（ａ）、（ｃ）に示す回路構成と比較し、高コストとなるが、バッテリ２０と負荷３０とをガルバニ絶縁するまでの時間を短縮できる。
【００２５】
図５（ｃ）に示す回路構成では、負荷短絡時、正側負側同時に図４に示した切断シーケンスを実行する。図５（ｃ）に示す回路構成は、図５（ａ）、（ｂ）に示す回路構成と比較し、第３半導体スイッチＴ３を並列接続しているためガルバニ絶縁ができない。半導体スイッチはその構造上、オフリーク電流が常に存在するためである。ただし、図５（ａ）と比較し、負荷短絡時、正側負側同時に図４に示した切断シーケンスを実行することができるため、高速にバッテリ２０と負荷３０とを切断できる。また、図５（ｂ）と比較し、スイッチの数を減らすことができ、低コスト化できる。
【００２６】
図６（ａ）、（ｂ）は、図２（ｂ）に示した実施例２に係るスイッチング装置１０の実装例を示す図である。図６（ａ）は、第１半導体スイッチＴ１、第１メカスイッチＲ１および第２メカスイッチＲ２を実装したモジュールｍ１を示す。これらをモジュール化する際、第１メカスイッチＲ１と第２メカスイッチＲ２を線対称に配置する。この構成では、第２メカスイッチＲ２は大電流下でスイッチングするので、第１メカスイッチＲ１より寿命が短くなる。
【００２７】
そこで、スイッチング装置１０の使用後、所定の期間（たとえば、２年）が経過したとき、第１メカスイッチＲ１のバッテリ２０側に接続されていた配線を、負荷３０側に接続し、第２メカスイッチＲ２の負荷３０側に接続されていた配線を、バッテリ２０側に接続する。すなわち、モジュール外で第１メカスイッチＲ１および第２メカスイッチＲ２の配線を再結線する。図６（ｂ）は、再結線後のモジュールｍ１を示す。
【００２８】
以上説明したように実施の形態１によれば、第１半導体スイッチＴ１に対して第１メカスイッチＲ１および第２メカスイッチＲ２を直並列に接続することにより、メカスイッチからのアーク放電を抑制しつつ、半導体スイッチのオフリーク電流を抑制できる。また、半導体スイッチのオン抵抗の影響も低減できる。したがって、安全で電力損失が少ない高効率なスイッチング装置を実現できる。
【００２９】
また、図２（ｂ）に示した回路構成を採用すれば、第１メカスイッチＲ１と第２メカスイッチＲ２の用途を分担することができ、低コスト化を図ることができる。具体的には、第１メカスイッチＲ１に高電圧絶縁用、第２メカスイッチＲ２に大電流遮断用を用いると、第１メカスイッチＲ１のコストを下げることができる。また、負側のスイッチとして図５（ａ）に示した回路構成を採用すれば、低コスト化を図ることができる。
【００３０】
また、図６（ａ）、（ｂ）に示したように、第１メカスイッチＲ１と第２メカスイッチＲ２を再結線可能なようにモジュール化することにより、第１メカスイッチＲ１および第２メカスイッチＲ２の寿命を平準化することができ、低コスト化につながる。
【００３１】
図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施の形態１の変形例に係るスイッチング装置１０を説明するための図である。当該変形例では、第１半導体スイッチＴ１として、パワーＭＯＳＦＥＴではなくサイリスタＱ１を用いる。サイリスタは大電力のスイッチングに適しており、高耐圧である。たとえば、ＧＴＯ（Gate Turn-Off）サイリスタを用いてもよい。ＧＴＯサイリスタは、ゲート端子に正電流を入力するとオンし、負電流を入力するとオフする。また、第１半導体スイッチＴ１として、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）を用いてもよい。
【００３２】
（実施の形態２）
図８は、本発明の実施の形態２に係るスイッチング装置１０を説明するための図である。スイッチング装置１０は、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏと第１メカスイッチＲ１とが直列接続された直列回路を備える。ノーマリーオン型半導体スイッチとは、ゲート端子に負電圧を印加しないと完全にオフしないスイッチである。制御部４０は、バッテリ２０と負荷３０との間を遮断する際、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏの制御端子（ゲート端子）の電圧を負電圧にならない範囲で低下させた後、第１メカスイッチＲ１をオフする。
【００３３】
ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏの代表例として、窒化ガリウム（ＧａＮ）系のトランジスタが挙げられる。窒化ガリウムなどの窒化物半導体は、高い絶縁破壊電圧を持ち、低損失である。したがって、高効率なスイッチとして利用できる。また、高温でも安定した特性を持つ。
【００３４】
図９は、ノーマリーオン型の窒化ガリウムトランジスタの静特性を示す図である。横軸はドレイン電圧を示し、縦軸はドレイン電流を示す。当該窒化ガリウムトランジスタのゲート長は４ｕｍ、ゲート幅は２００ｕｍである。以下、実施の形態２に係るスイッチング装置１０の定常時の動作シーケンスを説明する。以下の説明では、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏに、図９に示した静特性を持つ窒化ガリウムトランジスタを用いることを前提とする。
【００３５】
まず、図８に示した回路構成における従来の定常時の動作シーケンスを説明する。制御部４０は負荷３０の駆動開始時、停止時の状態を維持しまま（ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏの制御端子であるゲート端子は０Ｖ、第１メカスイッチＲ１はオフ状態）、専用のパス（たとえば、リレーと抵抗の直列回路を含むパス）を経由して負荷容量に充電を開始する。負荷容量への充電が終了すると、制御部４０はノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏのゲート端子に６Ｖを印加し、第１メカスイッチＲ１をオンして、負荷３０を駆動させる。制御部４０は負荷３０の駆動終了時、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏのゲート端子に−４〜−８Ｖを印加し、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏを完全にオフさせた後、第１メカスイッチＲ１をオフする。これにより、バッテリ２０と負荷３０とが遮断され、負荷３０の駆動が停止すると、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏのゲート端子に０Ｖを印加する。
【００３６】
つぎに、図８に示した回路構成における本実施の形態に係る定常時の動作シーケンスを説明する。制御部４０は負荷３０の駆動開始時、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏのゲート端子電圧が０Ｖの状態（少なくとも負電圧ではない）を維持したまま、第１メカスイッチＲ１をオンする。これにより、負荷容量への充電が開始される。本実施の形態では、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏと第１メカスイッチＲ１を含むパスを経由して負荷容量への充電が行われるため、専用のパスは不要である。負荷容量への充電が終了すると、制御部４０はノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏのゲート端子に６Ｖを印加して、負荷３０の駆動を開始させる。第１メカスイッチＲ１はオン状態を維持する。制御部４０は負荷３０の駆動終了時、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏのゲート端子に０Ｖを印加し、その後、第１メカスイッチＲ１をオフする。これにより、バッテリ２０と負荷３０が遮断され、負荷３０の駆動が停止する。なお、０Ｖを印加する代わりに、６Ｖ未満で０Ｖを超える電圧を印加してもよい。
【００３７】
図１０（ａ）、（ｂ）は、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏの制御回路を説明するための図である。当該制御回路は図７に示した制御部４０の一部をなす。図１０（ａ）は、従来の制御回路の構成を示す。従来の制御回路は、第１フォトカプラＰＣ１、第２フォトカプラＰＣ２、第１スイッチＳＷ１および第２スイッチＳＷ２を備える。第１フォトカプラＰＣ１は、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏの正電圧用の制御信号（Ｖｃ（＋））を受ける。第２フォトカプラＰＣ２は、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏの負電圧用の制御信号（Ｖｃ（−））を受ける。
【００３８】
第１スイッチＳＷ１は、第１フォトカプラＰＣ１の高電圧出力をノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏのゲート端子に印加するか、第２フォトカプラＰＣ２の低電圧出力を当該ゲート端子に印加するか選択する。第２スイッチＳＷ２は、第１フォトカプラＰＣ１の低電圧出力をノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏのソース端子に印加するか、第２フォトカプラＰＣ２の高電圧出力を当該ソース端子に印加するか選択する。
【００３９】
図１０（ｂ）は、本実施の形態に係る制御回路の構成を示す。本実施の形態に係る制御回路は、第１フォトカプラＰＣ１を備える。第１フォトカプラＰＣ１の高電圧出力はノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏのゲート端子に印加され、低電圧出力はソース端子に印加される。
【００４０】
以上説明したように実施の形態２によれば、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏを完全にオフせずに、第１メカスイッチＲ１をオフすることにより、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏへの負電圧の印加が不要となり、そのドライバ回路を簡素化できる。したがって、信頼性の向上、低コスト化が可能である。また、負荷容量にノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏを通過するパスを用いて電流を供給して充電することにより、負荷容量充電用の専用パスが不要となり、低コスト化を図ることができる。
【００４１】
また、第１メカスイッチＲ１をオフする前に、ノーマリーオン型半導体スイッチＴｎｏのゲート−ソース間に０Ｖを印加することにより、ある程度、電流を絞ることができる。
【００４２】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００４３】
たとえば、図３に示した定常時の動作シーケンスにおいて、制御部４０は、第２メカスイッチＲ２をオンした後、第１半導体スイッチＴ１をオフし、モータの回転終了後、第２メカスイッチＲ２をオフする前に第１半導体スイッチＴ１をオンしてもよい。すなわち、モータの回転開始直前に第１半導体スイッチＴ１をオフし、モータの回転終了直後、第１半導体スイッチＴ１をオンする。これにより、第１半導体スイッチＴ１のオン時間を最小限とすることができ、第１半導体スイッチＴ１のドライバ回路の消費電力を低減できる。なお、この場合において制御部４０は負荷短絡を検知すると、第１半導体スイッチＴ１をオンする。その後の動作シーケンスは、図４に示した負荷短絡時の動作シーケンスと同様である。
【００４４】
また、負荷短絡時において制御部４０は第１半導体スイッチＴ１のゲート端子に、許容電圧範囲の上限電圧を印加してもよい。または、許容電圧範囲内であって、できるだけ高電圧を印加してもよい。これにより、第１半導体スイッチＴ１のオン抵抗を低減し、第２メカスイッチＲ２のオフ時に第２メカスイッチＲ２の両端にかかる電圧を低減できる。
【００４５】
上述した実施の形態１、２では、負荷３０の例として自動車に搭載されるモータを例として挙げたが、その用途に限るものではない。航空機、船舶、電車、家電製品に使用されるモータであってもよいし、高出力のランプやヒーターであってもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０  スイッチング装置、  ２０  バッテリ、  ３０  負荷、  ４０  制御部、  Ｔ０  半導体スイッチ、  Ｔ１  第１半導体スイッチ、  Ｔ２  第２半導体スイッチ、  Ｔ３  第３半導体スイッチ、  Ｑ１  サイリスタ、  Ｔｎｏ  ノーマリーオン型半導体スイッチ、  Ｒ０  メカスイッチ、  Ｒ１  第１メカスイッチ、  Ｒ２  第２メカスイッチ、  Ｒ３  第３メカスイッチ、  Ｒ４  第４メカスイッチ、  Ｒ５  第５メカスイッチ、  Ｒ６  第６メカスイッチ、  ＰＣ１  第１フォトカプラ、  ＰＣ２  第２フォトカプラ、  ＳＷ１  第１スイッチ、  ＳＷ２  第２スイッチ。
【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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