(57)【要約】【課題】簡易な回路構成および制御構成によって、電源投入時の突入電流を抑制する。【解決手段】電源制御装置２０において、半導体スイッチング素子１５は、２値的に設定される制御信号Ｓｐｃに応じて、オンまたはオフされる。電源制御装置２０は、電源投入直後の所定期間では、システムメインリレＳＭＲ１の代わりに半導体スイッチング素子１５をオンさせて、バッテリ１０から負荷３０へ電流を供給する。一方、所定期間の終了後には、半導体スイッチング素子１５がオフされるともに、システムメインリレＳＭＲ１がオンされる。半導体スイッチング素子１５のオン抵抗は、電源投入直後における突入電流となるコンデンサ４２の充電電流が所定以下に抑制できるような、通常の半導体スイッチング素子よりも大きい抵抗値に設計される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源の正極と負荷の第１の電源配線との間に接続された第１のリレーと、
前記電源の負極と前記負荷の第２の電源配線との間に接続された第２のリレーと、
前記第１および前記第２のリレーの少なくとも一方と並列に接続された第１の半導体スイッチング素子と、
前記第１および前記第２のリレーならびに前記第１の半導体スイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記電源から前記負荷への電力供給開始後の所定期間において、前記第１の半導体スイッチング素子をオンさせる一方で、前記第１の半導体スイッチング素子と並列に接続されたリレーをオフし、
前記第１の半導体スイッチング素子は、前記制御回路によりオンされたときの電気抵抗が、前記電源から前記負荷への電流を制限するための抵抗値を有するように構成される、電源制御装置。
【請求項２】
前記負荷は、前記第１および前記第２の電源配線の間に接続されたコンデンサを含む、請求項１記載の電源制御装置。
【請求項３】
前記負荷は、第２の半導体スイッチングのオンオフ制御によって前記第１および前記第２の電源配線間の電力を変換するように構成された電力変換器を含み、
前記第１の半導体スイチング素子のオン時の電気抵抗は、前記第２の半導体スイチング素子のオン時の電気抵抗よりも高い、請求項１記載の電源制御装置。
【請求項４】
電源と、
モータを駆動する駆動回路と、
前記電源の正極と前記駆動回路の第１の電源配線との間に接続された第１のリレーと、
前記電源の負極と前記駆動回路の第２の電源配線との間に接続された第２のリレーと、
前記第１および前記第２のリレーの少なくとも一方と並列に接続された第１の半導体スイッチング素子と、
前記第１および前記第２のリレーならびに前記第１の半導体スイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを備え、
前記第１の半導体スイッチング素子は、前記制御回路によりオンされたときの電気抵抗が、前記電源から前記負荷への電流を制限するための抵抗値を有するように構成される、モータ駆動装置。
【請求項５】
前記駆動回路は、
前記第１および前記第２の電源配線の間に接続されたコンデンサと、
少なくとも１個の第２の半導体スイッチング素子を含んで構成され、前記第２の半導体スイッチング素子のオンオフ制御によって前記第１および前記第２の電源配線間の直流電圧を変換する電力変換器とを含む、請求項４記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記第１の半導体スイチング素子のオン時の電気抵抗は、前記第２の半導体スイチング素子のオン時の電気抵抗よりも高い、請求項４記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電源制御装置およびそれを備えたモータ駆動装置に関し、より特定的には、電源投入時の突入電流を抑制するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリ等の電源から負荷への電源供給開始時、すなわち電源起動時における過電流を防止するために、突入電流を制限する構成が種々用いられている。
【０００３】
たとえば、特開２０００−２５３５７０号公報（特許文献１）には、電気自動車のモータ起電力制御システムにおいて、機械式リレーや充電抵抗からなるプリチャージ回路に代えて、半導体スイッチング素子としてＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）型ＦＥＴ（Field effect transistor）によるデバイスをワンチップ化したインテリジェントパワースイッチ（ＩＰＳ）を採用する構成が開示されている。特許文献１によれば、バッテリ電源とモータコントローラとの間の電力供給ラインにおいて、メインリレーと並列にＩＰＳすることによって、コスト低減と小型化を可能とするとともに、電源投入時の突入電流によってモータコントローラの損傷を防止することができる。
【０００４】
また、特開平８−３３１７５６号公報（特許文献２）には、電流制限抵抗の接続を切換えるスイッチを不要とするために、電源装置の電源ライン上に半導体スイッチング素子を介挿接続し、電源投入から所定時間が経過するまでに、この半導体スイッチング素子のオン抵抗を略∞Ωすなわちほぼ絶縁状態から略０Ωまで徐々に変化させるように制御する突入電流防止装置が開示されている。
【０００５】
特開２００４−２４２４１８号公報（特許文献３）には、電源投入時におけるコンデンサへの突入電流防止のために、コンデンサのプリチャージ経路に設けられたスイッチング素子について、オンオフを繰返しながら徐々にオンする時間を長くするように制御してプリチャージを実行するモータ駆動装置が開示されている。
【０００６】
さらに、特開２００５−３１２１５６号公報（特許文献４）には、ＭＯＳトランジスタおよびプリチャージ用の制限抵抗が直列接続されたプリチャージ回路によって、プリチャージ時に制限抵抗の過熱を確実に防止することが可能な電源制御装置の構成が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２５３５７０号公報
【特許文献２】特開平８−３３１７５６号公報
【特許文献３】特開２００４−２４２４１８号公報
【特許文献４】特開２００５−３１２１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された電気自動車のモータ起電力制御システムでは、電流制限抵抗の配置は省略できるものの、ＩＰＳを構成する半導体スイッチング素子の制御のために、電流検出が必要となるため回路構成が複雑化することになる。
【０００８】
また、特許文献２に開示された突入電流防止装置では、半導体スイッチング素子のオン抵抗を制御することにより電流制限抵抗の配置は省略できるものの、突入電流を確実に制限するためには、半導体スイッチング素子のゲート電圧を所望の電気抵抗が得られるように制御する必要があるため、制御構成が複雑化する。同様に、特許文献３に開示されたモータ制御装置についても、電流制限抵抗を配置することなく、半導体スイッチング素子のデューティ制御により突入電流を制限できるが、半導体スイチング素子のデューティ制御が必要となり、特許文献２と同様に制御構成が複雑化することとなる。
【０００９】
さらに、特許文献４に開示された電源制御装置では、制限抵抗および半導体スイッチング素子（ＭＯＳトランジスタ）によって突入電流の抑制および制限抵抗の過熱防止が実現されるものの、その回路構成および制御構成が複雑化する。
【００１０】
この発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、この発明の目的は、簡易な回路構成および制御構成によって、電源投入時の突入電流を抑制することが可能な電源制御装置およびそれを備えたモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明による電源制御装置は、第１のリレーと、第２のリレーと、第１の半導体スイッチング素子と、第１および第２のリレーならびに第１の半導体スイッチング素子のオンオフを制御する制御回路とを備える。第１のリレーは、電源の正極と負荷の第１の電源配線との間に接続される。第２のリレーは、電源の負極と負荷の第２の電源配線との間に接続される。第１の半導体スイッチング素子は、第１および第２のリレーの少なくとも一方と並列に接続される。制御回路は、電源から負荷への電力供給開始後の所定期間において、第１の半導体スイッチング素子をオンさせる一方で、第１の半導体スイッチング素子と並列に接続されたリレーをオフする。そして、第１の半導体スイッチング素子は、制御回路によりオンされたときの電気抵抗が、電源から負荷への電流を制限するための抵抗値を有するように構成される。
【００１２】
好ましくは、負荷は、第１および第２の電源配線の間に接続されたコンデンサを含む。
また好ましくは、負荷は、第２の半導体スイッチングのオンオフ制御によって第１および第２の電源配線間の電力を変換するように構成された電力変換器を含む。そして、第１の半導体スイチング素子のオン時の電気抵抗は、第２の半導体スイチング素子のオン時の電気抵抗よりも高い。
【００１３】
上記電源制御装置によれば、電源起動時における負荷への突入電流（代表的には、コンデンサのプリチャージ電流）を、ターンオンされた第１の半導体スイッチング素子のオン抵抗によって制限することができる。すなわち、電流制限用の抵抗素子を配置することなく、かつ半導体スイッチング素子のオンオフ制御のみによって、簡易な回路構成かつ制御構成により突入電流を制限することができる。
【００１４】
この発明によるモータ駆動装置は、電源と、モータを駆動する駆動回路と、第１および第２のリレーと、制御回路とを備える。第１のリレーは、電源の正極と駆動回路の第１の電源配線との間に接続される。第２のリレーは、電源の負極と駆動回路の第２の電源配線との間に接続される。第１の半導体スイッチング素子は、第１および第２のリレーの少なくとも一方と並列に接続される。制御回路は、第１および第２のリレーならびに第１の半導体スイッチング素子のオンオフを制御する。そして、第１の半導体スイッチング素子は、制御回路によりオンされたときの電気抵抗が、電源から負荷への電流を制限するための抵抗値を有するように構成される。
【００１５】
好ましくは、駆動回路は、第１および第２の電源配線の間に接続されたコンデンサと、電力変換器とを含む。電力変換器は、少なくとも１個の第２の半導体スイッチング素子を含んで構成され、第２の半導体スイッチング素子のオンオフ制御によって第１および第２の電源配線間の直流電圧を変換する。
【００１６】
また好ましくは、第１の半導体スイチング素子のオン時の電気抵抗は、第２の半導体スイチング素子のオン時の電気抵抗よりも高い。
【００１７】
上記モータ駆動装置によれば、電源起動時における駆動回路への突入電流（代表的には、コンデンサのプリチャージ電流）を、ターンオンされた第１の半導体スイッチング素子のオン抵抗によって制限することができる。すなわち、電流制限用の抵抗素子を配置することなく、かつ半導体スイッチング素子のオンオフ制御のみによって、簡易な回路構成かつ制御構成により突入電流を制限することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明による電源制御装置およびモータ駆動装置によれば、簡易な回路構成および制御構成によって、電源投入時の突入電流を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお以下では、図中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。
【００２０】
［全体構成］
図１は、本発明の実施の形態による電源制御装置によって電源を供給されるモータ駆動装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
【００２１】
図１を参照して、この発明の実施の形態によるモータ駆動装置１００は、バッテリ１０と、電源制御装置２０と、ＩＰＭ（Intelligent Power Module）４０と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０とを備える。モータ駆動装置１００は、バッテリ１０を電源として、モータジェネレータＭＧを駆動制御する。
【００２２】
代表的には、モータジェネレータＭＧは、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのモータである。また、モータジェネレータＭＧは、ハイブリッド自動車のエンジンに連結され、エンジンの回転力によって発電する発電機またはエンジン始動を行ない得るような電動機として機能するモータであってもよい。
【００２３】
バッテリ１０は、代表的には、リチウムイオンまたはニッケル水素等の二次電池から構成され、本発明での「電源」に対応する。あるいは、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を、バッテリ１０に代えて「電源」とすることも可能である。
【００２４】
電源制御装置２０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２と、励磁回路１１，１２と、半導体スイッチング素子１５と、ダイオード１７と、ＥＣＵ５０とを含む。
【００２５】
システムメインリレーＳＭＲ１は、バッテリ１０の正極とインバータ４１との間に接続される。システムメインリレーＳＭＲ２は、バッテリ１０の負極とインバータ４１との間に接続される。システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は、それぞれ、ＥＣＵ５０によって励磁回路１１，１２に通電されることによりオンされ、ＥＣＵ５０によって励磁回路１１，１２への通電を遮断されることによりオフされる。
【００２６】
そして、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２は、ＥＣＵ５０によってオンされると、バッテリ１０からの直流電圧をＩＰＭ４０のコンデンサ４２へ供給する。
【００２７】
半導体スイッチング素子１５およびダイオード１７は、直列に接続されて、電源投入時におけるコンデンサ４２のプリチャージ回路を構成する。直列接続された半導体スイッチング素子１５およびダイオード１７は、システムメインリレーＳＭＲ１に対して並列に接続される。以下、本実施の形態では、半導体スイッチング素子としてＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が適用されるものとするが、電力用ＭＯＳトランジスタや電力用バイポーラトランジスタ等を適用することも可能である。
【００２８】
ＥＣＵ５０は、イグニッションキー（図示せず）から信号ＩＧを受ける。信号ＩＧは、イグニッションキーのオン期間にはＨレベルに設定され、イグニッションキーのオフ期間にはＬレベルに設定される。ＥＣＵ５０は、上述のように、励磁回路１１，１２の通電制御によってシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２のオンオフを制御するとともに、半導体スイッチング素子１５のオンオフを制御する制御信号Ｓｐｃを生成する。制御信号Ｓｐｃは、半導体スイッチング素子１５の制御電極であるゲートへ出力される。
【００２９】
なお、制御信号Ｓｐｃは、半導体スイッチング素子１５をオンさせるための信号レベル（以下、Ｈレベルとする）およびオフさせるための信号レベル（以下、Ｌレベルとする）のいずれかに２値的に設定される。
【００３０】
ＩＰＭ４０は、「電力変換器」であるインバータ４１と、コンデンサ４２とを含む。なお、ＩＰＭ４０およびモータジェネレータＭＧは、電源制御装置２０の負荷３０を構成する。
【００３１】
コンデンサ４２は、インバータ４１の入力側に設けられ、正母線ＬＮ１と負母線ＬＮ２との間にインバータ４１に並列に接続される。正母線ＬＮ１は、「第１の電源配線」に対応し、負母線ＬＮ２は、「第２の電源配線」に対応する。コンデンサ４２は、バッテリ１０から供給された直流電圧を平滑化してインバータ４１へ供給する。
【００３２】
インバータ４１は、コンデンサ４２から供給された直流電圧を、ＥＣＵ６０からの信号ＰＷＭによって交流電圧に変換してモータジェネレータＭＧを駆動する。
【００３３】
図２は、図１に示すインバータ４１の回路図である。
図２を参照して、インバータ４１は、Ｕ相アーム４１Ｕ、Ｖ相アーム４１ＶおよびＷ相アーム４１Ｗからなる。Ｕ相アーム４１Ｕ、Ｖ相アーム４１ＶおよびＷ相アーム４１Ｗは、正母線ＬＮ１と負母線ＬＮ２との間に並列に接続される。
【００３４】
Ｕ相アーム４１Ｕは、直列に接続された半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２から成り、Ｖ相アーム４１Ｖは、直列に接続された半導体スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４から成り、Ｗ相アーム４１Ｗは、直列に接続された半導体スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６から成る。各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に対しては、逆並列ダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ接続されている。
【００３５】
各相アームの中間点は、モータジェネレータＭＧの各相コイルの各相端に接続されている。たとえば、モータジェネレータＭＧは、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端が半導体スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の中間点に、Ｖ相コイルの他端が半導体スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の中間点に、Ｗ相コイルの他端が半導体スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の中間点にそれぞれ接続されている。なお、各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、本発明での「第２の半導体スイッチング素子」に対応する。
【００３６】
再び図１を参照して、電圧センサ６１は、コンデンサ４２の両端電圧、すなわち、正母線ＬＮ１および負母線ＬＮ２間の直流電圧Ｖｃを検出する。電流センサ６２は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のモータ電流ＭＣＲＴを検出する。なお、各相電流の瞬時値の和は０であるので、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のうちの２相に対してのみ電流センサ６２を配置する構成として、残りの１相については演算によって電流値を求めてもよい。
【００３７】
ＥＣＵ６０は、電圧センサ６１によって検出された直流電圧Ｖｃ、電流センサ６２によって検出されたモータ電流ＭＣＲＴ、モータ駆動装置１００の外部に設けられたＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ、および、イグニッションキー（図示せず）から信号ＩＧを受ける。そして、イグニッションキーがオンされる信号ＩＧのＨレベル期間において、トルク指令値ＴＲに従ってモータジェネレータＭＧを駆動するために、インバータ４１のスイッチングを制御する信号ＰＷＭを生成し、その生成した信号ＰＷＭをインバータ４１へ出力する。
【００３８】
次に電源制御装置２０およびモータ駆動装置１００の動作を説明する。
イグニッションキーのオフ期間（信号ＩＧのＬレベル期間）には、ＥＣＵ５０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２および半導体スイッチング素子１５の各々はオフされている。すなわち、バッテリ１０から負荷３０への電源供給は遮断されている。
【００３９】
イグニッションキーがオフからオンへ操作されることにより、信号ＩＧがＬレベルからＨレベルへ立ち上がり、これに応答して、モータ駆動装置１００において電源が投入されて、バッテリ１０から負荷３０への電源供給が開始される。
【００４０】
ＥＣＵ５０は、信号ＩＧがＬレベルからＨレベルへ立ち上がると、制御信号ＳｐｃをＨレベルに設定して半導体スイッチング素子１５をオンするとともに、励磁回路１２に通電してシステムメインリレーＳＭＲ２をオンする。
【００４１】
これにより、コンデンサ４２のプリチャージが開始される。ＥＣＵ５０は、電圧センサ６１により検出された直流電圧Ｖｃが所定電圧に到達すると、コンデンサ４２のプリチャージが完了したと判定する。
【００４２】
なお、ＥＣＵ５０は、タイマー５１を内蔵しており、コンデンサ４２のプリチャージの開始に連動してタイマー５１によりプリチャージ時間を計測する。そして、プリチャージ時間が所定時間に到達しても、直流電圧Ｖｃが所定電圧に到達していない場合には、プリチャージの異常を検出する。
【００４３】
ＥＣＵ５０は、プリチャージが完了すると、制御信号ＳｐｃをＬレベルに設定して半導体スイッチング素子１５をオフするとともに、励磁回路１１に通電してシステムメインリレーＳＭＲ１をオンする。これにより、プリチャージ期間が終了する。
【００４４】
プリチャージ期間の終了後には、バッテリ１０は、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２を介して直流電圧をコンデンサ４２に供給する。コンデンサ４２は、バッテリ１０からの直流電圧を平滑化してインバータ４１に供給する。
【００４５】
ＥＣＵ６０は、信号ＩＧのＨレベル期間では、トルク指令値ＴＲ、直流電圧Ｖｃおよびモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、トルク指令値ＴＲに従ってモータジェネレータＭＧを駆動するための信号ＰＷＭを生成する。より具体的には、ＥＣＵ６０は、インバータ４１への入力電圧Ｖｃ、モータジェネレータＭＧの各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴおよび、トルク指令値ＴＲに基づいて、モータジェネレータＭＧの各相のコイルに印加する電圧の指令値を演算する。そして、ＥＣＵ６０は、インバータ４１によって直流電圧Ｖｃが電圧指令値に従った交流電圧に変換されて、モータジェネレータＭＧの各相コイルに印加されるように、インバータ４１の半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６をオンオフする信号ＰＷＭを生成する。この結果、モータジェネレータＭＧが指令されたトルクを出すようにモータジェネレータＭＧの各相電流が制御される。このようにして、モータジェネレータＭＧは、トルク指令値ＴＲに応じたトルクを出力するように駆動制御される。
【００４６】
また、モータ駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、モータジェネレータＭＧは、駆動輪（図示せず）の回転力によって交流電圧を発電してインバータ４１へ供給する。インバータ４１は、モータジェネレータＭＧからの交流電圧を信号ＰＷＭによって直流電圧に変換してコンデンサ４２に供給する。
【００４７】
コンデンサ４２は、インバータ４１からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をシステムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２を介してバッテリ１０へ供給する。これによって、バッテリ１０は充電される。
【００４８】
一方、ＥＣＵ５０は、イグニッションキーがオフされて、信号ＩＧがＨレベルからＬレベルへ変化すると、励磁回路１１，１２への通電を停止し、システムメインリレーＳＭＲ１，ＳＭＲ２をオフする。これにより、バッテリ１０から負荷３０への電源供給が停止されて、モータ駆動装置１００における全体動作が終了する。
【００４９】
［プリチャージ構成］
上述のように、電源起動後の所定期間（プリチャージ期間）では、システムメインリレーＳＭＲ１がオフされる一方で、半導体スイッチング素子１５がオンされる。すなわち、プリチャージ期間では、ＥＣＵ５０によりオンされた半導体スイッチング素子１５およびダイオード１７を経由して、バッテリ１０から負荷３０へ電流が供給される。
【００５０】
図３は、半導体スイッチング素子１５のオン抵抗を説明するための概念図である。
図３を参照して、ＩＧＢＴである半導体スイッチング素子１５は、そのゲート電圧に応じてコレクタ・エミッタ間の電気抵抗が変化する。具体的には、半導体スイッチング素子１５（ＩＧＢＴ）の電気抵抗は、ゲート電圧が低いターンオフ時には略∞（Ω）となる一方で、ゲート電圧が所定以上に高められた領域では、ターンオンされて略一定のオン抵抗を示すようになる。
【００５１】
通常、ＩＧＢＴを始めとする半導体スイッチング素子のオン抵抗は、なるべく低いことが好ましい。したがって、インバータ４１を構成する各半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６では、オン抵抗は、抵抗値Ｒｏｎ（通常レベル）に設計されている。
【００５２】
これに対して、プリチャージ回路に用いられる半導体スイッチング素子１５のオン抵抗は、プリチャージ期間における突入電流を抑制できるような、一般的な電流制限抵抗（たとえば、特許文献４の制限抵抗２１）と同等の抵抗値Ｒｐｃとなるように設計される。すなわち、半導体スイッチング素子１５には、故意にそのオン抵抗を高めるような設計が施される。
【００５３】
図４は、半導体スイッチング素子１５（ＩＧＢＴ）において、オン抵抗を高めるための設計例を説明するための素子断面図である。図４には、ＩＧＢＴの一般的な構造例が示される。
【００５４】
図４を参照して、半導体スイッチング素子１５は、制御電極であるゲート（Ｇ）に対応する金属電極１０２ａ，１０２ｂと、エミッタ（Ｅ）に対応する金属電極１０４と、コレクタ（Ｃ）に対応する金属電極１０６とを含む。半導体スイッチング素子１５は、ｐ+層１５０と、ｐ+層１５０に隣接して設けられたｎ-層１４０と、ｎ-層１４０内に形成されたｐウェル１３０と、ｐウェル１３０に形成されたｎ+領域１３２，１３４とを含む半導体基板により形成される。
【００５５】
金属電極１０２ａ，１０２ｂは、ポリシリコンゲート１１０ａ，１１０ｂ上にそれぞれ形成される。ポリシリコンゲート１１０ａ，１１０ｂと半導体基板との間、および、ポリシリコンゲート１１０ａ，１１０ｂと金属電極１０４との間は、酸化シリコン層１２０ａ，１２０ｂにより絶縁されている。ｐ+層１５０は、金属電極１０６と電気的に接続されている。
【００５６】
ＩＧＢＴでは、電極への印加電圧に誘導されて正負キャリアが移動するｎ-層１４０はドリフト層と一般に呼ばれるが、半導体スイッチング素子１５として用いる場合には、このドリフト層の厚みを通常の設計値よりも厚くしたり、ドリフト層における不純物濃度（Ｐ、Ａｓ等）を低下させて比抵抗を上昇させることによって、オン抵抗を通常よりも高い値（Ｒｐｃ）とすることができる。
【００５７】
これにより、実施の形態に従う電源制御装置およびこれを適用したモータ駆動装置によれば、電源投入直後の所定期間（プリチャージ期間）において、ターンオンされた半導体スイッチング素子１５のオン抵抗により突入電流防止のための電流制限を実行できるので、突入電流制限のための抵抗素子の配置を省略できる。さらに、半導体スイッチング素子１５についてはオンオフ制御を行なうだけでよく、電気抵抗をオン時およびオフ時の中間値に制御する必要がない。したがって、簡易な回路構成かつ制御構成により突入電流を制限することが可能となる。
【００５８】
なお、本実施の形態では半導体スイッチング素子１５を電圧駆動素子であるＩＧＢＴとして例示したが、半導体スイッチング素子１５は、バイポーラトランジスタ等のような電流駆動素子によっても構成することができる。この場合にも、半導体スイッチング素子１５がターンオンのためのベース電流領域における略一定のオン抵抗が、抵抗Ｒｐｃに相当するように素子を設計することにより、同様の構成を実現することができる。
【００５９】
また、図１の例では、正極側のシステムメインリレーＳＭＲ１と並列に、プリチャージ用の半導体スイッチング素子１５が接続される構成を示したが、本発明の適用はこのような構成に限定されるものではない。すなわち、負極側のシステムメインリレーＳＭＲ２にと並列に、プリチャージ用の半導体スイッチング素子１５が接続する構成とすることも可能である。あるいは、システムメインリレーＳＭＲ１およびＳＭＲ２の両方に対して、並列に半導体スイッチング素子１５を設けることとしてもよい。
【００６０】
さらに、電源制御装置２０の負荷については特に限定されるものではなく、図１の構成は例示に過ぎないことについて確認的に記載する。また、モータ駆動装置１００についても、ハイブリッド自動車または電気自動車用の以外の電動機を駆動制御する構成のものであってもよい。
【００６１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態による電源制御装置によって電源を供給されるモータ駆動装置の構成を示す概略ブロック図である。
【図２】図１に示したインバータの回路図である。
【図３】プリチャージ用の半導体スイッチング素子のオン抵抗を説明する概念図である。
【図４】プリチャージ用の半導体スイッチング素子の構造例を説明するための素子断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  バッテリ、１１，１２  励磁回路、１５  半導体スイッチング素子（プリチャージ用）、１７  ダイオード（プリチャージ用）、２０  電源制御装置、３０  負荷、４０  ＩＰＭ、４１  インバータ、４１Ｕ  Ｕ相アーム、４１Ｖ  Ｖ相アーム、４１Ｗ  Ｗ相アーム、４２  コンデンサ、５０  ＥＣＵ、５１  タイマー、６１  電圧センサ、６２  電流センサ、１００  モータ駆動装置、１０２ａ，１０２ｂ  金属電極（ベース）、１０４  金属電極（エミッタ）、１０６  金属電極（コレクタ）、１１０ａ，１１０ｂ  ポリシリコンゲート、１２０ａ，１２０ｂ  酸化シリコン層、１３０  ｐウェル、１３２，１３４  ｎ+領域、１４０  ｎ-層、１５０  ｐ+層、Ｄ１〜Ｄ６  逆並列ダイオード、ＩＧ  信号（イグニッションキー）、ＬＮ１  正母線、ＬＮ２  負母線、ＭＣＲＴ  モータ電流、ＭＧ  モータジェネレータ、ＰＷＭ  信号（インバータ制御）、Ｑ１〜Ｑ６  半導体スイッチング素子（インバータ）、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２  システムメインリレー
Ｓｐｃ  制御信号（オン／オフ）、ＴＲ  トルク指令値、Ｖｃ  直流電圧（インバータ入力電圧）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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