電力変換装置
【課題】直列接続された第１スイッチと第２スイッチの同時オン状態を防止することができる電力変換装置を提供する。
【解決手段】モータ制御装置１は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆと、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆと、駆動回路１２〜１４とを備えている。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄは直列接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄのゲートとエミッタの間には、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ、１１１ｄがそれぞれ接続されている。駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフしてから、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａによるＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態の保持を解除する。ＩＧＢＴ１１０ａがオフしてから、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄによるＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態の保持を解除する。そのため、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがともにオン状態となることはない。従って、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄの同時オン状態を防止することができる。
【解決手段】モータ制御装置１は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆと、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆと、駆動回路１２〜１４とを備えている。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄは直列接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄのゲートとエミッタの間には、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ、１１１ｄがそれぞれ接続されている。駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフしてから、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａによるＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態の保持を解除する。ＩＧＢＴ１１０ａがオフしてから、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄによるＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態の保持を解除する。そのため、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがともにオン状態となることはない。従って、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄの同時オン状態を防止することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチのオフ状態を保持するオフ保持回路を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力変換装置として、コンバータ装置やインバータ装置がある。これらの装置は、直列接続された２つのトランジスタを少なくとも１組備え、これらのトランジスタを相補的にオン、オフさせることで電力を変換している。
【０００３】
ところで、トランジスタを駆動する回路として、例えば特許文献１に開示されているトランジスタ駆動回路装置がある。このトランジスタ駆動回路装置は、ＩＧＢＴを駆動するものであり、ゲートドライブ回路と、電流ドライバと、ゲート放電トランジスタと、放電トランジスタ断続回路とを備えている。ゲートドライブ回路は、外部入力信号に基づいてＩＧＢＴをオン、オフするための制御電圧を出力する。電流ドライバは、ゲートドライブ回路及びＩＧＢＴに接続され、制御電圧をＩＧＢＴの駆動に必要な電力レベルに増幅し、ＩＧＢＴのゲートに供給する。一方、ゲート放電トランジスタは、ＩＧＢＴのゲートとエミッタに間に接続されている。放電トランジスタ断続回路は、ゲートドライブ回路、電流ドライバ及びゲート放電トランジスタに接続され、ゲートドライブ回路と電流ドライバの出力に基づいて、ＩＧＢＴのオン時には、ゲート放電トランジスタをオフさせ、ＩＧＢＴがオフ時には、ゲート放電トランジスタをオンさせる。ＩＧＢＴのオン時には、ゲート放電トランジスタがオフしているため、外部入力信号に基づいてＩＧＢＴをオンさせることができる。一方、ＩＧＢＴのオフ時には、ゲート放電トランジスタがオンし、ＩＧＢＴのゲート電位が低電位であるエミッタ電位に固定されるため、ＩＧＢＴのオン状態を保持することができる。そのため、ＩＧＢＴのゲートにノイズ電圧が印加されてもＩＧＢＴを確実にオフさせことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０８８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、電力変換装置は、直列接続された２つのトランジスタを相補的にオン、オフさせることで電力を変換している。直列接続された２つのトランジスタが同時にオンすると、大電流が流れ、トランジスタが破損してしまう。そのため、トランジスタのオン、オフの切換わり時には、両トランジスタがともにオフするデッドタイムが設けられている。前述したトランジスタ駆動回路装置の場合、一方のＩＧＢＴに対する外部入力信号と、他方のＩＧＢＴに対する外部入力信号のタイミングを調整することにより、デッドタイムが設けられる。しかし、回路遅延等により外部入力信号のタイミングがずれると、外部入力信号におけるデッドタイムがなくなり、直列接続されたＩＧＢＴが同時にオンする可能性がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、直列接続された第１スイッチと第２スイッチの同時オン状態を防止することができる電力変換装置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】
【０００７】
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、第２スイッチがオフしてから、第１オフ保持回路による第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、第１スイッチがオフしてから、第２オフ保持回路による第２スイッチのオフ状態の保持を解除することで、直列接続された第１スイッチと第２スイッチの同時オン状態を防止できることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の電力変換装置は、第１スイッチと、第１スイッチに直列接続される第２スイッチと、第１スイッチに接続され、第１スイッチのオフ状態を保持する第１オフ保持回路と、第２スイッチに接続され、第２スイッチのオフ状態を保持する第２オフ保持回路と、第１スイッチ、第２スイッチ、第１オフ保持回路及び第２オフ保持回路に接続され、第１スイッチをオン、オフするとともに、第２スイッチを第１スイッチと相補的にオン、オフし、第１スイッチがオフ状態のとき、第１スイッチのオフ状態を保持するように第１オフ保持回路を駆動するとともに、第２スイッチがオフ状態のとき、第２スイッチのオフ状態を保持するように第２オフ保持回路を駆動する駆動回路と、を備えた電力変換装置において、駆動回路は、第２スイッチがオフしてから、第１オフ保持回路による第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、第１スイッチがオフしてから、第２オフ保持回路による第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、駆動回路は、第２スイッチがオフしてから第１スイッチのオフ保持状態を解除して、第１スイッチをオン可能な状態にする。また、第１スイッチがオフしてから第２スイッチのオフ保持状態を解除して、第２スイッチをオン可能な状態にする。そのため、直列接続された第１スイッチと第２スイッチとがともにオン状態となることはない。従って、直列接続された第１スイッチと第２スイッチの同時オン状態を防止することができる。
【００１０】
請求項２に記載の電力変換装置は、駆動回路は、第１スイッチをオン、オフするための第１スイッチ駆動信号を出力するとともに、第２スイッチを第１スイッチと相補的にオン、オフするための第２スイッチ駆動信号を出力し、第２スイッチ駆動信号に基づいて第１オフ保持回路による第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、第１スイッチ駆動信号に基づいて第２オフ保持回路による第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、第１スイッチ駆動信号及び第２スイッチ駆動信号によって、第１スイッチ及び第２スイッチがオフすることを知ることができる。そのため、第２スイッチがオフしてから、確実に、第１スイッチのオフ保持状態を解除することができる。また、第１スイッチがオフしてから、確実に、第２スイッチのオフ保持状態を解除することができる。従って、直列接続された第１スイッチと第２スイッチの同時オン状態を確実に防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の電力変換装置は、駆動回路は、外部から入力される第１スイッチを駆動するための第１スイッチ駆動指令信号に基づいて第１スイッチ駆動信号に出力するとともに、外部から入力される第２スイッチを第１スイッチと相補的にオン、オフするための第２スイッチ駆動指令信号に基づいて第２スイッチ駆動信号を出力し、第１スイッチ駆動指令信号と第２スイッチ駆動信号に基づいて第１オフ保持回路による第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、第２スイッチ駆動指令信号と第１スイッチ駆動指令に基づいて第２オフ保持回路による第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、第１スイッチ駆動指令信号及び第２スイッチ駆動指令信号に基づいて第１スイッチ及び第２スイッチがオンすることをより早く知ることができる。そのため、第１スイッチがオンするときに、確実に、第１スイッチのオフ保持状態を解除することができる。また、第２スイッチがオンするときに、確実に、第２スイッチのオフ保持状態を解除することができる。
【００１４】
請求項４に記載の電力変換装置は、駆動回路は、第１スイッチ駆動信号に基づいて第１オン保持回路による第１スイッチのオフ状態の保持を開始するとともに、第２スイッチ駆動信号に基づいて第２オフ保持回路による第２スイッチのオフ状態の保持を開始することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１スイッチ駆動信号及び第２スイッチ駆動信号によって、第１スイッチ及び第２スイッチがオフすることを知ることができる。そのため、第１スイッチがオフしてから、確実に、第１スイッチのオフ状態の保持を開始することができる。また、第２スイッチがオフしてから、確実に、第２スイッチのオフ状態の保持を開始することができる。
【００１６】
請求項５に記載の電力変換装置は、車両に搭載され、電力を変換することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載された電力変換装置において、直列接続された第１スイッチと第２スイッチの同時オン状態を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【図２】ＩＧＢＴに対する駆動指令信号及び駆動信号、並びに、ＭＯＳＦＥＴに対する駆動信号のタイミングチャートである。
【図３】図２に対して、一方の駆動指令信号のタイミングがずれた場合のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、実施形態を挙げ本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、車両に搭載され、直流電力を交流電力に変換して３相交流モータＭ１に供給するモータ制御装置に適用した例を示す。
【００１９】
まず、図１を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
図１に示すモータ制御装置１（電力変換装置）は、バッテリＢ１の出力する直流電圧を３相交流電圧に変換して３相交流モータＭ１に供給し、３相交流モータＭ１を駆動する装置である。つまり、直流電力を交流電力に変換して３相交流モータＭ１を駆動する装置である。モータ制御装置１は、平滑コンデンサ１０と、電力変換回路１１と、駆動回路１２〜１４と、制御回路１５とを備えている。
【００２０】
平滑コンデンサ１０は、バッテリＢ１の直流電圧を平滑するための素子である。平滑コンデンサ１０の正極端子及び負極端子は、バッテリＢ１の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されている。
【００２１】
電力変換回路１１は、平滑コンデンサ１０によって平滑されたバッテリＢ１の直流電圧を３相交流電圧に変換し、３相交流モータＭ１に供給する回路である。つまり、直流電力を交流電力に変換して３相交流モータＭ１に供給する回路である。電力変換回路１１は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃ（第１スイッチ）と、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆ（第２スイッチ）と、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｃ（第１オフ保持回路）と、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄ〜１１１ｆ（第２オフ保持回路）とを備えている。
【００２２】
ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆは、オン、オフすることで直流電圧を３相交流電圧に変換するためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃのエミッタ端子が、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆのコレクタ端子にそれぞれ接続されている。直列接続された３組のＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆは、並列接続されている。ＩＧＢＴ１１０〜１１２のコレクタ端子は平滑コンデンサ１０の正極端子に、ＩＧＢＴ１１３〜１１５のエミッタ端子は平滑コンデンサ１０の負極端子にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄのゲート端子は駆動回路１２に、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅのゲート端子は駆動回路１３に、ＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆのゲート端子は駆動回路１４にそれぞれ接続されている。また、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆの直列接続点に形成されるＵ、Ｖ、Ｗ相端子は、３相交流モータＭ１にそれぞれ接続されている。
【００２３】
ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆは、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのオフ状態を保持するためのスイッチング素子である。ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆは、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのゲートをエミッタに接続することで、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのオフ状態を保持する。ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆのドレインはＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのゲートに、ソースはＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのエミッタにそれぞれ接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ、１１１ｄのゲート端子は駆動回路１２に、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｂ、１１１ｅのゲート端子は駆動回路１３に、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｃ、１１１ｆのゲート端子は駆動回路１４にそれぞれ接続されている。
【００２４】
駆動回路１２〜１４は、制御回路１５から入力されるＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに対する駆動指令信号に基づいて、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆ及びＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆを駆動する回路である。駆動回路１２は、制御回路１５から入力されるＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号に基づいて、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄを駆動するための駆動信号を出力する。また、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動指令信号と、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号に基づいて、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａを駆動するための駆動信号を出力する。さらに、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号と、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号に基づいてＭＯＳＦＥＴ１１１ｄを駆動するための駆動信号を出力する。駆動回路１２のＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号の入力端子ＩＮ１、ＩＮ２は、制御回路１５にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動信号の出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄのゲートにそれぞれ接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ、１１１ｆに対する駆動信号の出力端子ＯＦＫ１、ＯＦＫ２は、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ、１１１ｄのゲートにそれぞれ接続されている。駆動回路１３、１４も駆動回路１２と同様の構成である。
【００２５】
制御回路１５は、外部から入力される指令、及び、３相交流モータＭ１の相電流等に基づいてＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに対する駆動指令信号を出力する回路である。制御回路１５のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに対する駆動指令信号の出力端子は、駆動回路１２〜１４の駆動指令信号の入力端子ＩＮ１、ＩＮ２にそれぞれ接続されている。
【００２６】
次に、図１〜図３を参照してモータ制御装置の動作について説明する。ここで、図２は、ＩＧＢＴに対する駆動指令信号及び駆動信号、並びに、ＭＯＳＦＥＴに対する駆動信号のタイミングチャートである。図３は、図２に対して、一方の駆動指令信号のタイミングがずれた場合のタイミングチャートである。なお、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号は、ハイレベルがオフ、ローレベルがオンを指示するものであり、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄを相補的にオン、オフさせるように設定されている。また、ＩＧＢＴに対する駆動信号は、ローレベルがオフ、ハイレベルがオンを指示するものである。さらに、ＭＯＳＦＥＴに対する駆動信号は、ローレベルがオフ、つまりオフ保持解除状態、ハイレベルがオン、つまりオフ保持状態を指示するものである。
【００２７】
まず、モータ制御装置の概略動作について説明する。図１において、制御回路１５は、外部から入力される指令、及び、３相交流モータＭ１の相電流等に基づいてＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに対する駆動指令信号を出力する。駆動回路１２〜１４は、制御回路１５から入力されるＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに対する駆動指令信号に基づいてＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆ及びＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆをオン、オフしてバッテリＢ１の直流電圧を３相交流電圧に変換し、３相交流モータＭ１に供給する。
【００２８】
次に、駆動回路１２〜１４の動作について説明する。ここでは、駆動回路１２を例に挙げ、動作について説明する。図１において、駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ａをオン、オフするとともに、ＩＧＢＴ１１０ｄをＩＧＢＴ１１０ａと相補的にオン、オフする。また、ＩＧＢＴ１１０ａがオフ状態のとき、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態を保持するようにＭＯＳＦＥＴ１１１ａを駆動する。その際、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフしてから、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａによるＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態の保持を解除する。さらに、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフ状態のとき、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態を保持するようにＭＯＳＦＥＴ１１１ｄを駆動する。その際、ＩＧＢＴ１１０ａがオフしてから、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄによるＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態の保持を解除する。
【００２９】
さらに、具体的に説明する。図１において、制御回路１５は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号を出力する。図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号には、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄをともにオフするためのデッドタイムが設けられている。
【００３０】
図１において、駆動回路１２は、図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動指令信号がオフからオンになると、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号をオフからオンする（ｔ１）。一方、ＩＧＢＴ１１０ａｄに対する駆動指令信号がオンからオフになると、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号をオンからオフする（ｔ２）。
【００３１】
また、図１において、駆動回路１２は、図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号がオンからオフになると、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号をオンからオフする（ｔ３）。一方、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号がオフからオンになると、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号をオフからオンする（ｔ４）。
【００３２】
さらに、図１において、駆動回路１２は、図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動指令信号がオフからオンに変化する過程で閾値Ｌ１以下になり、かつ、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号がオンからオフに変化する過程で閾値Ｌ２以下になると、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａに対する駆動信号をオンからオフする（ｔ５）。ここで、閾値Ｌ１は、駆動指令信号のオンレベルとオフレベルの間であって、オフレベルに近い値に設定されている。また、閾値Ｌ２は、駆動信号のオンレベルとオフレベルの間であって、オフレベルに近い値に設定されている。これにより、図１において、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａがオンからオフし、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態の保持が解除されオフ保持解除状態となる。一方、図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号がオンからオフになると、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａに対する駆動信号をオフからオンする（ｔ６）。これにより、図１において、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａがオフからオンし、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態を保持するオフ保持状態となる。
【００３３】
加えて、図１において、駆動回路１２は、図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号がオンからオフになると、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄに対する駆動信号をオフからオンする（ｔ７）。これにより、図１においてＭＯＳＦＥＴ１１１ｄがオフからオンし、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態を保持するオフ保持状態となる。一方、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号がオフからオンに変化する過程で閾値Ｌ１以下になり、かつ、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号がオンからオフに変化する過程で
閾値Ｌ２以下になると、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄに対する駆動信号をオンからオフする（ｔ８）。これにより、図１において、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄがオンからオフし、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態の保持が解除されオフ保持解除状態となる。
【００３４】
ところで、図１において、制御回路１５の回路遅延によって、制御回路１５から出力されるＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号のみが遅延すると、図３に示すように、図２において、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動指令信号がオフからオンに、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号がオンからオフになる期間に存在したデッドタイムが消滅してしまう。しかし、このような場合でも、前述した動作によって、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号がオフからオンに、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号がオンからオフになる期間にデッドタイムが形成されることとなる。つまり、駆動指令信号におけるデッドタイムが消滅しても、駆動指令信号にはデッドタイムが形成されることとなる。そのため、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄの同時オン状態を防止することができる。
【００３５】
最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフしてからＩＧＢＴ１１０ａのオフ保持状態を解除して、ＩＧＢＴ１１０ａをオン可能な状態にする。また、ＩＧＢＴ１１０ａがオフしてからＩＧＢＴ１１０ｄのオフ保持状態を解除して、ＩＧＢＴ１１０ｄをオン可能な状態にする。そのため、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがともにオン状態となることはない。従って、車両に搭載されたモータ制御装置１において、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄの同時オン状態を防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動信号によって、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがオフすることを知ることができる。そのため、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフしてから、確実に、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ保持状態を解除することができる。また、ＩＧＢＴ１１０ａがオフしてから、確実に、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ保持状態を解除することができる。従って、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄの同時オン状態を確実に防止することができる。
【００３７】
さらに、本実施形態によれば、駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号に基づいてＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがオンすることをより早く知ることができる。そのため、ＩＧＢＴ１１０ａがオンするときに、確実に、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ保持状態を解除することができる。また、ＩＧＢＴ１１０ｄがオンするときに、確実に、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ保持状態を解除することができる。
【００３８】
加えて、本実施形態によれば、駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動信号によって、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがオフすることを知ることができる。そのため、ＩＧＢＴ１１０ａがオフしてから、確実に、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態の保持を開始することができる。また、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフしてから、確実に、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態の保持を開始することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、直流電力を交流電力に変換するモータ制御装置に適用した例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するコンバータ装置に適用してもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、本発明におけるスイッチとしてＩＧＢＴを用いた例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、ＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・モータ制御装置（電力変換装置）、１０・・・平滑コンデンサ、１１・・・電力変換回路、１１０ａ〜１１０ｃ・・・ＩＧＢＴ（第１スイッチ）、１１０ｄ〜１１０ｆ・・・ＩＧＢＴ（第２スイッチ）、１１１ａ〜１１１ｃ・・・ＭＯＳＦＥＴ（第１オフ保持回路）、１１１ｄ〜１１１ｆ・・・ＭＯＳＦＥＴ（第２オフ保持回路）、１２〜１４・・・駆動回路、１５・・・制御回路、Ｂ１・・・バッテリ、Ｍ１・・・３相交流モータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチのオフ状態を保持するオフ保持回路を備えた電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力変換装置として、コンバータ装置やインバータ装置がある。これらの装置は、直列接続された２つのトランジスタを少なくとも１組備え、これらのトランジスタを相補的にオン、オフさせることで電力を変換している。
【０００３】
ところで、トランジスタを駆動する回路として、例えば特許文献１に開示されているトランジスタ駆動回路装置がある。このトランジスタ駆動回路装置は、ＩＧＢＴを駆動するものであり、ゲートドライブ回路と、電流ドライバと、ゲート放電トランジスタと、放電トランジスタ断続回路とを備えている。ゲートドライブ回路は、外部入力信号に基づいてＩＧＢＴをオン、オフするための制御電圧を出力する。電流ドライバは、ゲートドライブ回路及びＩＧＢＴに接続され、制御電圧をＩＧＢＴの駆動に必要な電力レベルに増幅し、ＩＧＢＴのゲートに供給する。一方、ゲート放電トランジスタは、ＩＧＢＴのゲートとエミッタに間に接続されている。放電トランジスタ断続回路は、ゲートドライブ回路、電流ドライバ及びゲート放電トランジスタに接続され、ゲートドライブ回路と電流ドライバの出力に基づいて、ＩＧＢＴのオン時には、ゲート放電トランジスタをオフさせ、ＩＧＢＴがオフ時には、ゲート放電トランジスタをオンさせる。ＩＧＢＴのオン時には、ゲート放電トランジスタがオフしているため、外部入力信号に基づいてＩＧＢＴをオンさせることができる。一方、ＩＧＢＴのオフ時には、ゲート放電トランジスタがオンし、ＩＧＢＴのゲート電位が低電位であるエミッタ電位に固定されるため、ＩＧＢＴのオン状態を保持することができる。そのため、ＩＧＢＴのゲートにノイズ電圧が印加されてもＩＧＢＴを確実にオフさせことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０８８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述したように、電力変換装置は、直列接続された２つのトランジスタを相補的にオン、オフさせることで電力を変換している。直列接続された２つのトランジスタが同時にオンすると、大電流が流れ、トランジスタが破損してしまう。そのため、トランジスタのオン、オフの切換わり時には、両トランジスタがともにオフするデッドタイムが設けられている。前述したトランジスタ駆動回路装置の場合、一方のＩＧＢＴに対する外部入力信号と、他方のＩＧＢＴに対する外部入力信号のタイミングを調整することにより、デッドタイムが設けられる。しかし、回路遅延等により外部入力信号のタイミングがずれると、外部入力信号におけるデッドタイムがなくなり、直列接続されたＩＧＢＴが同時にオンする可能性がある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、直列接続された第１スイッチと第２スイッチの同時オン状態を防止することができる電力変換装置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】
【０００７】
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、第２スイッチがオフしてから、第１オフ保持回路による第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、第１スイッチがオフしてから、第２オフ保持回路による第２スイッチのオフ状態の保持を解除することで、直列接続された第１スイッチと第２スイッチの同時オン状態を防止できることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、請求項１に記載の電力変換装置は、第１スイッチと、第１スイッチに直列接続される第２スイッチと、第１スイッチに接続され、第１スイッチのオフ状態を保持する第１オフ保持回路と、第２スイッチに接続され、第２スイッチのオフ状態を保持する第２オフ保持回路と、第１スイッチ、第２スイッチ、第１オフ保持回路及び第２オフ保持回路に接続され、第１スイッチをオン、オフするとともに、第２スイッチを第１スイッチと相補的にオン、オフし、第１スイッチがオフ状態のとき、第１スイッチのオフ状態を保持するように第１オフ保持回路を駆動するとともに、第２スイッチがオフ状態のとき、第２スイッチのオフ状態を保持するように第２オフ保持回路を駆動する駆動回路と、を備えた電力変換装置において、駆動回路は、第２スイッチがオフしてから、第１オフ保持回路による第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、第１スイッチがオフしてから、第２オフ保持回路による第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、駆動回路は、第２スイッチがオフしてから第１スイッチのオフ保持状態を解除して、第１スイッチをオン可能な状態にする。また、第１スイッチがオフしてから第２スイッチのオフ保持状態を解除して、第２スイッチをオン可能な状態にする。そのため、直列接続された第１スイッチと第２スイッチとがともにオン状態となることはない。従って、直列接続された第１スイッチと第２スイッチの同時オン状態を防止することができる。
【００１０】
請求項２に記載の電力変換装置は、駆動回路は、第１スイッチをオン、オフするための第１スイッチ駆動信号を出力するとともに、第２スイッチを第１スイッチと相補的にオン、オフするための第２スイッチ駆動信号を出力し、第２スイッチ駆動信号に基づいて第１オフ保持回路による第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、第１スイッチ駆動信号に基づいて第２オフ保持回路による第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、第１スイッチ駆動信号及び第２スイッチ駆動信号によって、第１スイッチ及び第２スイッチがオフすることを知ることができる。そのため、第２スイッチがオフしてから、確実に、第１スイッチのオフ保持状態を解除することができる。また、第１スイッチがオフしてから、確実に、第２スイッチのオフ保持状態を解除することができる。従って、直列接続された第１スイッチと第２スイッチの同時オン状態を確実に防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の電力変換装置は、駆動回路は、外部から入力される第１スイッチを駆動するための第１スイッチ駆動指令信号に基づいて第１スイッチ駆動信号に出力するとともに、外部から入力される第２スイッチを第１スイッチと相補的にオン、オフするための第２スイッチ駆動指令信号に基づいて第２スイッチ駆動信号を出力し、第１スイッチ駆動指令信号と第２スイッチ駆動信号に基づいて第１オフ保持回路による第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、第２スイッチ駆動指令信号と第１スイッチ駆動指令に基づいて第２オフ保持回路による第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、第１スイッチ駆動指令信号及び第２スイッチ駆動指令信号に基づいて第１スイッチ及び第２スイッチがオンすることをより早く知ることができる。そのため、第１スイッチがオンするときに、確実に、第１スイッチのオフ保持状態を解除することができる。また、第２スイッチがオンするときに、確実に、第２スイッチのオフ保持状態を解除することができる。
【００１４】
請求項４に記載の電力変換装置は、駆動回路は、第１スイッチ駆動信号に基づいて第１オン保持回路による第１スイッチのオフ状態の保持を開始するとともに、第２スイッチ駆動信号に基づいて第２オフ保持回路による第２スイッチのオフ状態の保持を開始することを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１スイッチ駆動信号及び第２スイッチ駆動信号によって、第１スイッチ及び第２スイッチがオフすることを知ることができる。そのため、第１スイッチがオフしてから、確実に、第１スイッチのオフ状態の保持を開始することができる。また、第２スイッチがオフしてから、確実に、第２スイッチのオフ状態の保持を開始することができる。
【００１６】
請求項５に記載の電力変換装置は、車両に搭載され、電力を変換することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載された電力変換装置において、直列接続された第１スイッチと第２スイッチの同時オン状態を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
【図２】ＩＧＢＴに対する駆動指令信号及び駆動信号、並びに、ＭＯＳＦＥＴに対する駆動信号のタイミングチャートである。
【図３】図２に対して、一方の駆動指令信号のタイミングがずれた場合のタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、実施形態を挙げ本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、車両に搭載され、直流電力を交流電力に変換して３相交流モータＭ１に供給するモータ制御装置に適用した例を示す。
【００１９】
まず、図１を参照してモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
図１に示すモータ制御装置１（電力変換装置）は、バッテリＢ１の出力する直流電圧を３相交流電圧に変換して３相交流モータＭ１に供給し、３相交流モータＭ１を駆動する装置である。つまり、直流電力を交流電力に変換して３相交流モータＭ１を駆動する装置である。モータ制御装置１は、平滑コンデンサ１０と、電力変換回路１１と、駆動回路１２〜１４と、制御回路１５とを備えている。
【００２０】
平滑コンデンサ１０は、バッテリＢ１の直流電圧を平滑するための素子である。平滑コンデンサ１０の正極端子及び負極端子は、バッテリＢ１の正極端子及び負極端子にそれぞれ接続されている。
【００２１】
電力変換回路１１は、平滑コンデンサ１０によって平滑されたバッテリＢ１の直流電圧を３相交流電圧に変換し、３相交流モータＭ１に供給する回路である。つまり、直流電力を交流電力に変換して３相交流モータＭ１に供給する回路である。電力変換回路１１は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃ（第１スイッチ）と、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆ（第２スイッチ）と、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｃ（第１オフ保持回路）と、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄ〜１１１ｆ（第２オフ保持回路）とを備えている。
【００２２】
ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆは、オン、オフすることで直流電圧を３相交流電圧に変換するためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆは、それぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃのエミッタ端子が、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆのコレクタ端子にそれぞれ接続されている。直列接続された３組のＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆは、並列接続されている。ＩＧＢＴ１１０〜１１２のコレクタ端子は平滑コンデンサ１０の正極端子に、ＩＧＢＴ１１３〜１１５のエミッタ端子は平滑コンデンサ１０の負極端子にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄのゲート端子は駆動回路１２に、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅのゲート端子は駆動回路１３に、ＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆのゲート端子は駆動回路１４にそれぞれ接続されている。また、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆの直列接続点に形成されるＵ、Ｖ、Ｗ相端子は、３相交流モータＭ１にそれぞれ接続されている。
【００２３】
ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆは、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのオフ状態を保持するためのスイッチング素子である。ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆは、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのゲートをエミッタに接続することで、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのオフ状態を保持する。ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆのドレインはＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのゲートに、ソースはＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのエミッタにそれぞれ接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ、１１１ｄのゲート端子は駆動回路１２に、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｂ、１１１ｅのゲート端子は駆動回路１３に、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｃ、１１１ｆのゲート端子は駆動回路１４にそれぞれ接続されている。
【００２４】
駆動回路１２〜１４は、制御回路１５から入力されるＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに対する駆動指令信号に基づいて、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆ及びＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆを駆動する回路である。駆動回路１２は、制御回路１５から入力されるＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号に基づいて、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄを駆動するための駆動信号を出力する。また、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動指令信号と、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号に基づいて、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａを駆動するための駆動信号を出力する。さらに、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号と、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号に基づいてＭＯＳＦＥＴ１１１ｄを駆動するための駆動信号を出力する。駆動回路１２のＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号の入力端子ＩＮ１、ＩＮ２は、制御回路１５にそれぞれ接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動信号の出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄのゲートにそれぞれ接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ、１１１ｆに対する駆動信号の出力端子ＯＦＫ１、ＯＦＫ２は、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａ、１１１ｄのゲートにそれぞれ接続されている。駆動回路１３、１４も駆動回路１２と同様の構成である。
【００２５】
制御回路１５は、外部から入力される指令、及び、３相交流モータＭ１の相電流等に基づいてＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに対する駆動指令信号を出力する回路である。制御回路１５のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに対する駆動指令信号の出力端子は、駆動回路１２〜１４の駆動指令信号の入力端子ＩＮ１、ＩＮ２にそれぞれ接続されている。
【００２６】
次に、図１〜図３を参照してモータ制御装置の動作について説明する。ここで、図２は、ＩＧＢＴに対する駆動指令信号及び駆動信号、並びに、ＭＯＳＦＥＴに対する駆動信号のタイミングチャートである。図３は、図２に対して、一方の駆動指令信号のタイミングがずれた場合のタイミングチャートである。なお、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号は、ハイレベルがオフ、ローレベルがオンを指示するものであり、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄを相補的にオン、オフさせるように設定されている。また、ＩＧＢＴに対する駆動信号は、ローレベルがオフ、ハイレベルがオンを指示するものである。さらに、ＭＯＳＦＥＴに対する駆動信号は、ローレベルがオフ、つまりオフ保持解除状態、ハイレベルがオン、つまりオフ保持状態を指示するものである。
【００２７】
まず、モータ制御装置の概略動作について説明する。図１において、制御回路１５は、外部から入力される指令、及び、３相交流モータＭ１の相電流等に基づいてＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに対する駆動指令信号を出力する。駆動回路１２〜１４は、制御回路１５から入力されるＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに対する駆動指令信号に基づいてＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆ及びＭＯＳＦＥＴ１１１ａ〜１１１ｆをオン、オフしてバッテリＢ１の直流電圧を３相交流電圧に変換し、３相交流モータＭ１に供給する。
【００２８】
次に、駆動回路１２〜１４の動作について説明する。ここでは、駆動回路１２を例に挙げ、動作について説明する。図１において、駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ａをオン、オフするとともに、ＩＧＢＴ１１０ｄをＩＧＢＴ１１０ａと相補的にオン、オフする。また、ＩＧＢＴ１１０ａがオフ状態のとき、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態を保持するようにＭＯＳＦＥＴ１１１ａを駆動する。その際、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフしてから、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａによるＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態の保持を解除する。さらに、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフ状態のとき、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態を保持するようにＭＯＳＦＥＴ１１１ｄを駆動する。その際、ＩＧＢＴ１１０ａがオフしてから、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄによるＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態の保持を解除する。
【００２９】
さらに、具体的に説明する。図１において、制御回路１５は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号を出力する。図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号には、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄをともにオフするためのデッドタイムが設けられている。
【００３０】
図１において、駆動回路１２は、図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動指令信号がオフからオンになると、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号をオフからオンする（ｔ１）。一方、ＩＧＢＴ１１０ａｄに対する駆動指令信号がオンからオフになると、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号をオンからオフする（ｔ２）。
【００３１】
また、図１において、駆動回路１２は、図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号がオンからオフになると、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号をオンからオフする（ｔ３）。一方、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号がオフからオンになると、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号をオフからオンする（ｔ４）。
【００３２】
さらに、図１において、駆動回路１２は、図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動指令信号がオフからオンに変化する過程で閾値Ｌ１以下になり、かつ、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号がオンからオフに変化する過程で閾値Ｌ２以下になると、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａに対する駆動信号をオンからオフする（ｔ５）。ここで、閾値Ｌ１は、駆動指令信号のオンレベルとオフレベルの間であって、オフレベルに近い値に設定されている。また、閾値Ｌ２は、駆動信号のオンレベルとオフレベルの間であって、オフレベルに近い値に設定されている。これにより、図１において、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａがオンからオフし、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態の保持が解除されオフ保持解除状態となる。一方、図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号がオンからオフになると、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａに対する駆動信号をオフからオンする（ｔ６）。これにより、図１において、ＭＯＳＦＥＴ１１１ａがオフからオンし、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態を保持するオフ保持状態となる。
【００３３】
加えて、図１において、駆動回路１２は、図２に示すように、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号がオンからオフになると、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄに対する駆動信号をオフからオンする（ｔ７）。これにより、図１においてＭＯＳＦＥＴ１１１ｄがオフからオンし、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態を保持するオフ保持状態となる。一方、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号がオフからオンに変化する過程で閾値Ｌ１以下になり、かつ、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号がオンからオフに変化する過程で
閾値Ｌ２以下になると、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄに対する駆動信号をオンからオフする（ｔ８）。これにより、図１において、ＭＯＳＦＥＴ１１１ｄがオンからオフし、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態の保持が解除されオフ保持解除状態となる。
【００３４】
ところで、図１において、制御回路１５の回路遅延によって、制御回路１５から出力されるＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号のみが遅延すると、図３に示すように、図２において、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動指令信号がオフからオンに、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動指令信号がオンからオフになる期間に存在したデッドタイムが消滅してしまう。しかし、このような場合でも、前述した動作によって、ＩＧＢＴ１１０ａに対する駆動信号がオフからオンに、ＩＧＢＴ１１０ｄに対する駆動信号がオンからオフになる期間にデッドタイムが形成されることとなる。つまり、駆動指令信号におけるデッドタイムが消滅しても、駆動指令信号にはデッドタイムが形成されることとなる。そのため、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄの同時オン状態を防止することができる。
【００３５】
最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフしてからＩＧＢＴ１１０ａのオフ保持状態を解除して、ＩＧＢＴ１１０ａをオン可能な状態にする。また、ＩＧＢＴ１１０ａがオフしてからＩＧＢＴ１１０ｄのオフ保持状態を解除して、ＩＧＢＴ１１０ｄをオン可能な状態にする。そのため、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがともにオン状態となることはない。従って、車両に搭載されたモータ制御装置１において、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄの同時オン状態を防止することができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動信号によって、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがオフすることを知ることができる。そのため、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフしてから、確実に、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ保持状態を解除することができる。また、ＩＧＢＴ１１０ａがオフしてから、確実に、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ保持状態を解除することができる。従って、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄの同時オン状態を確実に防止することができる。
【００３７】
さらに、本実施形態によれば、駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動指令信号に基づいてＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがオンすることをより早く知ることができる。そのため、ＩＧＢＴ１１０ａがオンするときに、確実に、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ保持状態を解除することができる。また、ＩＧＢＴ１１０ｄがオンするときに、確実に、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ保持状態を解除することができる。
【００３８】
加えて、本実施形態によれば、駆動回路１２は、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに対する駆動信号によって、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがオフすることを知ることができる。そのため、ＩＧＢＴ１１０ａがオフしてから、確実に、ＩＧＢＴ１１０ａのオフ状態の保持を開始することができる。また、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフしてから、確実に、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態の保持を開始することができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、本発明に係る電力変換装置を、直流電力を交流電力に変換するモータ制御装置に適用した例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、直流電力を異なる電圧の直流電力に変換するコンバータ装置に適用してもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、本発明におけるスイッチとしてＩＧＢＴを用いた例を挙げているが、これに限られるものではない。例えば、ＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタを用いてもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・モータ制御装置（電力変換装置）、１０・・・平滑コンデンサ、１１・・・電力変換回路、１１０ａ〜１１０ｃ・・・ＩＧＢＴ（第１スイッチ）、１１０ｄ〜１１０ｆ・・・ＩＧＢＴ（第２スイッチ）、１１１ａ〜１１１ｃ・・・ＭＯＳＦＥＴ（第１オフ保持回路）、１１１ｄ〜１１１ｆ・・・ＭＯＳＦＥＴ（第２オフ保持回路）、１２〜１４・・・駆動回路、１５・・・制御回路、Ｂ１・・・バッテリ、Ｍ１・・・３相交流モータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１スイッチと、
前記第１スイッチに直列接続される第２スイッチと、
前記第１スイッチに接続され、前記第１スイッチのオフ状態を保持する第１オフ保持回路と、
前記第２スイッチに接続され、前記第２スイッチのオフ状態を保持する第２オフ保持回路と、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第１オフ保持回路及び前記第２オフ保持回路に接続され、前記第１スイッチをオン、オフするとともに、前記第２スイッチを第１スイッチと相補的にオン、オフし、前記第１スイッチがオフ状態のとき、前記第１スイッチのオフ状態を保持するように前記第１オフ保持回路を駆動するとともに、前記第２スイッチがオフ状態のとき、前記第２スイッチのオフ状態を保持するように前記第２オフ保持回路を駆動する駆動回路と、
を備えた電力変換装置において、
前記駆動回路は、前記第２スイッチがオフしてから、前記第１オフ保持回路による前記第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、前記第１スイッチがオフしてから、前記第２オフ保持回路による前記第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、前記第１スイッチをオン、オフするための第１スイッチ駆動信号を出力するとともに、前記第２スイッチを前記第１スイッチと相補的にオン、オフするための第２スイッチ駆動信号を出力し、前記第２スイッチ駆動信号に基づいて前記第１オフ保持回路による前記第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、前記第１スイッチ駆動信号に基づいて前記第２オフ保持回路による前記第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記駆動回路は、外部から入力される前記第１スイッチを駆動するための第１スイッチ駆動指令信号に基づいて前記第１スイッチ駆動信号に出力するとともに、外部から入力される前記第２スイッチを前記第１スイッチと相補的にオン、オフするための第２スイッチ駆動指令信号に基づいて前記第２スイッチ駆動信号を出力し、前記第１スイッチ駆動指令信号と前記第２スイッチ駆動信号に基づいて前記第１オフ保持回路による前記第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、前記第２スイッチ駆動指令信号と前記第１スイッチ駆動指令に基づいて前記第２オフ保持回路による前記第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記駆動回路は、前記第１スイッチ駆動信号に基づいて前記第１オン保持回路による前記第１スイッチのオフ状態の保持を開始するとともに、前記第２スイッチ駆動信号に基づいて前記第２オフ保持回路による前記第２スイッチのオフ状態の保持を開始することを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
車両に搭載され、電力を変換することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１】
第１スイッチと、
前記第１スイッチに直列接続される第２スイッチと、
前記第１スイッチに接続され、前記第１スイッチのオフ状態を保持する第１オフ保持回路と、
前記第２スイッチに接続され、前記第２スイッチのオフ状態を保持する第２オフ保持回路と、
前記第１スイッチ、前記第２スイッチ、前記第１オフ保持回路及び前記第２オフ保持回路に接続され、前記第１スイッチをオン、オフするとともに、前記第２スイッチを第１スイッチと相補的にオン、オフし、前記第１スイッチがオフ状態のとき、前記第１スイッチのオフ状態を保持するように前記第１オフ保持回路を駆動するとともに、前記第２スイッチがオフ状態のとき、前記第２スイッチのオフ状態を保持するように前記第２オフ保持回路を駆動する駆動回路と、
を備えた電力変換装置において、
前記駆動回路は、前記第２スイッチがオフしてから、前記第１オフ保持回路による前記第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、前記第１スイッチがオフしてから、前記第２オフ保持回路による前記第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、前記第１スイッチをオン、オフするための第１スイッチ駆動信号を出力するとともに、前記第２スイッチを前記第１スイッチと相補的にオン、オフするための第２スイッチ駆動信号を出力し、前記第２スイッチ駆動信号に基づいて前記第１オフ保持回路による前記第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、前記第１スイッチ駆動信号に基づいて前記第２オフ保持回路による前記第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記駆動回路は、外部から入力される前記第１スイッチを駆動するための第１スイッチ駆動指令信号に基づいて前記第１スイッチ駆動信号に出力するとともに、外部から入力される前記第２スイッチを前記第１スイッチと相補的にオン、オフするための第２スイッチ駆動指令信号に基づいて前記第２スイッチ駆動信号を出力し、前記第１スイッチ駆動指令信号と前記第２スイッチ駆動信号に基づいて前記第１オフ保持回路による前記第１スイッチのオフ状態の保持を解除するとともに、前記第２スイッチ駆動指令信号と前記第１スイッチ駆動指令に基づいて前記第２オフ保持回路による前記第２スイッチのオフ状態の保持を解除することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記駆動回路は、前記第１スイッチ駆動信号に基づいて前記第１オン保持回路による前記第１スイッチのオフ状態の保持を開始するとともに、前記第２スイッチ駆動信号に基づいて前記第２オフ保持回路による前記第２スイッチのオフ状態の保持を開始することを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
車両に搭載され、電力を変換することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２５２６０９（Ｐ２０１０−２５２６０９Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０２３０７（Ｐ２００９−１０２３０７）
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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