CN105103448A - 电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子装置。所述电子装置包括：多个开关元件，其与电源连接；多个固有信息保持部，其与所述多个开关元件对应地设置，并对所对应的开关元件的固有信息进行保持；处理装置，其对所述多个开关元件进行控制；通信线，其被设置于所述多个固有信息保持部与所述处理装置之间，并使所述多个开关元件各自所涉及的固有信息从所述多个固有信息保持部被发送至所述处理装置。

Description

电子装置
技术领域
本发明提供一种电子装置。
背景技术
一直以来，在电力变换装置中已知一种如下的结构，该电力变换装置具有由多个半导体元件构成的电力变换器、产生使所述各半导体元件接通或断开的栅极信号的栅极逻辑电路、对半导体元件进行驱动的栅极驱动电路、将所述栅极信号传送至栅极驱动电路的第一传送电路以及从栅极驱动电路传送表示半导体元件的接通或断开的状态的反馈信号的第二传送电路，该结构具备两个故障辨别电路，所述两个故障辨别电路对于各半导体元件的栅极信号以及反馈信号的各个信号，逻辑性地对异常进行辨别(例如，参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平07-095761号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在上述专利文献1所记载的结构中存在如下的问题，即，即使能够对作为整体的异常进行辨别，但也无法对哪一个半导体元件存在异常进行确定。
因此，本发明所公开的内容的目的在于，提供一种能够取得多个开关元件各自的固有信息的电子装置。
用于解决问题的方法
根据本发明公开的一个方面，提供了一种电子装置，所述电子装置包括：多个开关元件，其与电源连接；多个固有信息保持部，其与所述多个开关元件对应地设置，并对所对应的开关元件的固有信息进行保持；处理装置，其对所述多个开关元件进行控制；通信线，其被设置于所述多个固有信息保持部与所述处理装置之间，并使所述多个开关元件各自所涉及的固有信息从所述多个固有信息保持部被发送至所述处理装置。
发明效果
根据本发明公开的内容，获得了一种能够取得多个开关元件各自的固有信息的电子装置。
附图说明
图1为表示电动汽车用电机驱动系统1的整体结构的一个示例的图。
图2为表示半导体驱动装置50中的逆变器30的控制部500的结构的一个示例的图。
图3为表示反馈信号(IC输出信号Sout)的一个示例的图。
图4为表示半导体驱动装置50中的逆变器30的控制部500的结构的另外一个示例的图。
图5为短路异常检测时的说明图。
图6为过热异常检测时的说明图。
图7为表示载有固有信息的栅极信号的一个示例的图。
图8为表示固有信息重叠栅极信号与驱动IC522的输出(开关元件的栅极输入)的关系的一个示例的图。
图9为表示固有信息重叠栅极信号与驱动IC522的输出(开关元件的栅极输入)的关系的另外一个示例的图。
图10为表示来自微型计算机510的触发信号与反馈信号的发送定时的关系的一个示例的图。
图11为表示载波与触发信号的关系的一个示例的图。
图12为表示载波与触发信号的关系的另外一个示例的图。
图13为表示触发信号的其他示例的图。
图14为表示触发信号被施加于开关元件Q1所涉及的驱动IC522时的电流的流动的一个示例的图。
图15为表示半导体驱动装置50中的逆变器30的控制部500的结构的其他另外一个示例的图。
图16为表示SDOWN电路560的一个示例的图。
图17表示短路检测时的发送定时的一个示例的定时流程。
图18为表示半导体驱动装置50中的逆变器30的控制部500的结构的其他另外一个示例的图。
图19为表示与电源接通联动而发送来自各驱动IC522的各反馈信号的发送定时的一个示例的定时流程图。
图20为表示半导体驱动装置50中的逆变器30的控制部500的结构的其他另外一个示例的图。
图21为表示半导体驱动装置50中的DC/DC变换器20的控制部600的一个示例的图。
图22为表示触发信号与流经电抗器L1的电流(电抗器电流IL)的关系的一个示例的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对各实施例进行详细的说明。
图1为表示电动汽车用电机驱动系统1的整体结构的一个示例的图。电机驱动系统1为，通过利用蓄电池10的电力而对行驶用电机40进行驱动从而使车辆进行驱动的系统。并且，只要电动汽车为利用电力而对行驶用电机40进行驱动从而行驶的汽车，则其方式或结构的详细情况是任意的。电动汽车典型而言包括动力源为发动机和行驶用电机40的混合动力汽车(HV)、和动力源仅为行驶用电机40的电动汽车。
如图1所示，电机驱动系统1具备：蓄电池10、DC/DC变换器20、逆变器30、行驶用电机40、以及半导体驱动装置50。
蓄电池10为储存电力并输出直流电压的任意的蓄电装置，可以由镍氢蓄电池、锂离子蓄电池或电双层电容器等的电容性元件构成。
DC/DC变换器20可以为双向的DC/DC变换器(可逆斩波器形式的升压DC/DC变换器)。DC/DC变换器20例如能够进行从200V向650V的升压变换以及从650V向200V的降压变换。也可以在DC/DC变换器20的电抗器(线圈)L1的输入侧与负极线之间连接平滑用电容器C1。
在图示的示例中，DC/DC变换器20具有两个开关元件Q22、Q24和电抗器L1。两个开关元件Q22、Q24相互被串联连接于逆变器30的正极线与负极线之间。电抗器L1被串联连接于蓄电池10的正极侧。电抗器L1的输出侧被连接于两个开关元件Q22、Q24的连接部上。
在图示的示例中，DC/DC变换器20的两个开关元件Q22、Q24为IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极性晶体管)。并且，开关元件Q22、Q24既可以为将二极管(例如自由轮二极管)D22、D24用作外接元件的通常的IGBT，也可以为内置有二极管D22、D24的反向导通IGBT(RC(ReverseConducting)－IGBT)。在任意一种情况下，均为上桥臂的开关元件Q22的集电极连接于逆变器30的正极线，且上桥臂的开关元件Q22的发射极连接于下桥臂的开关元件Q24的集电极。另外，下桥臂的开关元件Q24的发射极连接于逆变器30的负极线以及蓄电池10的负极。并且，开关元件Q22、Q24也可以为，如MOSFET(MetalOxideSemiconductorField－EffectTransistor，MOS场效应晶体管)这样的IGBT以外的其他开关元件。
逆变器30由在正极线与负极线之间相互并联配置的U相、V相、W相的各桥臂构成。U相桥臂由开关元件(在本示例中为IGBT)Q1、Q2的串联连接构成，V相桥臂由开关元件(在本示例中为IGBT)Q3、Q4的串联连接构成，W相桥臂由开关元件(在本示例中为IGBT)Q5、Q6的串联连接构成。另外，在各开关元件Q1～Q6的集电极－发射极间，分别以从发射极侧向集电极侧流通电流的的方式配置有二极管D1～D6。并且，开关元件Q1～Q6也可以为如MOSFET那样的IGBT以外的其他开关元件。
行驶用电机40为三相的永久磁铁电机，且U、V、W相的三个线圈的一端在中心点处被共同连接。U相线圈的另一端被连接于开关元件Q1、Q2的中点M1，V相线圈的另一端被连接于开关元件Q3、Q4的中点M2，W相线圈的另一端被连接于开关元件Q5、Q6的中点M3。在开关元件Q1的集电极与负极线之间，连接有平滑用电容器C2。并且，行驶用电机40也可以为使电磁铁和永久磁铁组合的混合型的三相电机。
并且，除了行驶用电机40之外，还可以以并联的方式增加第二行驶用电机或者发电机。在该情况下，只要也以并联的方式增加对应的逆变器即可。
半导体驱动装置50对DC/DC变换器20以及逆变器30进行控制。半导体驱动装置50也可以作为包括微型计算机的ECU(电子控制单元)而被具体化。并且，半导体驱动装置50的各种功能(包括以下所说明的功能)可以通过任意的硬件、软件、固件或者它们的组合来实现。例如，半导体驱动装置50的各种功能也可以通过面向特定用途ASIC(application－specificintegratedcircuit，专用集成电路)或FPGA(FieldProgrammableGateArray，现场可编程门阵列)来实现。另外，半导体驱动装置50的各种功能也可以通过多个ECU进行协同工作来实现。
DC/DC变换器20的控制方法的概要可以是任意的。典型而言，半导体驱动装置50根据逆变器30的动作(动力运行或者再生)而对DC/DC变换器20进行控制。例如，半导体驱动装置50在动力运行时仅对DC/DC变换器20的下桥臂的开关元件Q24进行接通/断开切换(由下桥臂实施的单桥臂驱动)，并使蓄电池10的电压升压而向逆变器30侧输出。此时，下桥臂的开关元件Q24也可以被实施PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)控制。另外，再生时，仅对DC/DC变换器20的上桥臂的开关元件Q22进行接通/断开切换(由上桥臂实施的单桥臂驱动)，并使逆变器30侧的电压降压而向蓄电池10侧输出。此时，上桥臂的开关元件Q2也可以被实施PWM控制。另外，流过电抗器L1的电流在跨越零时(零交叉时)，半导体驱动装置50也可以以反相而对两个开关元件Q22、Q24进行接通/断开驱动(双桥臂驱动)。
逆变器30的控制方法的概要可以是任意的。典型而言，半导体驱动装置50以使流过各相的线圈的相电流成为相位各偏移了例如120度的关系的正弦波波形的方式，而对U相所涉及的两个开关元件Q1、Q2进行接通/断开驱动，并对V相所涉及的两个开关元件Q3、Q4进行接通/断开驱动，且对W相所涉及的两个开关元件Q5、Q6进行接通/断开驱动。
图2为表示半导体驱动装置50中的逆变器30的控制部500的结构的一个示例的图。
逆变器30的控制部500包括微型计算机510和驱动IC(integratedcircuit)部520。微型计算机510包括驱动信号生成电路512和应急动作判定电路514。驱动IC部520与开关元件Q1～Q6对应，包括六个驱动IC522。并且，在图2中，被赋予六个驱动IC522的uu、uv等符号表示对应的桥臂。例如，uu表示与上桥臂的U相所涉及的开关元件Q1对应设置的驱动IC522。并且，六个驱动IC522也可以被具体体现为一个或除此以外的数量的驱动IC。例如，六个驱动IC522也可以被具体体现为一个驱动IC。在所涉及的情况下，在一个驱动IC内中也包括与六个驱动IC522对应的电路部分。
在微型计算机510与驱动IC部520之间，设置有栅极信号用的通信线530和反馈信号用的通信线540。栅极信号用的通信线530与开关元件Q1～Q6相对应而被设置六个。即，栅极信号用的通信线530针对于六个驱动IC522中的每一个驱动IC而被设置。另一方面，如图2所示，反馈信号用的通信线540对于六个驱动IC522而言是共用的。即，如图2所示，反馈信号用的通信线540仅被设置了一个。反馈信号用的通信线540的一端与电源电压Vcc连接，另一端与微型计算机510连接。反馈信号用的通信线540包括针对六个驱动IC522中的每一个驱动IC而被设置的六个光电耦合器550。六个光电耦合器550(输出侧的三极管)被串联连接在电源电压Vcc与微型计算机510之间。驱动IC522各自通过使对应的光电耦合器550接通/断开从而使反馈信号用的通信线540的电平在高与低之间变化，从而将反馈信号(IC输出信号Sout)发送至微型计算机510。反馈信号的详细情况将在后文叙述。
驱动信号生成电路512生成用于切换逆变器30的开关元件Q1～Q6的接通/断开的栅极信号(Sinuu～Sinlw)。栅极信号经由栅极信号用的通信线530以及驱动IC522而被施加于开关元件Q1～Q6的栅极上。栅极信号的生成方法也可以为任意的。例如，驱动信号生成电路512可以根据加速器开度和车速，而决定电机转矩指令值(目标驱动转矩)，并基于决定的电机转矩指令值以及各种传感器值等(例如，电流传感器的各相电流的检测值或分解器的电机转速的检测值)，计算用于对开关元件Q1～Q6的接通/断开进行切换的占空比。而且，可以基于计算出的占空比以及载波信号而生成栅极信号。
应急动作判定电路514根据来自驱动IC部520的输出Sout(反馈信号)，而对是否需要实施应急动作进行判定。应急动作是指，例如，在开关元件Q1～Q6等的异常时，为了能够实施用于向安全场所的退避的车辆行驶而对逆变器30进行应急控制的动作。在判定为需要实施应急动作的情况下，驱动信号生成电路512通过能够实施应急动作的预定的控制方法来对逆变器30进行控制。
图3为表示反馈信号(IC输出信号Sout)的一个示例的图。IC输出信号Sout在开关元件Q1～Q6的正常时例如如图3所示被维持于高电平。即，六个光电耦合器550在开关元件Q1～Q6的正常时被设为接通。在开关元件Q1～Q6的异常时，生成反馈信号。
如图3所示，反馈信号包括反馈信号开始信息70、固有信息72、异常状态信息74、反馈信号结束信息76。反馈信号既可以仅生成一次并被发送至微型计算机510，或者也可以在异常的持续过程中反复生成并被发送至微型计算机510。
反馈信号开始信息70表示反馈信号的开始。固有信息72表示开关元件Q1～Q6各自的固有的信息、即ID信息。异常状态信息74为表示异常的内容的信号。异常的内容对应于可检测(可判定)的异常而可能存在多个内容。例如，异常的内容可以为在驱动IC522所具有的保护功能启动时表示该保护动作内容的信息。保护功能例如可以包括短路保护、过电流保护、过热保护、电压异常保护、基板部件不良检测等。反馈信号结束信息76表示反馈信号的结束。
驱动IC部520的各驱动IC522在异常检测时(保护动作时)生成反馈信号，并将反馈信号发送至微型计算机510。此时，各驱动IC522将包括开关元件Q1～Q6中的对应的开关元件所涉及的固有信息72和与检测出的异常对应的异常状态信息74的反馈信号发送至微型计算机510。并且，为了该目的，各驱动IC522具备对对应的开关元件所涉及的固有信息72等进行保持的存储部(未图示)。存储部也可以为EEPROM(electricallyerasableprogrammableROM，电可擦可编程只读存储器)等。并且，微型计算机510在接收到所涉及的反馈信号时，根据固有信息72和异常状态信息74而对开关元件Q1～Q6中的哪一个开关元件出现了哪一种异常进行判断，并实施与该判断结果对应的处理(例如应急动作)。
如此，根据图2以及图3所示的示例，通过反馈信号用的通信线540，而从驱动IC部520向微型计算机510发送开关元件Q1～Q6的反馈信号。由此，微型计算机510能够如判断开关元件Q1～Q6中的哪一个开关元件为异常这样、对开关元件Q1～Q6的状态单独地进行判断。另外，由于使用针对六个驱动IC522而设置的共用的单一的反馈信号用的通信线540，因此，与针对六个驱动IC522而分别设置同样的反馈信号用的通信线的结构相比，能够实现简单的结构。
另外，根据图2以及图3所示的示例，由于反馈信号在包括固有信息72之外还包括异常状态信息74，因此，能够在微型计算机510侧掌握开关元件Q1～Q6的异常的内容(异常状态)。由此，能够通过微型计算机510来实现与异常内容对应的适当的应急动作。
并且，虽然在图3所示的示例中，反馈信号包括反馈信号开始信息70、固有信息72、异常状态信息74、反馈信号结束信息76，但是，固有信息72以外的信息是任意的。例如，反馈信号也可以取代异常状态信息74或者在包括异常状态信息74之外还包括表示开关元件Q1～Q6的各种状态的信息。表示各种状态的信息也可以包括可以被设置于开关元件Q1～Q6各自的温度传感器或电流传感器(读出发射极)(参照图15)的传感器值。或者，反馈信号也可以仅包括固有信息72。在该情况下，驱动IC部520的各驱动IC522在异常检测时生成仅包括固有信息72的反馈信号(不包括异常状态信息74的反馈信号)，并将该反馈信号发送至微型计算机510。在该情况下，微型计算机510能够根据反馈信号所包括的固有信息72，而对开关元件Q1～Q6中的存在异常的开关元件进行确定。
另外，虽然在图3所示的示例中，反馈信号以高电平和低电平的特定的模式生成了各种信息，但是高电平和低电平的模式是任意的。另外，反馈信号既可以为数字信号，也可以为模拟信号。
图4为表示半导体驱动装置50中的逆变器30的控制部500的结构的其他的一个示例的图。
在图4所示的示例中，相对于上述的图2所示的示例，在六个光电耦合器550(输出侧的三极管)并联连接于反馈信号用的通信线540的这一点上是不同的。即，在述的图2所示的示例中，六个光电耦合器550串联连接于反馈信号用的通信线540，相对于此，在图4所示的示例中，六个光电耦合器550并联连接于反馈信号用的通信线540。在该情况下，能够发送与图3所示的示例同样的反馈信号。但是，在图4所示示例的情况下，六个光电耦合器550在开关元件Q1～Q6的正常时被设为断开。
根据图4所示的示例，与上述的图2所示的示例同样，能够通过反馈信号用的通信线540而从驱动IC部520向微型计算机510发送开关元件Q1～Q6的反馈信号。另外，由于使用针对六个驱动IC522而设置的共用的单一的反馈信号用的通信线540，因此，与相对于六个驱动IC522而分别设置同样的反馈信号用的通信线的结构相比，能够实现简单的结构。
接下来，参照图5以及图6，对具体的异常时的处理进行说明。并且，以下，虽然作为代表例，对短路异常检测时和过热异常检测时进行说明，但是在其他的异常检测时也可以是同样的。
图5为短路异常检测时的说明图。在此，如图5所示，假设上桥臂的U相(uu)所涉及的开关元件Q1发生短路故障的情况。在该情况下，下桥臂的U相(lu)所涉及的驱动IC522对异常进行检测。下桥臂的U相(lu)所涉及的驱动IC522例如可以根据电流值的异常而对开关元件Q1的短路故障(短路异常)进行检测。在该情况下，下桥臂的U相(lu)所涉及的驱动IC522通过保护动作而对开关元件Q1～Q6进行保护，并且，经由反馈信号用的通信线540而将上述的反馈信号发送至微型计算机510。此时，下桥臂的U相(lu)所涉及的驱动IC522将包括对应的开关元件Q2的固有信息72和与检测出的短路异常对应的异常状态信息74在内的反馈信号发送至微型计算机510。微型计算机510根据接收的固有信息72和异常状态信息74而判定为，与下桥臂的U相(lu)的开关元件Q2对置的上桥臂的U相(uu)的开关元件Q1发生短路异常，并实施应急动作。具体而言，使上桥臂的开关元件Q1接通，并且使下桥臂的开关元件Q2断开，通过对其他开关元件Q3～Q6进行接通/断开切换，实施应急动作，从而能够实施退避行驶。
图6为过热异常检测时的说明图。在此，如图6所示，假设与开关元件Q2对应的驱动IC522实施过热检测的情况。在该情况下，下桥臂的U相(lu)所涉及的驱动IC522通过保护动作而对开关元件Q2进行保护(使开关元件Q2断开)，并且，经由反馈信号用的通信线540而将上述的反馈信号发送至微型计算机510。此时，下桥臂的U相(lu)所涉及的驱动IC522将包括对应的开关元件Q2的固有信息72和与检测出的过热异常对应的异常状态信息74在内的反馈信号发送至微型计算机510。微型计算机510根据接收到的固有信息72和异常状态信息74而判定为，在下桥臂的U相(lu)的开关元件Q2上发生过热异常，并实施应急动作。具体而言，通过使下桥臂的开关元件Q2断开，并对其他开关元件Q1、Q3～Q6进行接通/断开切换而实施应急动作，从而能够实施退避行驶。或者，也可以使U相所涉及的开关元件Q1、Q2断开，并对其他开关元件Q3～Q6进行接通/断开切换，从而实施应急动作。
接下来，对从微型计算机510侧将开关元件Q1～Q6的各固有信息给予(使其取得)各驱动IC522的结构进行说明。即，虽然开关元件Q1～Q6的各固有信息可以在事前被保持于各驱动IC522中，但是，也可以如以下说明的结构那样，在工作时从微型计算机510侧被给予各驱动IC522。
图7为表示载有固有信息的栅极信号的一个示例的图。
固有信息可以利用栅极信号的接通/断开脉冲中的一次接通脉冲(从上升沿至下降沿)而被载于栅极信号上。以下，为了方便起见，将载有固有信息的栅极信号的部分称为“固有信息重叠栅极信号”。在图7所示的示例中，固有信息重叠栅极信号包括表示固有信息重叠栅极信号的开始的信息80、固有信息82、和表示固有信息重叠栅极信号的结束的信息84。并且，被发送至各驱动IC522的固有信息82也可以为，以一对一的方式与从对应的各驱动IC522被输出的反馈信号内的固有信息72相对应的信息。
各驱动IC522也可以在接收固有信息重叠栅极信号时，将各个固有信息重叠栅极信号内的固有信息82保持在存储部(未图示)中。存储部可以为闪存等的EEPROM。各驱动IC522在生成上述的反馈信号时，根据在存储部中保持的固有信息82而生成反馈信号内的固有信息72。
并且，图7所示的固有信息重叠栅极信号中的高电平和低电平的模式为一个示例，能够进行多样的变更。另外，固有信息重叠栅极信号既可以为数字信号，也可以为模拟信号。另外，表示固有信息重叠栅极信号的结束的信息84也可以被省略。在该情况下，只要根据在接收表示固有信息重叠栅极信号的开始的信息80之后于预定期间内接收的信号(信息)，提取固有信息82即可。
图8为表示固有信息重叠栅极信号与驱动IC522的输出(开关元件的栅极输入)之间的关系的一个示例的图。在此，虽然对于开关元件Q1代表性地进行了说明，但是，关于其他的开关元件Q2～Q6也可以是同样的。
在图8中，Sinuu的波形表示固有信息重叠栅极信号的波形，在区间A内，信息80、固有信息82以及信息84被重叠。在该情况下，开关元件Q1所涉及的驱动IC522在固有信息重叠栅极信号的接收过程中，如图7所示，无论固有信息重叠栅极信号的高/低状态如何，均使开关元件Q1接通(高输出)。但是，开关元件Q1所涉及的驱动IC522即使在固有信息重叠栅极信号的接收过程中，在异常发生时，也实施保护动作。在固有信息重叠栅极信号的接收后(信息84接收后)，开关元件Q1所涉及的驱动IC522在通常的方式下对应于栅极信号的高/低状态而对开关元件Q1进行接通/断开切换。
并且，从微型计算机510向各驱动IC522的固有信息重叠栅极信号的发送定时是任意的。例如，向各驱动IC522的固有信息重叠栅极信号的发送定时也可以仅为初次动作时(例如点火开关接通后的最初的栅极信号的接通脉冲)(即，固有信息82无需始终与栅极信号重叠)。
图9为表示固有信息重叠栅极信号与驱动IC522的输出(开关元件的栅极输入)的关系的其他的一个示例的图。在图9中，开关元件Q1的状态(接通/断开状态)一同被表示。在此，虽然对于开关元件Q1代表性地进行了说明，但是，对于其他开关元件Q2～Q6也可以是同样的。
在图9中，Sinuu的波形表示固有信息重叠栅极信号的波形，在区间A内，信息80、固有信息82以及信息84被重叠。与图8所示的示例同样，开关元件Q1所涉及的驱动IC522在固有信息重叠栅极信号的接收过程中，如图7所示，无论固有信息重叠栅极信号的高/低状态如何，均使开关元件Q1接通(高输出)。在图9所示的示例中，开关元件Q1所涉及的驱动IC522在固有信息重叠栅极信号的接收过程中，在异常发生时，也使开关元件Q1接通(固定接通)。但是，开关元件Q1所涉及的驱动IC522在固有信息重叠栅极信号的接收过程中，如图7所示，与通常的栅极信号的接收过程中(区间A以外的区间)相比降低栅极电压(但是，在栅极阈值电压以上)。在固有信息重叠栅极信号的接收后(信息84接收后)，开关元件Q1所涉及的驱动IC522在通常的方式下对应于栅极信号的高/低状态而对开关元件Q1进行接通/断开切换。因此，在固有信息重叠栅极信号的接收过程中发生异常的情况下，开关元件Q1所涉及的驱动IC522在固有信息重叠栅极信号的接收后迅速实施保护动作。
在图9所示的示例中，由于在固有信息重叠栅极信号的接收过程中，在异常发生时，开关元件Q1也被接通固定，因此，在固有信息重叠栅极信号的接收过程中发生短路异常的情况下，短路产生时间变长，开关元件Q1的短路能量可能增大。但是，根据图9所示的示例，在固有信息重叠栅极信号的接收过程中，如上所述，由于降低栅极电压，因此，能够抑制开关元件Q1的饱和电流，并抑制短路能量的增大。
接下来，对用于通过反馈信号用的通信线540而将反馈信号从驱动IC部520的各驱动IC522发送至微型计算机510的触发进行说明。
图10为表示来自微型计算机510的触发信号与反馈信号的发送定时的关系的一个示例的图。虽然在图10中，反馈信号通过一个脉冲而被简单地表示，但是，也可以具有图3等中所说明的模式。另外，虽然在图10中，对于开关元件Q1、Q2代表性地进行了说明，但是，对于其他开关元件Q3～Q6也是同样的。
微型计算机510以将反馈信号发送至微型计算机510的方式将针对各驱动IC522而要求的触发信号发送至各驱动IC522。该触发信号可以利用与栅极信号用的通信线530不同的其他通信线进行发送，但是，优选为，利用栅极信号用的通信线530进行发送。在该情况下，能够通过降低通信线的数量(以及随之降低基板面积)的简单的结构而将触发信号发送至各驱动IC522。以下，以触发信号被设为利用栅极信号用的通信线530进行发送的方式而继续进行说明。
虽然触发信号是任意的，但是，由于在各驱动IC522侧需要与通常的栅极信号进行区别，因此，是能够与通常的栅极信号进行区别的方式的信号。对于触发信号的优选例，将在后文叙述。
微型计算机510对于各驱动IC522而设置预定时间ΔT以上的时间差，从而将触发信号分别发送。如图10所示，预定时间ΔT可以为，在驱动IC522接收触发信号之后到发送反馈信号为止所需的时间的最大值或在该最大值上加上富余量的时间。
如图10所示，各驱动IC522在接收触发信号时将反馈信号发送至微型计算机510。在此，反馈信号也可以取代异常状态信息74而包括表示开关元件Q1～Q6的各种状态的信息(温度传感器或电流传感器的传感器值)。各驱动IC522也可以在接收触发信号时对对应的开关元件进行驱动。或者，各驱动IC522也可以在识别触发信号的时间点停止对应的开关元件的驱动。例如，虽然由于在脉冲的上升沿无法对触发信号与栅极信号进行区别，从而使对应的开关元件接通，但是，之后可以在通过脉冲宽度等而识别出触发信号的时间点使对应的开关元件断开。
如此，根据图10所示的示例，由于各驱动IC522对应于来自微型计算机510的触发信号而发送反馈信号，因而与从各驱动IC522随机地将反馈信号发送至微型计算机510的结构相比，能够抑制来自各驱动IC522的反馈信号相互混合而传递至微型计算机510的情况。更加具体而言，在利用共用的反馈信号用的通信线540而实施反馈信号的通信的结构中，来自各驱动IC522的反馈信号与可能大致同时送出至反馈信号用的通信线540(即有可能产生干扰)。相对于此，根据图10所示的示例，能够通过来自微型计算机510的触发信号的发送定时而对来自各驱动IC522的反馈信号的发送定时进行调节，从而能够有效地抑制干扰。即，由于能够在微型计算机510侧决定来自各驱动IC522的反馈信号的发送定时，因此，能够有效地抑制干扰。
并且，触发信号由于利用栅极信号用的通信线530而被发送，因此，优选为，利用栅极信号被维持于低电平的期间(例如，在车速为0的期间，在行驶用电机40的停止过程中)而被发送。例如，微型计算机510可以设为，在刚点火启动后等，车速为0、档位为P档时，发送触发信号。
另外，触发信号也可以包括反馈信号的要求以外的其他信息。例如，触发信号可以包括对反馈信号所包括的信息的种类的信息。这对于例如反馈信号可能包括除固有信息以外的可变的信息(例如异常状态信息、以及表示开关元件Q1～Q6的各种状态的信息中被指示的任意一方)的结构而言是适当的。
图11为表示载波与触发信号的关系的一个示例的图。
在图11所示的示例中，载波为三角波，栅极信号通过载波与占空比(未图示)的关系而在高低间切换。在该情况下，栅极信号的上升沿间的间隔的最小值大致成为载波周期的一半。因此，如图11所示，触发信号也可以包括以与载波周期的一半相比而较短的周期产生上升沿的多个连续脉冲波形，以便能够与所涉及的栅极信号区别。例如，触发信号的边沿周期Tc可以与从载波周期的一半中减去预定的富余量后得到的时间对应。另外，触发信号的脉冲宽度Tw可以与驱动IC522的可识别的最小宽度对应。例如，触发信号的脉冲宽度Tw可以与驱动IC522的最小传递脉冲(从接通时的延迟时间的最大值中减去断开时的延迟的最小值后得到的时间)对应。
在使用图11所示的触发信号的情况下，各驱动IC522可以设为，在以与载波周期的一半相比而较短的周期并以预定次数接收上升沿的情况下，识别为是触发信号，并将反馈信号发送至微型计算机510。预定次数可以与触发信号的脉冲数对应，可以为两次以上。
并且，在图11所示的示例中，在相对于触发信号被发送的驱动IC522而成为上下对置桥臂的驱动IC522中，维持了低电平的栅极信号。即，在触发信号的发送期间内，为了防止短路，同相的对置桥臂的开关元件被断开。
图12为表示载波与触发信号的关系的另外一个示例的图。
在图12所示的示例中，载波为锯齿波，栅极信号在每个载波周期产生上升沿。在该情况下，栅极信号的上升沿之间的间隔成为载波周期。因此，如图12所示，触发信号可以包括以与载波周期相比较短的周期产生上升沿的多个连续脉冲波形，以便能够与所涉及的栅极信号区别。例如，触发信号的边沿周期Tc可以与从载波周期中减去预定的富余量后得到的时间对应。在图12所示的示例中，触发信号的边沿周期Tc为载波周期的一半。另外，触发信号的脉冲宽度Tw可以与驱动IC522的可识别的最小的宽度对应。例如，触发信号的脉冲宽度Tw可以与驱动IC522的最小传递脉冲(从接通时的延迟时间的最大值中减去断开时的延迟的最小值后得到的时间)对应。
在使用图12所示的触发信号的情况下，各驱动IC522设为，在以与载波周期相比而较短的周期并以预定次数接收上升沿的情况下，识别为是触发信号，并将反馈信号发送至微型计算机510。预定次数可以与触发信号的脉冲数对应，可以为两次以上。
并且，在图12所示的示例中，在相对于触发信号被发送的驱动IC522而成为上下对置桥臂的驱动IC522中，维持了低电平的栅极信号。即，触发信号的发送期间内，为了防止短路，同相的对置桥臂的开关元件被断开。
图13为表示触发信号的其他示例的图。在图13中，图示了开关元件Q1的集电极电流Ic的波形、触发信号的波形、和对置桥臂的栅极信号的波形。图14为图13的说明图，并且为触发信号被施加于开关元件Q1所涉及的驱动IC522时的电流的流动的一个示例的图。在此，虽然对于开关元件Q1代表性地进行了说明，但是，关于其他开关元件Q2～Q6也可以是同样的。
在图13所示的示例中，触发信号包括有意地长于载波周期的脉冲。该脉冲可以为一个脉冲(即，无需为图11等所示的多个脉冲列)。例如，触发信号也可以为长于载波周期但短于载波周期的两个周期量的脉冲。
在相对于触发信号被发送的驱动IC522而成为不同相的对置桥臂的驱动IC522中，如图13所示，也可以供给有最低占空比的栅极信号。由此，能够通过触发信号的较长的脉冲来抑制大电流的流动。例如，在图14所示的示例中，在对置桥臂的开关元件Q4所涉及的驱动IC522中，供给有最低占空比的栅极信号。并且，在触发信号的发送期间内，同相的对置桥臂的开关元件可以被断开。
根据图13所示的示例，与图11等所示的示例相比，无需驱动IC部520的较高的内部时钟精度，从而能够容易地在驱动IC部520侧识别触发信号。即，在不需要较高的内部时钟精度的情况下，能够区别触发信号和栅极信号。
图15为表示半导体驱动装置50中的逆变器30的控制部500的结构的其他的另外一个示例的图。图16为表示SDOWN电路560的一个示例的图。并且，虽然在图15中，以与图2等不同的方式图示了控制部500(例如图示温度传感器等)，但是除了以下说明的点之外，并无实质性的差异。
在图15所示的示例中，相对于图2所示的示例，在反馈信号用的通信线540上设置有关断电路(以下，称为“SDOWN电路”)560这一点是不同的。换言之，在图15所示的示例中，将SDOWN电路560用的通信线作为反馈信号用的通信线540来利用(兼用)。
SDOWN电路560具有防止由于短路发生时在故障桥臂中产生的浪涌而使连接桥臂共同被破坏的功能。即，SDOWN电路560在短路发生时响应于来自驱动IC部520的关断信号(不经由微型计算机510而提前)而使邻接桥臂的开关元件的工作停止(断开)。
SDOWN电路560可以经由低通滤波器562而与反馈信号用的通信线540连接。低通滤波器562被设置为，因在反馈信号用的通信线540上被传送的反馈信号而使SDOWN电路560意外地未实施关断动作。即，低通滤波器562对在反馈信号用的通信线540上被传送的反馈信号进行过滤，使反馈信号不通过SDOWN电路560。并且，在生成了关断信号的情况下，由于SDOWN电路560经由低通滤波器562而接受到关断信号，因此，虽然响应性稍微变差，但是能够可靠地实施关断动作。
在图16所示的示例中，来自驱动IC部520的关断信号(低电平)经由低通滤波器562而被施加于SDOWN电路560的三极管563的基极。由此，三极管563断开，随之三极管564断开，SDOWN电路560的输出成为低电平。如图15所示，SDOWN电路560的输出与栅极信号用的通信线530连接。因此，当SDOWN电路560的输出成为低电平时，由于各驱动IC522的输入成为低电平(由于光二极管532成为断开)，因而全部开关元件Q1～Q6成为断开(即成为关断)。并且，在图16所示的示例中，在正常时(驱动时)输入有高电平的信号从微型计算机510被输入SDOWN电路560中。另外，在正常时，由于高电平经由低通滤波器562而被输入SDOWN电路560的三极管563的基极中，因此，三极管563接通，随之三极管564接通，SDOWN电路560的输出成为高电平。由此，栅极信号用的通信线530成为有效(对应于栅极信号而切换高电平和低电平)。另一方面，当关断信号(低电平)从微型计算机510中被输入时，三极管564断开，SDOWN电路560的输出成为低电平。由此，由于各驱动IC522的输入成为低电平，因此，全部开关元件Q1～Q6成为断开(即，成为关断)。
根据图15所示的示例，由于将SDOWN电路560用的通信线兼用为反馈信号用的通信线540，因此，在不增大通信线的情况下，能够将反馈信号发送至微型计算机510。即，与分别设定SDOWN电路560用的通信线和反馈信号用的通信线540的结构相比，通过降低了通信线的数量(以及随之的基板面积)的简易的结构中，而能够将反馈信号发送至微型计算机510。但是，也能够采用分别设定SDOWN电路560用的通信线和反馈信号用的通信线540的结构。
接下来，对可以在图15所示的示例中实施的异常检测时的优选的动作进行说明。
驱动IC部520的各驱动IC522在检测出过热异常或过电流异常的情况下，不使SDOWN电路560工作，而是如上所述将反馈信号发送至微型计算机510。
另一方面，驱动IC部520的各驱动IC522在检测出短路的情况下，为了防止共同破坏而使SDOWN电路560工作。具体而言，检测出短路的驱动IC522将反馈信号用的通信线540的信号电平以规定时间(例如，后述的Tsdwn)以上而维持于低电平(即，使关断信号产生)。此时，优选为，各驱动IC522从某个桥臂中的短路发生时，在以下的公式所规定的时间ΔTS后，将反馈信号发送至微型计算机510。
ΔTS＝2×Tsdwn+(Tsdwn+Tcom)×(N-1)式(1)
在此，Tsdwn表示从短路检测时间点至使邻接桥臂的全部开关元件关断的时间。Tcom表示发送一个桥臂的反馈信号(异常信息)时所需的时间。N表示发送顺序。Tsdwn以及Tcom能够预先根据试验结果等而导出。发送顺序N可以通过任意的方式而被预先决定。
在式(1)中，(2×Tsdwn)一项在短路检测后、到经过时间Tsdwn为止，可能发生共同破坏，此时，考虑到最大在时间(2×Tsdwn)之间持续关断处理。
另外，在式(1)中，Tsdwn×(N-1)的部分在短路检测后、到经过时间Tsdwn为止，可能产生共同破坏，此时，认为在桥臂之间短路检测定时最大偏离时间Tsdwn。即，通过Tsdwn×(N-1)，从而消除上述偏离。由此，各桥臂在最差的情况下大致同时产生发送定时。因此，根据Tcom×(N-1)的部分，通过从该大致同时的发送定时起，在等待自身的发送定时之后实施发送，从而防止了来自各驱动IC522的反馈信号大致同时被送出至反馈信号用的通信线540的情况。
而且，参照图17而对式(1)的意义进行说明。图17图示了表示短路检测时的发送定时的一个示例的定时流程。在此，为了方便起见，仅以六个桥臂中的上桥臂的三相桥臂为题材，发送顺序设为，U相为第一顺序，V相为第二顺序，W相为第三顺序。在图17中，从上依次表示W相(上桥臂)的短路检测状况、从W相(上桥臂)的驱动IC522至反馈信号用的通信线540的输出信号、U相(上桥臂)的短路检测状况、从U相(上桥臂)的驱动IC522至反馈信号用的通信线540的输出信号、V相(上桥臂)的短路检测状况、从V相(上桥臂)的驱动IC522至反馈信号用的通信线540的输出信号。
在图17所示的示例中，在时刻t0，在W相(上桥臂)上检测出短路。随之，来自W相(上桥臂)的驱动IC522的输出信号被变更为低电平，低电平被维持了时间Tsdwn。在从W相的短路检测时起即将经过时间Tsdwn之前的t1处，在U相(上桥臂)以及V相(上桥臂)上检测出短路。并且，这些短路为因共同破坏而引起的短路。随之，来自U相(上桥臂)以及V相(上桥臂)的各驱动IC522的输出信号被变更为低电平，低电平被维持了时间Tsdwn。此时，根据式(1)，各桥臂的发送定时如下。
U相(上桥臂)的ΔTS＝2×Tsdwn
V相(上桥臂)的ΔTS＝2×Tsdwn+Tsdwn+Tcom
W相(上桥臂)的ΔTS＝2×Tsdwn+2×(Tsdwn+Tcom)
因此，此时，首先如图17中符号P1所示，U相的驱动IC522从短路检测时间点t1起，在ΔTS(＝2×Tsdwn)后，将反馈信号输出至反馈信号用的通信线540。接下来，如图17中符号P2所示，V相的驱动IC522从短路检测时间点t1起，在ΔTS(＝2×Tsdwn+Tsdwn+Tcom)后，将反馈信号输出至反馈信号用的通信线540。接下来，如图17中符号P3所示，W相的驱动IC522从短路检测时间点t0起，在ΔTS(＝2×Tsdwn+2×Tsdwn+2×Tcom)后，将反馈信号输出至反馈信号用的通信线540。
可是，各驱动IC522无法单独(不与其他驱动IC522通信)对自身的短路检测是否为最先进行判断。例如，虽然在图17所示的示例中，W相(上桥臂)的短路检测为最先，但是，W相(上桥臂)的驱动IC522无法判断出自身的短路检测为最先。因此，在产生了因共同破坏引起的短路的情况下，由于各桥臂独自决定反馈信号的发送定时，因此易于产生干扰。在这一点上，在根据式(1)而决定各桥臂的发送定时的情况下，如图17所示，即使在产生了因共同破坏而引起的短路的情况下，也能够以时间差而可靠地将各反馈信号从各驱动IC522发送至微型计算机510。
图18为表示半导体驱动装置50中的逆变器30的控制部500的构成的其他的另外一个示例的图。
在图18所示的示例中，相对于上述的图2所示的示例，在电源电压Vcc经由延迟时间调节电阻(Rd1、Rd2等)而与各驱动IC522连接这一点上是不同的。延迟时间调节电阻Rd1、Rd2、Rd3、Rd4、Rd5、Rd6分别具有不同的电阻值。由此，各驱动IC522在电源接通时以不同的定时进行起动。由此，能够与电源接通联动，在不同的定时从各驱动IC522发送各反馈信号。
图19为图18所示的示例的动作的说明图，并且为与电源接通联动而发送来自各驱动IC522的各反馈信号的发送定时的一个示例的定时流程图。在此，为了方便起见，仅图示了六个桥臂中的上桥臂的三相桥臂，发送顺序设为，U相为第一顺序，V相为第二顺序，W相为第三顺序。在图19中，从上依次表示了电源的接通/断开状态、从U相(上桥臂)的驱动IC522至反馈信号用的通信线540的输出信号、从V相(上桥臂)的驱动IC522至反馈信号用的通信线540的输出信号、以及从W相(上桥臂)的驱动IC522至反馈信号用的通信线540的输出信号。
在图19所示的示例中，在时刻t0处电源接通，从电源接通后经过了时间ΔT1之后，U相(上桥臂)的驱动IC522将反馈信号输出至反馈信号用的通信线540。该时间ΔT1相当于与延迟时间调节电阻Rd1对应的延迟时间。同样，在从电源接通后经过了时间ΔT2之后，V相(上桥臂)的驱动IC522将反馈信号输出至反馈信号用的通信线540。该时间ΔT2相当于与延迟时间调节电阻Rd2对应的延迟时间。同样，从电源接通后经过了时间ΔT3之后，W相(上桥臂)的驱动IC522将反馈信号输出至反馈信号用的通信线540。该时间ΔT3相当于与延迟时间调节电阻Rd3对应的延迟时间。在此，ΔT2大于ΔT1+ΔT0(ΔT0：反馈信号输出时间)，同样，ΔT3大于ΔT2+ΔT0。并且，虽然未图示，但是，例如，U相(下桥臂)的驱动IC522、V相(下桥臂)的驱动IC522以及W相(下桥臂)的驱动IC522分别在从电源接通后经过了时间ΔT4、时间ΔT5以及时间ΔT6之后，分别将反馈信号输出至反馈信号用的通信线540。同样，ΔT4大于ΔT3+ΔT0，ΔT5大于ΔT4+ΔT0，ΔT6大于ΔT5+ΔT0。由此，在电源接通时，能够以时间差可靠地而将各反馈信号从各驱动IC522发送至微型计算机510。
图20为表示半导体驱动装置50中的逆变器30的控制部500的结构的其他的另外一个示例的图。
在图20所示的示例中，相对于上述的图18所示的示例，在取代延迟时间调节电阻而连接有延迟选择电阻SEL这一点上是不同的。并且，在图20所示的示例中，延迟选择电阻SEL分别被设置于各桥臂上，各桥臂的延迟选择电阻SEL也可以为包括三个电阻(例如分别具有不同的电阻值)的相同的结构。但是，延迟选择电阻SEL以各桥臂分别具有不同的电阻值的方式而被选择。由此，各驱动IC522在电源接通时以不同的定时进行起动。由此，能够与电源接通联动，在不同的定时从各驱动IC522发送各反馈信号。
并且，虽然在上述内容中，对半导体驱动装置50中的逆变器30的控制部500的结构进行了说明，但是，对于半导体驱动装置50中的DC/DC变换器20的控制部，也能够应用同样的结构。以下，对半导体驱动装置50中的DC/DC变换器20的控制部进行说明。
图21为表示半导体驱动装置50中的DC/DC变换器20的控制部600的一个示例的图。
包括微型计算机510和驱动IC部620。驱动IC部620对应于开关元件Q22、Q24而包括两个驱动IC622。并且，两个驱动IC622可以作为一个驱动IC而被具体体现。所涉及的情况还包括在一个驱动IC内包括与两个驱动IC622对应的电路部分。
在微型计算机510与驱动IC部620之间设置有栅极信号用的通信线630和反馈信号用的通信线640。栅极信号用的通信线630对应于开关元件Q22、Q24而被设置了两个。即，栅极信号用的通信线630针对于两个驱动IC622的每一个驱动IC而被设置。另一方面，如图21所示，反馈信号用的通信线640相对于两个驱动IC622而是共用的。即，如图21所示，设置了一个反馈信号用的通信线640。反馈信号用的通信线640的一端与电源电压Vcc连接，另一端与微型计算机510连接。反馈信号用的通信线640包括对应于两个驱动IC622的每一个驱动IC而被设置的两个光电耦合器650。如图21所示，两个光电耦合器650既可以在电源电压Vcc与微型计算机510之间串联连接，也可以并联连接(参考图4)。驱动IC622各自通过使对应的光电耦合器650接通/断开从而使反馈信号用的通信线640的电平在高低之间变化，从而将反馈信号(IC输出信号Sout)发送至微型计算机510。反馈信号可以与上述内容同样。
并且，在DC/DC变换器20的控制部600中，对于逆变器30的控制部500，也能够应用上述的各种结构。例如，在DC/DC变换器20的控制部600中，既可以使用上述的触发信号(参照图11、图12等)，反馈信号用的通信线640也可以兼用为SDOWN电路(参照图15等)。
另外，DC/DC变换器20的控制部600也可以与上述的逆变器30的控制部500一体地构成。即，反馈信号用的通信线640也可以与反馈信号用的通信线540共用。但是，反馈信号用的通信线640也可以与反馈信号用的通信线540分开。
图22为表示触发信号和流经电抗器L1的电流(电抗器电流IL)的关系的一个示例的图。
在DC/DC变换器20的控制部600中，也可以例如参照图12而使用上述的触发信号。在该情况下，如图22所示，因触发信号的脉冲从而作为电抗器电流IL而流有波纹电流。并且，虽然可能通过波纹电流的流动而使电压VH上升，但是由于触发信号的脉冲宽度较微小(由于为较小的占空比)，因此，电压VH能够被维持在额定内。
由于DC/DC变换器20的开关元件Q22、Q24会因该波纹电流而发热，因此利用该发热而对有无放热结构的劣化(或异常，以下相同)进行推断。例如，在触发信号的施加时的开关元件Q22、Q24的温度在预定阈值以上的情况下，可以判定为，在放热构造中存在劣化。此时，也可以考虑相对于冷却水的温度的开关元件Q22、Q24的温度、或较长的期间(例如，一个月)内的开关元件Q22、Q24的温度的倾向等。另外，也可以预先通过试验等来导出触发信号的脉冲数与发热温度的关系(例如正常时和劣化时)，并将该关系存储于微型计算机510中。并且，对劣化的有无的推断可以在任意的定时实施，例如，也可以在点火开关启动时实施。并且，上述的放热结构的劣化的推断方法也可以应用于逆变器30的放热结构的劣化的推断中。
以上，对各实施例进行了详细叙述，但并不限定于特定的实施例，在权利要求书的范围内，能够实施各种各样的变形以及变更。另外，还能够将前述的实施例的构成要素的全部或多个进行组合。
例如，虽然在上述的实施例中，反馈信号从对开关元件Q1～Q6进行驱动的驱动IC部520被发送至微型计算机510，但是，同样的反馈信号也可以从与开关元件Q1～Q6各自分别对应的其他电路部发送至微型计算机510。其他电路部与驱动IC部520不同，但是与驱动IC部520同样，与开关元件Q1～Q6的各个开关元件对应地设置。其他电路部既可以经由驱动IC部520而将反馈信号发送至微型计算机510，也可以不经由驱动IC部520而将反馈信号发送至微型计算机510。在后者的情况下，也可以取代驱动IC部520，使其他电路部通过反馈信号用的通信线540而与微型计算机510连接。
另外，虽然在上述的实施例中，微型计算机510具备应急动作判定电路514，但是，在不实施应急动作的结构(例如在存在异常的情况下，仅仅输出警报等的结构的情况)中，也可以省略应急动作判定电路514。
另外，在上述的实施例中，能够利用光电耦合器550而在高压侧的驱动IC部520和微型计算机510之间进行绝缘的同时进行通信，但是，也可以利用光电耦合器550以外的绝缘元件等来实现同样的功能。例如，也可以利用变压器等的磁力耦合元件、电容耦合元件、高耐压元件等来实现同样的功能。
另外，虽然在上述的实施例中，使用了各驱动IC522共用的单一的反馈信号用的通信线540，但是，反馈信号用的通信线540既可以针对每个驱动IC522而设置，也可以以针对各驱动IC522中的每预定个数(例如两个)而共用的方式设置。根据所述结构，虽然在成本方面较为不利，但是，能够降低由于同时产生来自各驱动IC522的反馈信号发送所导致的干扰。
符号说明
1电机驱动系统
10蓄电池
20DC/DC变换器
30逆变器
40行驶用电机
50半导体驱动装置
500控制部
510微型计算机
512驱动信号生成电路
514应急动作判定电路
520驱动IC部
522驱动IC
530栅极信号用的通信线
540反馈信号用的通信线
550光电耦合器
562低通滤波器

Claims (12)

1.一种电子装置，包括：
多个开关元件，其与电源连接；
多个固有信息保持部，其与所述多个开关元件对应地设置，并对所对应的开关元件的固有信息进行保持；
处理装置，其对所述多个开关元件进行控制；及
通信线，其被设置于所述多个固有信息保持部与所述处理装置之间，并使所述多个开关元件各自所涉及的固有信息从所述多个固有信息保持部被发送至所述处理装置。
2.如权利要求1所述的电子装置，其中，
所述多个固有信息保持部包括多个驱动电路，所述多个驱动电路与所述多个开关元件对应地设置，
所述处理装置经由所述多个驱动电路而对所述多个开关元件进行控制。
3.如权利要求2所述的电子装置，其中，
所述多个驱动电路各自包括对所对应的所述固有信息进行保持的存储部。
4.如权利要求1所述的电子装置，其中，
所述多个开关元件的各自所涉及的固有信息根据从所述处理装置被发送至所述多个固有信息保持部的信息而被设定。
5.如权利要求1至4中的任意一项所述的电子装置，其中，
所述固有信息与有关所对应的开关元件的异常的信息、以及表示所对应的开关元件的状态的信息中的至少任意一方一起被发送。
6.如权利要求1至5中的任意一项所述的电子装置，其中，
所述通信线为，相对于所述多个固有信息保持部而共用的单一的通信线。
7.如权利要求2以及6所述的电子装置，其中，
包含多个驱动信号通信线，所述多个驱动信号通信线被设置于所述多个驱动电路中的每一个与所述处理装置之间，并使用于驱动所述多个开关元件的各个驱动信号从所述处理装置被发送至所述多个驱动电路的每一个中，
所述多个驱动电路在经由所述多个驱动通信线而从所述处理装置接收了预定信号的情况下，发送所述固有信息。
8.如权利要求7所述的电子装置，其中，
所述预定信号为，以与所述多个开关元件的接通/断开切换用的载波周期相比而较短的周期而产生的信号。
9.如权利要求7所述的电子装置，其中，
所述预定信号为，具有与所述多个开关元件的接通/断开切换用的载波周期相比而较长的脉冲宽度的脉冲信号。
10.如权利要求2所述的电子装置，其中，
所述多个驱动电路经由电阻值各不相同的延迟电阻而连接有电源。
11.如权利要求6所述的电子装置，其中，
包括关断电路，所述关断电路经由低通滤波器而与所述单一的通信线连接，并用于在异常检测时使所述多个开关元件断开。
12.如权利要求11所述的电子装置，其中，
所述多个驱动电路各自在短路异常检测时使所述关断电路进行关断动作，并且在关断动作后于与预定的发送顺序相对应的不同的定时，将所述固有信息送出至所述单一的通信线上。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107650833A (zh) * 2016-07-25 2018-02-02 上海汽车集团股份有限公司 车辆直流/直流系统的控制电路及车辆
CN108475997A (zh) * 2015-12-10 2018-08-31 株式会社电装 信号传输电路
CN109757123A (zh) * 2016-09-29 2019-05-14 株式会社日立制作所 电力变换装置以及其状态记录方法
CN111509950A (zh) * 2019-01-31 2020-08-07 丰田自动车株式会社 电力变换装置
CN111775972A (zh) * 2020-06-21 2020-10-16 中车永济电机有限公司 高可靠性机车电传动系统及其控制方法
CN111775973A (zh) * 2020-06-21 2020-10-16 中车永济电机有限公司 机车供电系统及其控制方法
CN113381633A (zh) * 2020-02-24 2021-09-10 株洲中车时代电气股份有限公司 一种电动汽车电机控制器高压取电装置及电机控制器

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6486805B2 (ja) * 2015-09-25 2019-03-20 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体パワーモジュール及び電動機用駆動システム
JP6508026B2 (ja) * 2015-12-14 2019-05-08 株式会社デンソー コンバータ装置
JP6572814B2 (ja) * 2016-03-24 2019-09-11 株式会社デンソー 電力変換装置
JP6558298B2 (ja) * 2016-04-26 2019-08-14 株式会社デンソー 信号伝達回路、及び、信号伝達システム
US10144292B2 (en) * 2016-10-25 2018-12-04 Nio Usa, Inc. Sanity monitor for power module
JP6760046B2 (ja) * 2016-12-21 2020-09-23 トヨタ自動車株式会社 インバータの異常判定装置
US10611246B2 (en) * 2017-03-29 2020-04-07 Ford Global Technologies, Llc Gate driver with temperature compensated turn-off
JP7099312B2 (ja) * 2018-12-26 2022-07-12 株式会社デンソー スイッチの駆動装置
US11545971B2 (en) * 2019-12-17 2023-01-03 Analog Devices International Unlimited Company Aging protection techniques for power switches
JP7279694B2 (ja) * 2020-08-25 2023-05-23 トヨタ自動車株式会社 制御装置
CN117356005A (zh) * 2021-07-16 2024-01-05 株式会社日立制作所 电力转换装置和电力转换方法
US20230111154A1 (en) * 2021-10-08 2023-04-13 Semiconductor Components Industries, Llc Gate driver

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03204223A (ja) * 1989-12-29 1991-09-05 Nec Corp 半導体装置
US5900683A (en) * 1997-12-23 1999-05-04 Ford Global Technologies, Inc. Isolated gate driver for power switching device and method for carrying out same
JP2005033534A (ja) * 2003-07-14 2005-02-03 Fuji Electric Holdings Co Ltd 信号伝送方法
JP2005261104A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Hitachi Ltd インバータ装置
CN102195503A (zh) * 2010-03-11 2011-09-21 株式会社电装 用于电力转换系统的放电控制装置
WO2012077187A1 (ja) * 2010-12-07 2012-06-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04290334A (ja) 1991-03-19 1992-10-14 Fujitsu Ltd 冗長系切替装置
JP3077075B2 (ja) 1993-09-22 2000-08-14 株式会社日立製作所 電力変換装置
JP2000341974A (ja) * 1999-05-28 2000-12-08 Mitsubishi Electric Corp 車載用電力変換装置
JP4610380B2 (ja) * 2005-03-16 2011-01-12 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP2012257415A (ja) * 2011-06-10 2012-12-27 Honda Motor Co Ltd スイッチング電源回路および電動機の制御装置
US9030054B2 (en) * 2012-03-27 2015-05-12 Raytheon Company Adaptive gate drive control method and circuit for composite power switch
JP5867420B2 (ja) 2013-01-16 2016-02-24 マツダ株式会社 車両の前部車体構造
JP5790671B2 (ja) 2013-01-16 2015-10-07 株式会社デンソー 回路制御装置
JP5700062B2 (ja) 2013-03-22 2015-04-15 トヨタ自動車株式会社 電力変換システム
JP6128214B2 (ja) * 2013-06-24 2017-05-17 トヨタ自動車株式会社 電源装置
JP6086047B2 (ja) 2013-09-06 2017-03-01 トヨタ自動車株式会社 電力変換装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03204223A (ja) * 1989-12-29 1991-09-05 Nec Corp 半導体装置
US5900683A (en) * 1997-12-23 1999-05-04 Ford Global Technologies, Inc. Isolated gate driver for power switching device and method for carrying out same
JP2005033534A (ja) * 2003-07-14 2005-02-03 Fuji Electric Holdings Co Ltd 信号伝送方法
JP2005261104A (ja) * 2004-03-12 2005-09-22 Hitachi Ltd インバータ装置
CN102195503A (zh) * 2010-03-11 2011-09-21 株式会社电装 用于电力转换系统的放电控制装置
WO2012077187A1 (ja) * 2010-12-07 2012-06-14 日立オートモティブシステムズ株式会社 電力変換装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108475997A (zh) * 2015-12-10 2018-08-31 株式会社电装 信号传输电路
CN108475997B (zh) * 2015-12-10 2020-08-04 株式会社电装 信号传输电路
CN107650833B (zh) * 2016-07-25 2020-05-01 上海汽车集团股份有限公司 车辆直流/直流系统的控制电路及车辆
CN107650833A (zh) * 2016-07-25 2018-02-02 上海汽车集团股份有限公司 车辆直流/直流系统的控制电路及车辆
CN109757123A (zh) * 2016-09-29 2019-05-14 株式会社日立制作所 电力变换装置以及其状态记录方法
CN111509950A (zh) * 2019-01-31 2020-08-07 丰田自动车株式会社 电力变换装置
CN111509950B (zh) * 2019-01-31 2023-08-11 株式会社电装 电力变换装置
CN113381633A (zh) * 2020-02-24 2021-09-10 株洲中车时代电气股份有限公司 一种电动汽车电机控制器高压取电装置及电机控制器
CN113381633B (zh) * 2020-02-24 2023-09-22 株洲中车时代电气股份有限公司 一种电动汽车电机控制器高压取电装置及电机控制器
CN111775972A (zh) * 2020-06-21 2020-10-16 中车永济电机有限公司 高可靠性机车电传动系统及其控制方法
CN111775973B (zh) * 2020-06-21 2021-06-22 中车永济电机有限公司 机车供电系统及其控制方法
CN111775972B (zh) * 2020-06-21 2021-06-22 中车永济电机有限公司 高可靠性机车电传动系统及其控制方法
CN111775973A (zh) * 2020-06-21 2020-10-16 中车永济电机有限公司 机车供电系统及其控制方法

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