CN107820664A - 驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于一方面抑制因追加设置的绝缘元件的增加、另一方面进行检测功率半导体的过电流等异常的异常检测电路的诊断。本发明的驱动装置具备：激励电路(11)，其对功率半导体(6)输出门极信号；异常检测电路(12)，其检测功率半导体(6)的异常；以及诊断信号施加电路(14)，其对异常检测电路(12)施加诊断用信号，诊断信号施加电路(14)根据激励电路(11)所输出的门极信号来施加诊断用信号。

Description

驱动装置
技术领域
本发明涉及一种驱动装置。
背景技术
在混合动力汽车、电动汽车中搭载有逆变器装置等驱动装置以驱动马达。逆变器装置通过使功率半导体进行开关而将从电池供给的直流电流转换为交流电流，从而驱动马达。在以逆变器装置为首的驱动装置中搭载有异常检测电路，所述异常检测电路在内部电路发生了异常时会检测到该异常。例如为检测功率半导体中流通大电流这一情况的过电流检测电路、检测功率半导体异常发热这一情况的过热检测电路。
但是，在这些异常检测电路发生了故障时，无法检测驱动装置发生了异常这一情况，从而有无法再正常地控制马达等负荷之虞。因此，对异常检测电路也需要实施故障诊断。
作为以提供一种通过实现过电流检测单元的异常的诊断而能够避免该异常有可能引发的各种问题于未然的马达控制装置为课题的技术，有专利文献1。专利文献1中记载了如下内容“马达控制装置具有过电流检查部19，所述过电流检查部19用以在同步马达11未转动时将比过电流判断用基准电压Vref低的第1检查电压Vt1和该基准电压Vref以上的第2检查电压Vt2送出至过电流检测部18，在根据过电流检测部18的比较结果而判断来自该过电流检查部19的第1检查电压Vt1有过电流时，或者，在根据过电流检测部18的比较结果而判断来自过电流检查部19的第2检查电压Vt2无过电流时，判断过电流检测部18发生了异常”。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-279125号公报
发明内容
发明要解决的问题
在专利文献1中，对过电流检测部送出检查电压的过电流检查部是根据来自控制电路的控制信号而将检查电压施加至过电流检测部。但是，控制电路与过电流检查部有时需要电性绝缘，在从控制电路向过电流检测部传递信号时，必须经由例如光电耦合器、变压器这样的绝缘元件来传递信号。这种绝缘元件的单价比普通电路零件例如电阻、电容器、晶体管等高，因此存在过电流检查部的成本高这一问题。
本发明的目的在于一方面抑制因追加设置的绝缘元件的增加、另一方面进行检测功率半导体的过电流等异常的异常检测电路的诊断。
解决问题的技术手段
为了解决上述问题，本申请发明中的驱动装置的特征例如在于，具备：激励电路，其对功率半导体输出门极信号；异常检测电路，其检测所述功率半导体的异常；以及诊断信号施加电路，其对所述异常检测电路施加诊断用信号，所述诊断信号施加电路根据所述激励电路所输出的所述门极信号来施加所述诊断用信号。
发明的效果
根据本发明，由于诊断信号施加电路根据门极信号来施加诊断信号，因此无须为了对诊断电压施加电路输入控制信号而新设置绝缘元件即可进行异常检测电路的诊断。
附图说明
图1为表示第1实施方式中的驱动装置及外围电路的构成的图。
图2为表示第1实施方式中的功率半导体和驱动电路的构成的图。
图3为表示第1实施方式中的激励电源电路的内部构成的图。
图4为表示第1实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图的图。
图5为表示第2实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图的图。
图6为表示第3实施方式中的驱动装置及外围电路的构成的图。
图7为表示第3实施方式中的功率半导体和驱动电路的构成的图。
图8为表示第3实施方式中的激励电源电路的内部构成的图。
图9为表示第3实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图的图。
图10为表示第4实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图的图。
图11为表示第5实施方式中的驱动装置及外围电路的构成的图。
图12为表示第5实施方式中的功率半导体和驱动电路的构成的图。
图13为表示第5实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图的图。
图14为表示第6实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图的图。
具体实施方式
下面，参考附图，对本发明的驱动装置的实施方式进行说明。再者，各图中，对同一要素标记同一符号，并省略重复的说明。再者，在以下的说明中，将某一信号线的电压值为阈值以上这一情况记述为该信号为1。此外，将某一信号线的电压值不到阈值这一情况记述为该信号为0。再者，将信号判定为1时的阈值电压与将信号判定为0时的阈值电压并非必须相等。
(第1实施方式)
图1为表示第1实施方式中的驱动装置3及其外围电路的构成的图。驱动装置3对从外部电源1输入的电力进行转换并输出至负荷2，由此驱动负荷2。作为外部电源1，例如电池等较为适合。负荷2是驱动装置3使其驱动的对象负荷，例如可列举马达、螺线管、变压用变压器等。在本实施方式中，记载的是使用三相交流马达作为负荷2的情况的例子。
驱动装置3具有控制电路4、电流传感器5a～5c、功率半导体6a～6f以及驱动电路7a～7f。再者，由于本实施方式中是使用三相马达作为负荷2，因此驱动装置3具有6个功率半导体和6个驱动电路，但是，根据负荷的种类、电路构成的不同，所需要的功率半导体和驱动电路的个数会发生变化。
控制电路4在内部具有CPU(未图示)、RAM(未图示)、ROM(未图示)及通信电路(未图示)。该ROM可为能电重写的EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM(电可擦可编程序只读存储器))或快闪ROM。
控制电路4与驱动装置3外部的电子控制装置(未图示)进行通信，从其他电子控制装置接收负荷2的驱动命令。继而，根据该驱动命令和从电流传感器5a、5b、5c获得的电流值来进行负荷2的驱动控制。此外，在判断驱动装置3内部发生了故障的情况下，控制电路4对故障通知装置8输出故障检测信号。
电流传感器5a、5b、5c是用以检测流至负荷2的电流的传感器。电流传感器可对应于三相的3条输出线而设置3个，也可设为这以下的个数。
功率半导体6a～6f是根据来自驱动电路7a～7f的信号而进行开关动作的半导体元件，例如功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor(金属氧化物半导体场效应晶体管))、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor(绝缘栅双极晶体管))等较为适合。此外，功率半导体6a至6f具有感测端子。从该感测端子输出在功率半导体的漏极-源极间流通的电流的一定比例例如千分之一的电流。
驱动电路7a～7f接收从控制电路4输出的驱动信号22，切换功率半导体6a～6f的ON/OFF。此外，在内部具有检测功率半导体6a～6f的异常的异常检测电路。关于驱动电路的详细构成，将使用图2于后文叙述。
故障通知装置8接收来自控制电路4的故障检测信号，并向乘员通知故障的发生。作为故障的通知方法，例如可列举使灯点亮、产生警告音、利用语音进行通知等方法。
图2为表示本实施方式中的功率半导体6和驱动电路7的构成的图。再者，虽然驱动装置3具有6个功率半导体和6个驱动电路，但由于每一功率半导体和驱动电路的电路构成都是一样的，因此，图2中仅展示了功率半导体6a～6f中的任一功率半导体6和与功率半导体6相对应的驱动电路7的组合。
本实施方式的驱动电路7具有激励电源电路10、激励电路11、过电流检测电路12、过热检测电路13、诊断信号施加电路14、电阻15及温度感测元件16。激励电源电路10、激励电路11、过电流检测电路12以及过热检测电路13在内部电性绝缘。
再者，在本实施方式中，激励电源电路10处于驱动电路7内，但也可处于驱动电路7的外部。此外，也可为多个驱动电路7共享激励电源电路10。在本实施方式中，激励电路11、过电流检测电路12、过热检测电路13被分为不同电路，但也可将它们汇集成1个电路。此外，也可将激励电路11、过电流检测电路12、过热检测电路13、诊断信号施加电路14汇集成1个电路。
激励电源电路10是对激励电路11、诊断信号施加电路14、温度感测元件16供给激励电源电压18的电路。此外，激励电源电路10具有根据从控制电路4输出的电压切换信号21将激励电源电压18的电压值切换为平常值和高电压值两种的功能。关于该激励电源电路10的内部构成，将使用图3于后文叙述。
激励电路11是用以接收从控制电路4输出的驱动信号22并输出使功率半导体6进行开关的门极信号19的电路。此外，在从过电流检测电路12或过热检测电路13输出了门极关断信号25及26的情况下，还实施门极信号19的关断。
在本实施方式中，在驱动信号22为1时，激励电路11使门极信号19的电压值上升至激励电源电压18。此外，在驱动信号22为0时，激励电路11使门极信号19的电压值下降至源极电压17。此外，所谓门极信号的关断，是指使门极信号19的电压值下降至源极电压17。
在功率半导体6中流通一定以上的电流的情况下，过电流检测电路12判断为过电流而对控制电路4输出过电流检测信号23。此外，在过电流检测时，为了使功率半导体6变为OFF状态，对激励电路11输出门极关断信号25。再者，过电流检测电路12一旦检测到过电流，便将过电流检测信号23和门极关断信号25的输出保持一定时间。
该过电流检测是在过电流检测端子电压20相对于源极电压17而言大一定以上的情况下进行。其原因在于，在功率半导体6中流通的电流的一部分从感测端子流入至电阻15，因此，在功率半导体6中流通的电流值越大，过电流检测端子电压20与源极电压17之间的电位差就越大。
再者，在本实施方式中，是利用电阻15将从功率半导体6的感测端子输出的电流转换为电压、过电流检测电路12根据该电压来检测过电流状态，但也可使用其他电路构成来检测过电流。例如，也可在功率半导体6的源极侧设置分流电阻，过电流检测电路12根据该分流电阻的两端的电位差来判定是否为过电流状态。此外，也可为过电流检测电路12根据功率半导体6的集极-源极间的电位差来判定是否为过电流状态。
在功率半导体6达到一定以上的温度的情况下，过热检测电路13对控制电路4输出过热检测信号24。此外，在过热检测时，为了使功率半导体6变为OFF状态，对激励电路11输出门极关断信号26。再者，过热检测电路13一旦检测到过热状态，便将过热检测信号24的输出和门极关断信号26的输出保持一定时间。
该过热检测是在测定温度感测元件16的两端的电压而这两端的电位差为一定值以下的情况下进行。该温度感测元件16例如有二极管、热敏电阻。再者，本实施方式中的过热检测电路13是在温度感测元件16的两端的电位差为一定值以下的情况下判定为过热，但也可在温度感测元件16的两端的电位差为一定值以上的情况下判定为过热。
诊断信号施加电路14在内部具有齐纳二极管140、电阻141、电阻142及晶体管143。该诊断信号施加电路14是在门极信号19的电压值达到一定值以上时对过电流检测电路12施加诊断信号的电路。具体而言，在门极信号19的电压值与激励电源电压18的高电压值相等的情况下，电流流至齐纳二极管140及电阻141，基极电压144上升。当基极电压144的上升使得晶体管143变为ON状态时，过电流检测端子电压20变为激励电源电压18由电阻142和电阻15分压后的值。由此，以模拟方式形成过电流状态而使过电流检测电路12动作。再者，在本实施方式中，将诊断信号施加电路14对过电流检测端子电压20施加电压这一情况记述为施加诊断信号。
在门极信号19的电压值与激励电源电压18的平常值相等的情况或者与源极电压17相等的情况下，电流几乎不流至齐纳二极管140，晶体管143变为OFF状态。因此，诊断信号施加电路14不进行诊断信号的施加。
再者，为了诊断信号施加电路14进行上述动作，齐纳二极管140必须使用齐纳电压比激励电源电压18的平常值大、且比激励电源电压18的高电压值小的齐纳二极管。
图3为表示激励电源电路10的详细内部构成的图。
激励电源电路10是利用直流电源100来生成激励用电源电压18的电路，具有电压控制电路101、变压器102a至102c、开关用晶体管103、整流用二极管104及109、平滑用电容器105及110、分压电阻106a及106b、电压变化用电阻107以及电压变化用晶体管108。再者，可从外部电源1直接对直流电源100供给电源，也可利用其他电源电路(未图示)来制作将外部电源1升压或降压而得的电源，将该电源供给至直流电源100。
电压控制电路101是根据反馈电压112进行控制以使得激励电源电压18与源极电压17之间的电位差达到一定值的电路。在反馈电压112降低的情况下，电压控制电路101以反馈电压变为基准值的方式增大PWM(Pulse Width Modulation)信号111的占空比，使激励电源电压18及反馈电压112上升。在反馈电压112上升的情况下，电压控制电路101以反馈电压112变为基准值的方式减小PWM信号111的占空比，使激励电源电压18及反馈电压112降低。
变压器102a、102b、102c为变压用的变压器，变压器102a为一次侧变压器，变压器102b为激励电源电压18生成用的二次侧变压器，变压器102c为反馈电压112生成用的二次侧变压器。
开关用晶体管103是用以控制流至变压器102a的电流的晶体管，通过从电压控制电路101输出的PWM信号111来切换ON/OFF。整流用二极管104是用以对变压器102c中产生的电流进行整流的二极管。同样地，整流用二极管109是用以对变压器102b中产生的电流进行整流的二极管。
平滑电容器105是用以使变压器102c中产生的电压稳定化的电容器。同样地，平滑电容器110是用以使变压器102b中产生的电压稳定化的电容器。
分压电阻106a及106b是用以对变压器102c中产生的电压进行分压而生成反馈电压112的电阻。
电压变化用电阻107及电压变化用晶体管108是用以使激励电源电压18变化的元件。电压变化用晶体管108通过从控制电路4输入的电压切换信号21来切换ON/OFF。在本实施方式中，定义为在电压切换信号21为1时，电压变化用晶体管102变为ON状态，在电压切换信号21为0时，电压变化用晶体管102变为OFF状态。此外，电压变化用晶体管102为OFF状态的情况下的激励电源电压18为平常值，电压变化用晶体管102为ON状态的情况下的激励电源电压18为高电压值。
在电压变化用晶体管108为OFF的情况下，反馈电压112是按照分压电阻106a与106b的分压比而生成。当电压变化用晶体管108变为ON时，电压变化用电阻107变成与分压电阻106b并联，因此，与电压变化用晶体管108为OFF的情况相比，分压比变小，使得反馈电压112也变小。当反馈电压112变小时，电压控制电路101增大PWM信号111的占空比以将反馈电压112保持固定。因此，在电压变化用晶体管108为ON的情况下，与为OFF的情况相比，激励电源电压18上升。
图4为表示本实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图。该诊断处理是在负荷2未驱动也就是电流未流至负荷2的状态时由控制电路4在任意时刻实施。例如，可在从驱动装置3启动起到进行负荷2的驱动为止期间实施，也可在负荷2未驱动的情况下每经过一定时间实施一次。
在步骤S100中，控制电路4将针对所有驱动电路7的驱动信号22都设为0。在过电流检测电路12的诊断中，与该过电流检测电路12连接在一起的功率半导体6变为ON。若未与诊断对象过电流检测电路12连接的功率半导体6也变成ON，则有可能在诊断中电流流至负荷2而导致驱动。此外，还有可能上下一对功率半导体6都变为ON而流通大电流。所谓上下一对，是指功率半导体6a与功率半导体6d、功率半导体6b与功率半导体6e、功率半导体6c与功率半导体6f各自的组合。为了防止这种问题的发生，在将驱动信号22都设为0而使所有功率半导体6都变为OFF之后实施诊断。
在步骤S101中，控制电路4选择要实施诊断的过电流检测电路12和具有该过电流检测电路12的驱动电路7。在步骤S102中，控制电路4将针对步骤S101中选择的驱动电路7的电压切换信号21从0变更为1。由此，对象驱动电路7内部的激励电源电压18变为高电压值。
在步骤S103中，控制电路4将针对对象驱动电路7的驱动信号22从0变更为1。由此，对象驱动电路7内部的激励电路11使门极信号19上升至激励电源电压18。由于门极信号19的电压上升到了激励电源电压18的高电压值，因此诊断信号施加电路14使过电流检测端子电压20上升。由此，过电流检测电路12进行动作。
在步骤S104中，控制电路4判定是否从对象驱动电路7输出了过电流检测信号23。在输出了过电流检测信号23的情况下，控制电路4判断诊断对象过电流检测电路12在正常动作，转移至步骤S106的处理。在未输出过电流检测信号23的情况下，控制电路4判断诊断对象过电流检测电路12发生了故障，转移至步骤S105的处理。
在步骤S105中，控制电路4对故障通知装置8输出故障检测信号。故障通知装置8接收到故障检测信号而动作，向乘员通知故障。
在步骤S106中，控制电路4将针对对象驱动电路7的驱动信号22从1变更为0。由此，对象驱动电路7内部的激励电路11使门极信号19降低至源极电压17。
在步骤S107中，控制电路4将针对对象驱动电路7的电压切换信号21从1变更为0。由此，对象驱动电路7内部的激励电源电压18变为平常值。
在步骤S108中，控制电路4判定是否已完成所有过电流检测电路12的诊断。在有未实施诊断的过电流检测电路12的情况下，返回至步骤S101，对尚未实施诊断的过电流检测电路12进行诊断。在已完成所有过电流检测电路12的诊断的情况下，控制电路4结束诊断处理。
如上所述，根据本实施方式，控制电路4在进行过电流检测电路12的诊断时，使用电压切换信号21及驱动信号22而使门极信号19的电压上升，由此使诊断电压施加电路14动作。诊断电压施加电路14根据门极信号19的电压值来决定是否对过电流检测电路12施加诊断信号。由此，无须从控制电路4对诊断信号施加电路14传递诊断用的信号，从而也无须为了信号传递而追加绝缘元件。因此，能以低成本实现过电流检测电路12的诊断。
此外，通过在过电流检测电路12的诊断时和负荷2的驱动时使激励电源电压18变化，防止了如下情况：在控制电路4正在驱动负荷2期间诊断信号施加电路14施加诊断信号，由此妨碍负荷2的驱动。
(第2实施方式)
在本实施方式中，展示除了能够诊断异常检测电路可以正常输出异常检测信号这一情况、还能诊断可以正常关断门极信号这一情况的驱动装置的例子。本实施方式中的驱动装置及其外围电路的构成与第1实施方式相同，因此省略说明。同样地，本实施方式中的功率半导体及驱动电路的构成、激励电源电路的内部构成也与第1实施方式相同，因此省略说明。
图5为表示本实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图的图。与第1实施方式一样，该故障诊断处理也是在负荷2未驱动的状态时由控制电路4在任意时刻实施。
图5中的步骤S100至步骤S108的处理与第1实施方式相同，因此省略说明。图5中，在步骤S104的处理之后追加有步骤S109的处理。
在步骤S109中，控制电路4判定从步骤S104中开始输出过电流检测信号23起经过阈值1的时间之后是否不再输出过电流检测信号23。在经过阈值1的时间之后不再输出过电流检测信号23的情况下，控制电路4转移至步骤S106的处理。在经过阈值1的时间之后还继续输出过电流检测信号23的情况下，控制电路4转移至步骤S105的处理。再者，该阈值1的时间是比过电流检测电路12保持过电流检测信号23的输出的时间长的时间。
在诊断信号施加电路14对过电流检测电路12施加了诊断信号时，若过电流检测信号12及激励电路11正常动作，则门极信号19会被关断，门极信号19的电压值会降低至源极电压17。于是，诊断信号施加电路14停止对过电流检测电路12施加诊断信号，因此过电流检测电路12不再检测过电流状态。因此，过电流检测电路12在以输出状态将过电流检测信号23保持一定时间之后，停止过电流检测信号23的输出。
若在过电流检测信号12或激励电路11发生故障而导致门极信号19没有正常关断的情况下，则诊断信号施加电路14会对过电流检测电路12继续施加诊断信号。由此，会继续维持模拟性过电流状态，因此，过电流检测电路12在本来的输出保持时间以上的期间内继续输出过电流检测信号23。因此，通过过电流检测电路12是否在本来的输出保持时间以上的期间内输出过电流检测信号23，能够判定门极信号19是否已正常关断。
(第3实施方式)
在本实施方式中，展示能够在不同于第1实施方式的另一电路构成下以低成本诊断异常检测电路可以正常输出异常检测信号这一情况的驱动装置的例子。
图6为表示本实施方式中的驱动装置及外围电路的构成的图。驱动装置30具有与第1实施方式中的驱动装置3所具有的驱动电路7a至7f不一样的驱动电路31a至31f。此外，在驱动装置30中的控制电路4与驱动电路31a至31f之间未连接有电压切换信号21。这以外的构成与第1实施方式相同，因此省略说明。
图7为表示本实施方式中的功率半导体6和驱动电路31的构成的图。驱动电路31表示图6中的驱动电路31a至31f中的任一个。该驱动电路31具有与第1实施方式中的驱动电路7所具有的激励电源电路10不一样的激励电源电路32。此外，驱动电路31具有与第1实施方式中的驱动电路7所具有的诊断信号施加电路14不一样的诊断信号施加电路33。
诊断信号施加电路33具有二极管145及147、电阻146及148、以及电容器149代替图2中的齐纳二极管140、电阻141。
该诊断信号施加电路33进行如下动作：在门极信号19的电压值与激励电源电压18相等的情况下，经由二极管147及电阻148使电容器149充电，从而使基极电压144上升。此外，在门极信号19的电压值与源极电压17相等的情况下，经由二极管145及电阻146使电容器149放电，从而使基极电压144降低。当基极电压144超过一定的电压值(晶体管143的ON阈值)时，晶体管143变为ON，与第1实施方式一样，对过电流检测电路12进行诊断信号的施加。
电容器149的充电速度取决于电阻148的电阻值，电阻值越大，充电速度越慢。此外，电容器149的放电速度取决于电阻146的电阻值，电阻值越大，放电速度越慢。在控制电路4正在驱动负荷2时，电容器149也根据门极信号19的电压值而反复充电和放电。但是，若在负荷2的驱动中诊断信号施加电路33进行诊断信号的施加动作，则会妨碍控制动作。因此，必须以在负荷2的驱动控制中诊断电压施加电路33不进行诊断信号的施加动作的方式、根据控制中门极信号19的电压值与激励电源电压18相等的时间以及控制中门极信号19的电压值与源极电压17相等的时间来规定电阻146及电阻148的电阻值。
图8为表示本实施方式中的激励电源电路的内部构成的图。图8所示的激励电源电路31与激励电源电路10不一样，没有电压变化用电阻101及电压变化用晶体管102。
图9为本实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图。在图9的处理中，在步骤S103的处理之后，控制电路4进行步骤S110的处理。在步骤S110中，控制电路4确认从步骤S103中将驱动信号22变更为1起经过了阈值2的时间时是否从驱动电路30输出有过电流检测信号23。在输出有过电流检测电路23的情况下，控制电路4判定过电流检测电路12在正常动作，转移至步骤S106的处理。在未输出过电流检测电路23的情况下，控制电路4判定过电流检测电路12发生了故障，进行步骤S105的处理。
再者，在步骤S109中，等待经过阈值2的时间的原因在于，若电容器149未充分得到充电，则诊断信号施加电路33不会施加诊断信号。因此，该阈值2的时间需要设定得比从驱动信号22变为1的状态起到电容器149得到充电而晶体管143变为ON状态为止的时间长。
根据本实施方式，控制电路4在进行过电流检测电路12的诊断时，通过在电容器149的充电时间以上的期间内将驱动信号22设为1而使诊断电压施加电路33动作。诊断电压施加电路33通过电容器149的充电状态、也就是门极信号19的电压值是否维持了一定时间以上的与激励电源电压18相等的状态来决定是否对过电流检测电路12施加诊断信号。由此，无需从控制电路4对诊断信号施加电路33传递诊断用的信号，从而也无需为了信号传递而追加绝缘元件。因此，能以低成本实现过电流检测电路12的诊断。
再者，本实施方式中的诊断信号施加电路33为在电容器149充电到了某一阈值以上时施加诊断信号的构成。此外，在过电流检测电路12的诊断处理中，也依旧以1的状态将驱动信号22维持一定时间以上，由此使诊断信号施加电路33动作。但这只是一例，也能以在电容器149放电到了某一阈值以下时施加诊断信号的方式构成诊断信号施加电路33。此外，也能根据诊断信号施加电路33的构成变更来变更过电流检测电路12的诊断处理。
(第4实施方式)
在本实施方式中，展示在第3实施方式的构成下除了能够诊断异常检测电路可以正常输出异常检测信号这一情况以外、还能诊断可以正常关断门极信号这一情况的驱动装置的例子。本实施方式中的驱动装置及其外围电路的构成与第3实施方式相同，因此省略说明。同样地，本实施方式中的功率半导体及驱动电路的构成、激励电源电路的内部构成也与第3实施方式相同，因此省略说明。
图10为表示本实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图的图。图10的流程图中的各处理是在图9的流程图的步骤S110处理之后加入有图6的步骤S109处理，除此以外与图9所示的处理相同，因此省略各处理内容的说明。
根据本实施方式，在第3实施方式的构成下也能像第2实施方式中说明过的那样诊断门极信号19被正常关断这一情况。
此外，在第2实施方式的构成的情况下，在过电流检测电路12的诊断中将驱动信号22设为1，因此，当解除门极信号19的关断时，诊断信号施加电路12会立刻再次施加诊断信号。因此，难以检测到步骤S109中的过电流检测信号23的输出停止，即便门极信号19已被正常关断，也可能判定过电流检测电路12或激励电路11发生了故障。
本实施方式中的诊断信号施加电路33只要电容器149未充电到晶体管143的ON阈值以上便不会施加诊断信号，因此，从门极信号19的关断被解除起到经过该充电时间为止的期间，过电流检测信号23的输出停止。因此，与第2实施方式的情况相比，容易检测到步骤S109中的过电流检测信号23的输出停止，从而能够防止上述那样的故障的误判定。
此外，在第3实施方式中，叙述了也能以在电容器149被放电到了阈值以下的情况下施加诊断信号的方式构成诊断信号施加电路33，但为了判定门极信号19被正常关断这一情况，在门极信号19与源极电压17相等的状态已持续一定时间以上的情况下，必须停止诊断信号的施加。因此，在以在电容器149被放电到了阈值以下的情况下施加诊断信号的方式构成诊断信号施加电路33的情况下，无法通过该诊断方法来判定门极信号19已被正常关断这一情况。
(第5实施方式)
在本实施方式中，展示能在不同于第1实施方式及第3实施方式的另一电路构成下以低成本诊断异常检测电路可以正常输出异常检测信号这一情况的驱动装置的例子。
图11为表示本实施方式中的驱动装置及外围电路的构成的图。驱动装置40具有与第3实施方式中的驱动装置30所具有的驱动电路31a至31f不一样的驱动电路41a至41f。该驱动电路41a至41f利用线路50而在驱动电路间将连接至功率半导体6a至6f的门极信号相互连接在一起。
图12为表示本实施方式中的功率半导体和驱动电路的构成的图。驱动电路41表示图11中的驱动电路41a至41f中的任一个。该驱动电路41具有与第3实施方式中的驱动电路31所具有的诊断信号施加电路33不一样的诊断信号施加电路42。此外，来自其他驱动电路的门极信号51被输入至驱动电路41，并对其他驱动电路输出门极信号19。
诊断信号施加电路42具有逻辑门150代替图2中的齐纳二极管140、电阻141。在门极信号19与其他驱动电路的门极信号51为特定组合的情况下，该诊断信号施加电路42使晶体管143变为ON状态，对过电流检测电路12进行诊断信号的施加。在本实施方式中，在门极信号19的电压值为阈值电压以上、所有门极信号51的电压值都不到阈值电压时，逻辑门150使晶体管143变为ON状态。该阈值电压由源极电压17和逻辑门150的构成决定。
再者，较理想为对门极信号19及门极信号51的特定组合选择平常控制中不可能发生的组合，以使得在控制电路4正在驱动负荷2时诊断信号施加电路44不施加诊断信号。通常，上下一对功率半导体中的一方为ON状态时另一方为OFF状态。因此，考虑与诊断对象过电流检测电路12连接的功率半导体6的门极信号19使功率半导体变为ON状态、这以外的门极信号51使功率半导体变为OFF状态的情况作为上述特定组合之一。除此以外，考虑将门极信号19及门极信号51使所有功率半导体都变为OFF状态的情况也设为上述特定组合。
再者，在本实施方式中，逻辑门150是由或非门(NOR gate)和与门(AND gate)构成，但也可根据上述特定组合而由其他逻辑门构成。此外，逻辑门150也可由二极管、晶体管等构成，也可为1个或多个集成电路。
图13为表示本实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图的图。本实施方式中的诊断流程图是从第1实施方式的诊断流程图中去掉步骤S102及步骤S107而得，因此省略对各个处理的说明。
在本实施方式中，诊断信号施加电路42通过驱动电路6a至6f的各门极信号是否已变为特定组合来决定是否对过电流检测电路12施加诊断信号。由此，无须从控制电路4对诊断信号施加电路42传递诊断用的信号，从而也无须为了信号传递而追加绝缘元件。因此，能以低成本实现过电流检测电路12的诊断。
再者，在本实施方式中，是使门极信号在驱动电路41a至41f之间相互连接在一起，但是，例如也可使门极信号仅在上侧的驱动电路(41a、41b、41c)之间相互连接。此外，也可使门极信号仅在下侧的驱动电路(41d、41e、41f)之间相互连接。
(第6实施方式)
在本实施方式中，展示在第5实施方式的构成中除了能够诊断异常检测电路可以正常输出异常检测信号这一情况以外、还能诊断可以正常关断门极信号这一情况的驱动装置的例子。本实施方式中的驱动装置及其外围电路的构成与第5实施方式相同，因此省略说明。同样地，本实施方式中的功率半导体及驱动电路的构成、激励电源电路的内部构成也与第5实施方式相同，因此省略说明。
图14为表示本实施方式中的过电流检测电路的诊断处理的流程图的图。本实施方式中的诊断流程图是从第2实施方式的诊断流程图中去掉步骤S102及步骤S107而得，因此省略对各个处理的说明。
再者，在第5实施方式中，关于诊断信号施加电路42施加诊断信号时的门极信号的特定组合，以功率半导体6a至6f均变为OFF这样的门极信号的组合为例进行了叙述。但是，为了确认门极信号的关断，至少与诊断对象过电流检测电路12连接的功率半导体6的门极信号19必须为与激励电源电压18相等的状态、也就是使功率半导体6变为ON的状态。
根据本实施方式，在第5实施方式的构成中也能像第2实施方式中说明过的那样诊断门极信号19被正常关断这一情况。
再者，在上述第1～第6实施方式中，异常检测电路方面展示了以过电流检测电路12为对象的情况的例子，但也能将同样的诊断方法运用于过热检测电路13。
此外，本发明包含各种变形例，并不限定于上述实施方式。例如，上述实施方式是为了以易于理解的方式说明本发明而作的详细说明，并非一定限定于具备说明过的所有构成。此外，可以将某一实施方式的构成的一部分替换为其他实施方式的构成，此外，也可以对某一实施方式的构成加入其他实施方式的构成。此外，可以对各实施方式的构成的一部分进行其他构成的追加、删除、替换。此外，上述各构成、功能、处理部、处理方法等例如也可通过利用集成电路进行设计等而以硬件来实现它们的一部分或全部。此外，也可通过由处理器解释并执行实现各功能的程序而以软件来实现上述各构成、功能等。实现各功能的程序、表格、文件等信息可以置于存储器、硬盘、SSD(Solid State Drive)等记录装置、或者IC卡、SD卡、DVD等记录介质中。
符号说明
1外部电源(电池)、2负荷(三相交流马达)、3驱动装置、4控制电路、5电流传感器、6功率半导体、7驱动电路、8故障通知装置、10激励电源电路、11激励电路、12过电流检测电路、13过热检测电路、14诊断信号施加电路、15电阻、16温度感测元件、17源极电压、18激励电源电压、19门极信号、20过电流检测端子电压、21电压切换信号、22驱动信号、23过电流检测信号、24过热检测信号、30驱动装置、31驱动电路、32激励电源电路、33诊断信号施加电路、40驱动装置、41驱动电路、42诊断信号施加电路、50线路、51门极信号、100直流电源、101电压控制电路、102变压器、103开关用晶体管、104整流用二极管、105平滑用电容器、106分压电阻、107电压变用电阻、108电压变化用晶体管、109整流用二极管、110平滑用电容器、111PWM信号、112反馈电压、140齐纳二极管、141电阻、142电阻、143电阻、145二极管、146电阻、147二极管、148电阻、149电容器、150逻辑门。

Claims (10)

1.一种驱动装置，其特征在于，具备：激励电路，其对功率半导体输出门极信号；异常检测电路，其检测所述功率半导体的异常；以及诊断信号施加电路，其对所述异常检测电路施加诊断用信号，
所述诊断信号施加电路根据所述激励电路所输出的所述门极信号，来施加所述诊断用信号。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，
所述诊断信号施加电路在所述激励电路所输出的所述门极信号的电压值超过规定阈值时施加所述诊断用信号。
3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，
所述诊断信号施加电路在所述激励电路所输出的所述门极信号的电压值在规定时间以上的期间内不变化时施加所述诊断用信号。
4.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，
所述激励电路对应于多个功率半导体的每一个而设置有多个，
所述诊断信号施加电路在多个所述激励电路所输出的多个所述门极信号为规定组合时施加所述诊断用信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动装置，其特征在于，
所述异常检测电路具有在检测到所述功率半导体的异常时对所述控制电路输出异常检测信号的功能，
在所述诊断信号施加电路对所述异常检测电路施加了所述诊断用信号时，在所述异常检测电路未输出所述异常检测信号的情况下，所述控制电路判定所述异常检测电路发生了故障。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的驱动装置，其特征在于，
所述异常检测电路具有在检测到所述功率半导体的异常时对所述控制电路输出异常检测信号、而且对所述激励电路输出门极关断信号的功能，
所述激励电路根据所述异常检测电路所输出的所述门极关断信号，来中止所述门极信号的输出。
7.根据权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，
在所述控制电路以驱动状态维持所述驱动信号时，在所述异常检测电路在规定时间以上的期间内继续输出所述异常检测信号的情况下，所述控制电路判定所述激励电路或所述异常检测电路中的任一方发生了故障。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的驱动装置，其特征在于，
所述异常检测电路在检测到超过规定电压值的电位差时检测所述功率半导体的异常，
所述诊断信号施加电路根据所述激励电路所输出的所述门极信号来输出诊断用电压。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的驱动装置，其特征在于，
所述异常检测电路是检测所述功率半导体中流通规定电流值以上的电流这一情况的过电流检测电路。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的驱动装置，其特征在于，
所述异常检测电路是检测所述功率半导体的温度达到规定温度以上这一情况的过热检测电路。
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