CN109756012A - 过电流判断装置和使用该过电流判断装置的驱动单元 - Google Patents

过电流判断装置和使用该过电流判断装置的驱动单元 Download PDF

Info

Publication number
CN109756012A
CN109756012A CN201811310887.9A CN201811310887A CN109756012A CN 109756012 A CN109756012 A CN 109756012A CN 201811310887 A CN201811310887 A CN 201811310887A CN 109756012 A CN109756012 A CN 109756012A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switch element
voltage
temperature
terminal
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811310887.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109756012B (zh
Inventor
村穗智之
近藤洋平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of CN109756012A publication Critical patent/CN109756012A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109756012B publication Critical patent/CN109756012B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0812—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
    • H03K17/08128—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit in composite switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0812—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the control circuit
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3277—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/085—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current making use of a thermal sensor, e.g. thermistor, heated by the excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for dc applications
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/06—Modifications for ensuring a fully conducting state
    • H03K17/063—Modifications for ensuring a fully conducting state in field-effect transistor switches
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/14—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/40—Testing power supplies
    • G01R31/42—AC power supplies
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
    • H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

在过电流判断装置中，温度获取器获取指示开关元件的温度的温度参数作为温度测量值。当温度测量值为第一温度时，判断电压具有第一电压值。设定器在判断为温度测量值高于第一温度的第二温度时，将判断电压设定为第二电压值。第二电压值是低于第一电压值且高于第二温度中的开关元件的米勒电压的值。

Description

过电流判断装置和使用该过电流判断装置的驱动单元
技术领域
本公开涉及用于判断过电流是否在开关元件的一对主端子之间流动的过电流判断装置，并且还涉及使用至少一个该过电流判断装置的驱动单元。
背景技术
为了保护诸如IGBT之类的开关元件免受过电流的影响，常规的过电流判断装置构造成：
(1)判断开关元件的断开闭合控制端子、即通路断路控制端子处的电压在预定的判断周期内是否超过预定的判断电压；
(2)当判断为开关元件的断开闭合控制端子处的电压在预定判断周期内超过预定的判断电压时，判断为过电流在开关元件的一对主端子之间流动。
日本专利申请公布第2015-19554号中，公开了这些常规的过电流判断装置的实例。判断电压被设定为高于开关元件的预定的米勒电压(Miller voltage)，并且被设定为低于断开闭合控制端子处的电压的上限。另外，判断周期被设定为位于参照周期内，该参照周期是：当开关元件的一对主端子之间没有过电流流动时，开关元件的断开闭合控制端子处的电压从该断开闭合控制端子闭合开始直到达到判断电压的周期。
发明内容
对于这种过电流判断装置，用户具有如下日益增长的要求，需要更早地判断出过电流是否流过开关元件。这是因为过电流判断的延迟可能增加完成过电流判断之前在开关元件的主端子之间流动的过电流的累积量。
鉴于上述情况，本公开的第一方面旨在提供过电流判断装置，每个上述过电流判断装置均能够解决上述问题。
具体而言，本公开第二方面的目的在于提供这种过电流判断装置，每个过电流判断装置能够更早地对过电流是否流过开关元件进行判断。
本公开第三方面的目的在于提供驱动单元，每个驱动单元包括至少一个根据第二方面的过电流判断装置。
根据本公开的第一示例性方面，提供了一种能应用于开关电路的过电流判断装置。所述开关电路包括：开关元件，所述开关元件具有第一主端子和第二主端子及断开闭合控制端子；以及充电单元，所述充电单元构造成向所述开关元件的所述断开闭合控制端子供给电荷，从而对所述断开闭合控制端子充电。过电流判断装置构造成执行过电流判断程序，以基于是否满足预定条件，来判断过电流是否流过所述开关元件的成对的第一主端子和第二主端子，其中，所述预定条件是所述开关元件的所述断开闭合控制端子处的端子电压高于判断电压。所述过电流判断装置包括温度获取器，所述温度获取器构造成获取指示所述开关元件的温度的温度参数作为温度测量值。当所述温度测量值为第一温度时，所述判断电压具有第一电压值。所述过电流判断装置包括设定器，所述设定器构造成在判断出所述温度测量值为高于所述第一温度的第二温度时，将所述判断电压设定为第二电压值。所述第二电压值是低于所述第一电压值且高于所述第二温度中的所述开关元件的米勒电压的值。
根据第一示例性方面的过电流判断装置构造成在判断出所述温度测量值为高于所述第一温度的预定第二温度时，将所述判断电压设定为所述第二电压值。所述第二电压值是低于所述第一电压值且高于所述第二温度中的所述开关元件的所述米勒电压的值。这使得使用第二温度中的第二电压值对过电流是否流过开关元件进行判断所需的判断周期能够比使用第一温度中的第一电压值对过电流是否流过开关元件进行判断所需的判断周期短。
相反，若判断电压被设定为与开关元件的温度无关的恒定值，则可以基于第一温度中的米勒电压的值将判断电压的值设定得更高。这可能导致判断周期与开关元件的温度测量值无关而更长。
也就是说，由于根据第一示例性方面的过电流判断装置的上述构造能使判断周期更短，因此，能够更早地对过电流是否流过开关元件进行判断。
根据本公开的第二示例性方面，提供了一种能应用于开关电路的过电流判断装置。所述开关电路包括彼此并联连接的至少第一开关元件和第二开关元件。所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个所述开关元件具有第一主端子和第二主端子及断开闭合控制端子。所述开关电路包括充电单元，所述充电单元构造成向所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的所述断开闭合控制端子供给电荷，从而对所述断开闭合控制端子充电。所述过电流判断装置构造成执行过电流判断程序，以基于是否满足预定条件，来对过电流是否流过所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的成对的第一主端子和第二主端子，其中，所述预定条件是所述至少第一开关元件和第二开关元件中的对应的开关元件的所述断开闭合控制端子处的端子电压高于判断电压。
所述过电流判断装置包括温度获取器，所述温度获取器构造成获取分别指示所述至少第一开关元件和第二开关元件的温度的至少第一温度参数和第二温度参数。所述至少第一温度参数和第二温度参数分别被称为至少第一温度测量值和第二温度测量值。
所述过电流判断装置包括设定器，所述设定器具有相关数据，所述相关数据指示所述判断电压与所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的每个温度测量值之间的关系，使得所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的每个温度测量值越高，所述判断电压越低。
设定器构造成将所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的判断电压的值共同设定为相关数据的选定值，所述选定值对应于所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的最低值。
根据第二示例性方面的过电流判断装置包括设定器，所述设定器具有相关数据，所述相关数据指示所述判断电压与所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的每个温度测量值之间的关系，使得所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的每个温度测量值越高，所述判断电压越低。
设定器构造成将所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的判断电压的值共同设定为相关数据的选定值，所述选定值对应于所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的最低值。
上述构造使得至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的判断周期能够更短，使得能够更早地对过电流是否流过至少第一开关元件和第二开关元件中的至少一个开关元件进行判断。
特别地，根据第二示例性方面的过电流判断装置构造成使得判断电压的值被设定为与至少第一温度测量值和第二温度测量值中的最低值相对应的最高值。若判断电压的值被设定为与除了至少第一温度测量值和第二温度测量值中的最低值之外的温度测量值相对应的更低的电压值，则判断电压的值可能低于与最低值相对应的所述至少第一开关元件和第二开关元件中的选定开关元件的米勒电压值。因此，这可能导致尽管实际上没有过电流流过至少第一开关元件和第二开关元件中的选定开关元件，但过电流判断装置会错误地判断为过电流流过至少第一开关元件和第二开关元件中的选定开关元件。
反之，根据第二示例性方面的过电流判断装置的上述构造使得能够将至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的判断电压的值设定为选定值，该选定值对应于至少第一温度测量值和第二温度测量值中的最低值。因此，上述构造防止过电流判断装置错误地判断为过电流流过至少第一开关元件和第二开关元件中的选定开关元件。
根据本公开的第三示例性方面，提供了一种包括开关电路的驱动单元。所述开关电路包括：开关元件，所述开关元件具有第一主端子和第二主端子及断开闭合控制端子；以及充电单元，所述充电单元构造成向所述开关元件的所述断开闭合控制端子供给电荷，从而对所述断开闭合控制端子充电。所述驱动单元包括驱动控制器，所述驱动控制器构造成：
(1)执行过电流判断程序，以基于是否满足预定条件，来判断过电流是否流过所述开关元件的成对的第一主端子和第二主端子，其中，所述预定条件是所述元件的所述断开闭合控制端子处的端子电压高于判断电压；
(2)获取指示所述开关元件的温度的温度参数作为温度测量值，当所述温度测量值为第一温度时，所述判断电压具有第一电压值；以及
(3)在判断出所述温度测量值为高于所述第一温度的第二温度时，将所述判断电压设定为第二电压值，所述第二电压值是低于所述第一电压值且高于所述第二温度中的所述开关元件的米勒电压的值。
根据第三示例性方面的驱动单元，可获取与根据第一示例性方面的过电流判断装置所获取的优点相同的优点。
附图说明
参照附图，本公开的其它方面将从实施方式的以下描述中变得明确，其中：
图1是示意地示出根据本发明第一实施方式的用于电动发电机的控制系统的整体构造的电路图；
图2是示意地示出图1所示控制系统的每个驱动单元的结构实例的电路图；
图3是示意地示出图1所示的控制系统的每个驱动单元所实施的过电流判断程序的实例的流程图；
图4是示意地示出以下实例的图表：
(1)开关元件的温度与栅极判断电压之间的关系的实例
(2)根据第一实施方式的开关元件的温度与米勒电压之间的关系的实例；
图5A至图5D是示意地示出在正常条件下没有过电流流过目标开关元件时由驱动控制器执行的过电流判断程序的实例的联合时序图；
图6A至图6D是示意地示出在异常条件下过电流流过目标开关元件时由驱动控制器执行的过电流判断程序的实例的联合时序图；
图7是示意地示出根据本公开第二实施方式的每个驱动单元的结构实例的电路图；
图8是示意地示出由根据第二实施方式的每个驱动单元执行的过电流判断程序的实例的流程图；
图9是示意地示出根据本公开第三实施方式的每个驱动单元的结构实例的电路图；
图10是示意地示出由根据第三实施方式的每个驱动单元执行的过电流判断程序的实例的流程图；
图11是示意地示出以下实例的图表：
(1)开关元件的温度与栅极判断电压之间的关系的实例
(2)根据第三实施方式的开关元件的温度与米勒电压之间的关系的实例；
图12是示意地示出根据本公开第四实施方式的每个驱动单元的结构实例的电路图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的各实施方式进行描述。在实施方式中，为了避免冗余的描述，在描述中省略或简化了各实施方式之间相同的部分，对该相同的部分标注相同的附图标记。
第一实施方式
参照图1，根据第一实施方式示出了作为旋转机器实例的三相电动发电机，简称为“电动发电机”10，其安装在例如混合动力车辆或电动车辆中以作为其主发动机。电动发电机10机械联接到混合动力车辆或电动车辆的驱动轮(未示出)。
例如，使用无刷直流电动机，即三相永磁SM(同步电动机)作为电动发电机10。
电动发电机10例如包括：转子，该转子具有磁场；以及定子，该定子具有三相绕组，即U相绕组、V相绕组和W相绕组。包括永磁体的电动发电机10的转子基于转子的永磁体磁场与在三相绕组通电时由三相绕组产生的旋转磁场之间的磁相互作用而旋转。例如，三相绕组(U相绕组、V相绕组和W相绕组)各自具有连接到例如星形构造中的共用结点(中性点)的第一端。
在图1中，还示出了用于控制电动发电机10的控制系统100。控制系统100配备有逆变器11、高压电池12、驱动单元即驱动器或DU、控制器14、低压电池16以及接口18。
高压电池12经由逆变器11电连接到电动发电机10。高压电池12的两端具有等于或高于100V的端子电压。可使用锂离子蓄电池或镍氢蓄电池作高压电池12。
逆变器11被设计成三相逆变器。逆变器11包括三对串联连接的高侧(上臂)开关元件SUp、SVp、SWp和低侧(下臂)开关元件SUn、SVn、SWn。逆变器11还包括飞轮二极管DUp、DUn、DVp、DVn、DWp、DWn，它们反向并联电连接到对应的开关元件SUp、SUn、SVp、SVn、SWp、SWn。
在第一实施方式中，使用诸如IGBT之类的压控半导体开关元件作为各个开关元件S*#(*＝U、V、W，#＝p、n)。
当功率MOSFET用作开关元件S*#(*＝U、V、W，#＝p、n)时，功率MOSFET的本征二极管可用作飞轮二极管，从而去除了飞轮二极管。
每个开关元件S*#具有成对的输出端子、即IGBT的射极和输入端子、即IGBT的集电极，成对的输出端子和输入端子对应于对应的开关元件的成对的主端子。具体而言，每个开关元件(IGBT)的集电极对应于开关元件的成对的主端子中的第一主端子，而每个开关元件(IGBT)的射极对应于开关元件的成对的主端子中的第二主端子。
将每个开关元件S*#的断开闭合控制端子、诸如每个IGBT的栅极处的电压调节为高于对应的开关元件S*#的预定阈值电压Vth，使得对应的开关元件S*#能够从断路状态(断开状态)切换为通路状态(闭合状态)。每个开关元件S*#的断开闭合控制端子、诸如每个IGBT的栅极处的电压将被称为栅极电压Vge。每个开关元件S*#的阈值电压Vth表示对应的开关元件S*#从断路状态切换为通路状态的栅极电压Vge的值。详细而言，当具有例如1mA的参考电平的参考电流流过对应的开关元件时，出现每个开关元件的栅极电压Vge的阈值电压Vth。
三对开关元件以桥式构造彼此并联连接。供每个开关元件S*p串联连接到对应的元件S*n的连接点被连接到汇流条，该汇流条从U相绕组、V相绕组和W相绕组中对应的一个绕组的第二端子延伸。三对中的每对串联连接的开关元件的第一端、诸如对应高侧开关元件的集电极经由正直流线连接到高压电池12的正端子。三对中的每对串联连接的开关元件的相反的第二端、诸如对应低侧开关元件的射极经由负直流线连接到高压电池12的负端子。
逆变器11还包括温敏传感器TUp、TUn、TVp、TVn、TWp、TWn，它们分别位于靠近对应开关元件SUp、SUn、SVp、SVn、SWp、SWn的位置处。每个温敏传感器T*#构造成测量对应开关元件S*#的温度。也就是说，每个半导体开关Ze包括封装在其中的对应的开关元件S*#、对应的飞轮二极管D*#以及对应的温敏传感器T*#。可使用温敏二极管或热敏电阻器作为各个温敏传感器T*#。
例如，控制器14主要包括微处理器和非瞬态计算机可读存储介质。控制器14在从低压电池16供给的供电电压下操作，其中，该供电电压比高压电池12两端的端子电压低。因此，控制器14和低压电池16构成低压系统。相反，电动发电机10、逆变器11和高压电池12构成高压系统。
控制器14被设计成单独驱动逆变器11的开关元件SUp、SUn、SVp、SVn、SWp、SWn，从而将电动发电机10的控制变量、诸如电动发电机10输出扭矩调节为命令值。
具体而言，控制器14被设计成单独产生驱动信号gUp、gUn、gVp、gVn、gWp、gWn，并将该驱动信号gUp、gUn、gVp、gVn、gWp、gWn发送到为各个开关元件SUp、SUn、SVp、SVn、SWp、SWn设置的驱动单元DU。这使得各个驱动单元DU分别接通或截断对应的开关元件SUp、SUn、SVp、SVn、SWp、SWn。各个开关元件SUp、SUn、SVp、SVn、SWp、SWn的单独接通或截断将电容器C两端的输出直流电压转换为交流电压，并将交流电压供给至电动发电机10。
每个驱动信号g*#具有预定的占空比，即对应一个开关元件S*#的每个开关循环的通路持续时间与总持续时间的预定比率(见图1)。
具体而言，控制器14被设计成根据对应的驱动信号g*#经由对应的驱动单元DU互补地为每个支路(相)通路高侧开关元件和低侧开关元件S*#。换言之，制器14被设计成交替地接通一个支路(相)的高侧开关元件S*p和同一支路(相)的低侧开关元件S*n。该驱动交替地闭合：一个支路的高侧开关元件S*p的集电极与射极之间的导电路径；以及同一支路的低侧开关元件S*n的集电极与射极之间的导电路径。
接口18能够将高压系统与低压系统电绝缘。具体而言，接口18包括为逆变器11的各个开关元件S*#设置的绝缘构件、诸如为光电耦合器。每个光电耦合器包括光电二极管和光电晶体管。光电耦合器构造成使得高压系统与低压系统之间能够在建立电绝缘的情况下进行通信。具体而言，每个光电耦合器构造成使得控制器14能够控制相应的一个开关元件S*#，同时在控制器14与相应的一个开关元件S*#之间建立电绝缘。
接着，以下参照图2，对为相应的一个开关元件S*#设置的每个驱动单元DU的结构实例进行描述。
参照图2，驱动单元DU包括驱动IC 20、恒压电源22、恒流电源24、放电电阻器28、软截断电阻器38以及感测电阻器42，其中，该驱动IC 20例如构造成单片半导体IC。
驱动IC 20具有第一端子T1至第九端子T9，恒流电源24连接到第一端子T1，并且还连接到恒压电源22。恒压电源22具有例如15V的预定恒定输出电压Vom，而恒流电源24可操作以基于恒定输出电压Vom经由端子T1向驱动IC 20供给恒定电流。
驱动IC 20包括充电开关元件(SW)26、放电开关元件(SW)30、软截断开关元件(SW)40以及驱动控制器44。使用P通道MOSFET作为充电开关元件26。相反，使用N通道MOSFET作为各个放电开关元件28和软截断开关元件38。
恒流电源24经由第一端子T1连接到充电开关元件26的漏极，而充电开关元件26的源极经由第二端子T2连接到开关元件S*#的栅极。根据第一实施方式的恒流电源24和充电开关元件26起到例如充电单元的作用。
开关元件S*#的栅极经由放电电阻器28、第三端子T3、放电开关元件30以及共用信号接地件而连接到其射极。放电开关元件28具有预定的电阻Rb。
开关元件S*#的栅极经由软截断电阻器38、第四端子T4、软截断电阻器40以及共用信号接地件而连接到其射极。软截断开关电阻器38具有预定的电阻Ra，该电阻Ra被设定为高于电阻Rb。软截断电阻器38和软截断开关元件40起到例如软截断单元的作用。
每个开关元件S*#具有感测端子St，用于输出与流过导电路径的电流即集电极电流Ic相关的微小电流、即感测电流，其中，上述导电路径在上述开关元件S*#的输入端子与输出端子之间、即上述开关元件S*#的集电极与射极之间。例如，上述微小电流的大小是0.01，即集电极电流Ic的万分之一。
感测端子St连接到感测电阻器42的第一端，而感测电阻器42的、与第一端相反的第二端经由共用信号接地件而连接到开关元件S*#的射极。
当集电极电流Ic流过每个开关元件S*#的导电路径时，与集电极电流Ic相关的感测电流流过感测电阻器42，从而在感测电阻器42两端产生压降。因此，能够获取感测电阻器42两端的压降，作为感测电阻器42的连接到感测端子St的第一端处的感测电压Vse。感测电压Vse是与流过开关元件S*#的集电极电流Ic大小的电气状态量相关的端子间电流参数。也就是说，感测电压Vse的电平用作流过开关元件S*#的集电极电流Ic大小的函数、即与其相关。
在第一实施方式中，当电阻器42的连接到感测端子St的第一端处的电位高于开关元件S*#的射极处的电位时，定义根据第一实施方式的感测电压Vse的正极性。由于开关元件S*#的射极连接到共用信号接地件，因此，开关元件S*#的射极处的电位被设定为零。
开关元件S*#的栅极经由第五端子T5连接到驱动控制器44，使得开关元件S*#的栅极电压Vge经由第五端子T5输入到驱动控制器44。电阻器42的第一端经由第六端子T6连接到驱动控制器44，使得感测电压Vse经由第六端子T6输入到驱动控制器44。由温敏传感器T*#测得的开关元件S*#的温度、称为Tmp，经由第七端子T7输入到驱动控制器44。
另外，驱动控制器44经由第八端子T8和接口18而连接到控制器14，并且还经由第九端子T9和接口18而连接到控制器14。
驱动控制器44可操作以接收从控制器14经由接口18和端子T8输入到上述驱动控制器44的驱动信号g*#。驱动信号g*#具有预定的第一逻辑电平和预定的第二逻辑电平中的一个逻辑电平，其中，上述第一逻辑电平为高电平，其被定义为通路命令，上述第二逻辑电平为低电平，其被定义为断路命令。
驱动控制器44可操作以基于驱动信号g*#交替地执行：
(1)充电任务，该充电任务用于借助于充电开关元件26和放电开关元件30的切换操作对开关元件S*#充电；以及
(2)放电任务，该放电任务用于借助于充电开关元件26和放电开关元件30的切换操作对开关元件S*#放电。
交替的充电任务和放电任务使得开关元件S*#能够被驱动。
具体而言，驱动控制器44在功能上包括充电单元44a和放电单元44b。
在驱动信号g*#从断路命令变为通路命令时，驱动控制器44的充电单元44a接通、即闭合充电开关元件26，并截断、即断开放电开关元件。这使得由恒流电源24产生的恒定电流能够被供给至开关元件S*#的栅极，进而将电荷供给至开关元件S*#的栅极。这使得开关元件S*#的栅极能够被充电，使得当栅极电压Vge已达到阈值电压Vth时，开关元件S*#被接通。
在驱动信号g*#从通路命令变为断路命令时，驱动控制器44的放电单元44b接通放电开关元件30并截断充电开关元件26。这使得开关元件S*#的栅极能够经由正常栅极放电路径通过放电开关元件30被放电，该正常栅极放电路径经由放电电阻器28、放电开关元件30以及共用信号线被限定在开关元件S*#的栅极与源极之间。当栅极电压Vge变得低于阈值电压Vth时，将开关元件S*#从通路状态变为断路状态。
另外，驱动控制器44在功能上包括过电流判断单元44c，该过电流判断单元44c在过电流判断周期期间的每个预定周期针对对应开关元件S*#执行过电流判断程序。过电流判断周期定义在第一时刻与第二时刻之间。
第一时刻定义为：假定过电流流过开关元件S*#，从充电单元44a的充电开始时刻至栅极电压Vge已达到后述的栅极判断电压Vjde的时刻的周期内的任意时刻。例如，根据第一实施方式的第一时刻被设定为充电任务的开始时刻。
第二时刻定义为：假定没有过电流流过开关元件S*#，从充电开始时刻之后的预定时刻至栅极电压Vge已达到栅极判断电压Vjde的时刻之前的时刻的周期内的任意时刻。例如，第二时刻被设定为：假定没有过电流流过开关元件S*#，开关元件S*#的米勒周期的结束时刻。注意，米勒周期表示栅极电压Vge维持在预定的恒定电压、即米勒电压Vmil期间的周期，而漏极电压在开关元件S*#的充电任务或放电任务期间上升或下降。
在步骤S10中，在开始每个开关元件S*#的过电流判断程序时，驱动控制器44、即过电流判断单元44c从温敏传感器T*#获取指示开关元件S*#的温度Tmp的温度参数，诸如开关元件S*#自身的温度Tmp。注意，根据第一实施方式的温度Tmp对应于例如根据第一实施方式的温度测量值，而步骤S10中的操作对应于例如温度获取器44c1。
接着，在步骤S12中，驱动控制器44将栅极判断电压Vjde的值设定为高于开关元件S*#的米勒电压Vmil且低于恒压电源22的输出电压Vom。将栅极判断电压Vjde设定为高于米勒电压Vmil的原因在于，避免在执行充电任务时，尽管没有过电流流过开关元件S*#，但错误地判断为过电流流过开关元件S*#。
本申请的发明人已考虑到开关元件S*#的特性，并且，作为上述考虑的结果，发明人已发现如图4所示，米勒电压Vlim与温度Tmp具有负相关性，也就是说，温度Tmp越高，米勒电压Vlim越低。
图4示意地示出：
(1)相关数据G1，该相关数据G1指示开关元件S*#的温度与栅极判断电压Vjde之间的关系的实例，上述相关数据G1存储在例如驱动控制器44中；以及
(2)相关数据G2，该相关数据G2指示开关元件S*#的温度与米勒电压Vmil之间的关系的实例，上述相关数据G2存储在例如驱动控制器44中。
图4通过基于相关数据G1的实线示意地示出了栅极判断电压Vjde如何随着开关元件S*#的温度Tmp改变，并且还通过基于相关数据G2的虚线示出了米勒电压Vlim如何随着开关元件S*#的温度Tmp改变。
根据发明人的发现，根据第一实施方式的栅极判断电压Vjde被设定为在开关元件S*#的预定操作温度范围内比米勒电压Vlim高的预定电压差V。也就是说，栅极判断电压Vjde被设定为随着开关元件S*#的温度Tmp变高而持续变低。
也就是说，图4还通过基于相关数据G1的实线示意地示出了栅极判断电压Vjde如何随着米勒电压Vlim改变。
注意，电压差V的大小例如被设定为略大于假定被添加到栅极电压Vge的噪声电压的最大幅度。电压差ΔV被设定为无关于开关元件S*#的温度Tmp而恒定，或者被设定为随着开关元件S*#的温度Tmp变化。
具体而言，图4示出了当开关元件S*#的温度Tmp处于第一温度Tmp1时，栅极判断电压Vjde具有第一电压值Vjde1。另外，图4还示出了当开关元件S*#的温度Tmp处于低于第一温度Tmp1的第二温度Tmp2时，栅极判断电压Vjde具有低于第一电压值Vjde1的第二电压值Vjde2。
例如，在步骤S12中，驱动控制器44根据存储在该驱动控制器44中的相关数据G1来设定栅极判断电压Vjde，其中，上述相关数据G1指示开关元件S*#的温度与图4所示的栅极判断电压Vjde之间的关系的实例。
具体而言，在步骤S12中，在开关元件S*#的温度Tmp为高于第一温度Tmp1的第二温度Tmp2时，驱动控制器44将栅极判断电压Vjde设定为第二电压值Vde2。第二电压值Vde2低于第一电压值Vjde1且高于第二温度Tmp中的米勒电压Vmil的值Vmil2。注意，步骤S12中的操作用作例如设定器44c2。
在步骤S14中，驱动控制器44获取开关元件S*#的栅极电压Vge。根据第一实施方式的栅极电压Vge对应于例如开关元件的断开闭合控制端子处的端子电压。步骤S14中的操作对应于例如电压获取器44c3。
在步骤S16中，驱动控制器44对栅极电压Vge是否高于栅极判断电压Vjde进行判断。
在判断为栅极电压Vge高于栅极判断电压Vjde(在步骤S16中为“是”)时，驱动控制器44在步骤S18中获取感测电压Vse。根据第一实施方式的感测电压Vse对应于例如端子间电流参数，而步骤S18中的操作对应于例如电流参数获取器44c4。
在步骤S18中的操作之后，驱动控制器44在步骤S20中对感测电压Vse是否高于预定感测判断电压Vdec进行判断。感测判断电压Vdec对应于集电极电流Ic的上限，可维持开关元件S*#的可靠性，直到集电极电流Ic保持为等于或低于其上限。预先为每个开关元件S*#判断感测判断电压Vdec的值。注意，感测判断电压Vdec对应于例如判断电流参数。
在判断为感测电压Vse高于预定的感测判断电压Vdec(在步骤S20中为“是”)时，也就是说，在判断为栅极电压Vge高于栅极判断电压Vjde且感测电压Vse高于感测判断电压Vdec时，驱动控制器44在步骤S22中判断为过电流流过开关元件S*#。
注意，栅极电压Vge是否高于栅极判断电压Vjde的条件对应于例如第一条件。另外，感测电压Vse是否高于感测判断电压Vdec的条件对应于例如第二条件。步骤S16、S20、S22中的操作对应于例如判断器44c5。
栅极判断电压Vjde起到例如电流相关判断值的作用。
在步骤S22中的肯定判断之后，驱动控制器44执行过电流保护任务：
(1)截断或保持截断充电开关元件26和放电开关元件30；以及
(2)在步骤S24中将软截断开关元件40接通。
这使得存储在开关元件S*#的栅极中的电荷能够通过栅极放电路径放电，该栅极放电路径由开关元件S*#的栅极、软截断电阻器38、软截断开关元件40、共用信号接地件以及开关元件S*#的射极限定。
过电流保护任务经由栅极放电路径将存储在开关元件S*#中的电荷放电，进而比通过放电开关元件28和放电电阻器30的开关元件S*#的截断更慢地强制截断开关元件S*#。这是因为软截断电阻器38的电阻Ra高于放电电阻器30的电阻Rb。
若在过电流流过开关元件S*#作为集电极电流Ic时，开关元件S*#从通路状态向断路状态切换的切换速度高，则可能因开关元件S*#的高速关断而产生过高的电涌电压。因此，在这种情况下，过电流保护任务经由软截断电阻器38强制改变开关元件S*#的栅极的栅极放电路径的电阻，使上述电阻高于正常情况下经由放电电阻器28的开关元件S*#的栅极的正常栅极放电路径的电阻。这保护了开关元件S*#免受因开关元件S*#的截断而产生的电涌的影响。
当执行过电流保护任务时，驱动控制器44执行任务以在步骤S26中经由第九端子T9和接口18将故障安全信号FL输出至控制器14。故障安全信号FL表示开关元件S*#的操作中的异常状态。控制器14响应于故障安全信号FL而关断逆变器11。
反之，在判断为栅极电压Vge等于或低于栅极判断电压Vjde(在步骤S14中为“否”)时或者判断为感测电压Vse等于或低于预定感测判断电压Vdec(在步骤S20中为“否”)时，驱动控制器44在步骤S28中判断为没有过电流流过开关元件S*#，从而终止过电流判断程序。
注意，驱动控制器44可包括例如处理器和处理器可读存储器，该处理器可读存储器诸如为存储程序指令的处理器可读非易失性存储器。也就是说，处理器可运行程序指令，从而执行步骤S10至步骤S28中的操作，换言之，从而实施至少模块44c1至模块44c5。作为另一实例，驱动控制器44可包括硬连线逻辑电路，该硬连线逻辑电路能够实施步骤S10至步骤S28中的操作，也就是说，该硬连线逻辑电路能够分别起到至少模块44c1至模块44c5的作用。作为又一实例，驱动控制器44可以包括硬连线/编程混合逻辑电路，该硬连线/编程混合逻辑电路能够实施步骤S10至步骤S28中的操作，也就是说，该硬连线/编程混合逻辑电路能够分别起到至少模块44c1至模块44c5的作用。
接着，以下首先参照图5A至图5D，对在正常条件下没有过电流流过目标开关元件S*#时，如何执行过电流保护任务的实例进行描述。另外，以下接着参照图6A至图6D，对在异常条件下因目标开关元件中发生上、下臂短路而导致过电流流过目标开关元件S*#时，如何执行过电流保护任务的实例进行描述。
图5A至图5D是示意地示出正常条件下的过电流保护任务的实例的联合时序图。
具体而言，图5A示意地示出目标开关元件S*#的栅极电压Vge如何随着时间改变的实例，而图5B示意地示出充电开关元件26如何随着时间被驱动的实例。图5C示意地示出软断路开关元件40如何随着时间而被驱动的实例，图5D示意地示出感测电压Vse如何随着时间改变的实例。
具体而言，在图5A中，虚线标记F1表示在目标开关元件S*#的温度Tmp为第一温度Tmp1时栅极电压Vge如何随着时间改变。相反，实线标记F2表示在目标开关元件S*#的温度Tmp为第二温度Tmp2时栅极电压Vge如何随着时间改变。
以下，使用实线F2，对正常条件下的过电流保护任务的实例进行描述。
参照图5，当在时刻t1处开始充电任务时，放电开关元件30截断而充电开关元件26接通。这使得由恒流电源24产生的恒定电流被供给至开关元件S*#的栅极，以使栅极电压Vge开始增大。
此后，当栅极电压Vge在时刻t2处达到阈值电压Vth时，感测电压Vse开始增大。
在开始增大感测电压Vse之后，栅极电压Vge在时刻t3处达到米勒电压Vmil。此时，由于没有过电流流过目标开关元件S*#，因此，栅极电压Vge从时刻t3开始维持在米勒电压Vmil处直到经过了米勒周期。为此，在从时刻t3开始经过了米勒周期的同时，栅极电压Vge大致维持在米勒电压Vmil处，以使栅极电压Vge保持为等于或低于第二电压值Vjde2。这防止了感测电压Vse超过感测判断电压Vdec。在时刻t4之后，栅极电压Vge已达到恒压电源22的输出电压Vom。
注意，尽管标记F1的米勒电压达到时刻t3a与米勒电压达到时刻t3不同，并且标记F1的米勒周期结束时刻t4a与米勒周期结束时刻t4不同，但标记F1的整体行为与标记F2的整体行为大致类似。因此，省略对标记F1的冗余描述。
接下来，以下对异常情况下的过电流保护任务的实例进行描述。
图6A至图6D分别对应于图5A至图5D。
具体而言，在图6A中，虚线标记F1A表示在目标开关元件S*#的温度Tmp为第一温度Tmp1时栅极电压Vge如何随着时间改变。相反，实线标记F2A表示在目标开关元件S*#的温度Tmp为第二温度Tmp2时栅极电压Vge如何随着时间改变。
另外，在图6B中，虚线标记F1B表示在目标开关元件S*#的温度Tmp为第一温度Tmp1时充电开关元件26如何随着时间被驱动。相反，虚线标记F2B表示在目标开关元件S*#的温度Tmp为第二温度Tmp2时充电开关元件26如何随着时间被驱动。
参照图6，当在时刻t11处开始充电任务时，放电开关元件30截断而充电开关元件26接通。这使得由恒流电源24产生的恒定电流被供给至目标开关元件S*#的栅极，以使栅极电压Vge开始增大。
此后，当栅极电压Vge在时刻t12处达到阈值电压Vth时，感测电压Vse开始增大。
在开始增大感测电压Vse之后，由于在过电流流过目标开关元件S*#时栅极电压Vge中没有米勒周期，因此，栅极电压Vge在时刻t11之后连续增大，而没有维持在米勒电压Vmil处。
这导致：
(1)在开关元件S*#的温度Tmp为第二温度Tmp2时，栅极电压Vge在时刻t13处达到第二电压值Vjde2(参见图表F1A)；以及
(2)在开关元件S*#的温度Tmp为第一温度Tmp1时，栅极电压Vge在时刻t15处达到第一电压值Vjde1(参见图表F2A)。
另一方面，在过电流流过目标开关元件S*#时，从时刻t12开始增大的感测电压Vse连续增大而在时刻t14处达到感测判断电压Vdec。
驱动控制器44预先存储边界电压Vbor。边界电压Vbor是假定过电流流过开关元件S*#，当感测电压Vse在时刻t14处达到感测判断电压Vdec时，栅极电压Vge所达到的电压值。
换言之，边界电压Vbor为如下值：在假定过电流流过对应的开关元件S*#的情况下，当基于感测电压Vse确定的集电极电流Ic在时刻t14处达到基于感测判断电压Vdec确定的判断电流时的栅极电压Vge的值。
具体而言，根据第一实施方式的第一电压值Vjde1被设定为高于边界电压Vbor，而根据第一实施方式的第二电压值Vjde2被设定为低于边界电压Vbor。注意，根据第一实施方式的时刻t14对应于例如达到时刻。
第一判断电压Vjde1和第二判断电压Vjde2的上述设定导致：
(1)栅极电压Vge达到第二判断电压Vjde2的时刻t13早于栅极电压Vge达到边界电压Vbor的时刻t14；以及
(2)栅极电压Vge达到第一判断电压Vjde1的时刻t15晚于栅极电压Vge达到边界电压Vbor的时刻t14。
这导致在开关元件S*#的温度Tmp为第一温度Tmp1时，感测电压Vse在时刻t14处达到感测判断电压Vdec。此后，在开关元件S*#的温度Tmp为第一温度Tmp1时，感测电压Vse在时刻t15处达到第一电压值Vjde1。因此，这使得在开关元件S*#的温度Tmp为第一温度Tmp1时，驱动控制器44能够在时刻t15处判断为过电流流过目标开关元件S*#(参见步骤S22)。
相反，在开关元件S*#的温度Tmp为第二温度Tmp2时，栅极电压Vge在时刻t13处达到第二判断电压Vjde2，此后，感测电压Vdec在时刻t14处达到感测判断电压Vdec。也就是说，在开关元件S*#的温度Tmp为第二温度Tmp2时，驱动控制器44在时刻t14处判断为过电流流过目标开关元件S*#(参见步骤S22)。也就是说，驱动控制器44判断：
(1)在第一时刻处，当开关元件S*#的温度Tmp为第一温度Tmp1时，过电流流过目标开关元件S*#；以及
(2)在早于第一时刻的第二时刻处，当开关元件S*#的温度Tmp为第二温度Tmp2时，过电流流过目标开关元件S*#。
如以上详细所述，根据第一实施方式的用于每个开关元件S*#的驱动控制器44构造成对对应的开关元件S*#执行过电流判断程序，在该过电流判断程序中，当对应的开关元件S*#的温度Tmp为高于第一温度Tmp1的第二温度Tmp2时，将栅极判断电压Vjde设定为低于第一电压值Vjde1的第二电压值Vjde2；其中，第一电压值Vjde1被预先设定为对应的开关元件S*#的第一温度Tmp1。在上述过电流判断程序中，栅极判断电压Vjde越低，越早对过电流是否流过对应的开关元件S*#进行判断。
因此，与第二电压值Vjde2被设定为和第一电压值Vjde1相同的情况相比，上述构造使得能够更早地对过电流是否流过每个开关元件S*#进行判断。
上述过电流的更早判断导致从充电任务开始以来直到判断为过电流流过开关元件S*#为止，流过每个开关元件S*#的集电极电流Ic的累积量减小。这防止大量的集电极电流Ic流过每个开关元件S*#的集电极与射极之间，从而防止每个开关元件S*#的可靠性恶化。
上述过电流的更早判断还防止每个高侧开关元件S*p和对应的低侧开关元件S*n被同时接通，从而防止电动发电机10的可靠性恶化。
根据第一实施方式的用于每个开关元件S*#的驱动控制器44构造成：使用对应的开关元件S*#的栅极电压Vge和感测电压Vse来对过电流是否流过每个开关元件S*#进行判断。与使用对应的开关元件S*#的仅栅极电压Vge对过电流是否流过每个开关元件S*#进行判断的构造相比，这提高了过电流检测精度的可靠性。
例如，当没有过电流流过对应的开关元件S*#时，即使将比假定添加到栅极电压Vge的噪声电压更大幅度的噪声电压被施加到每个开关元件S*#的栅极电压Vge，使得栅极电压Vge暂时超过栅极判断电压Vjde，根据第一实施方式的驱动控制器44也可防止错误地判断为过电流流过对应的开关元件S*#。
具体而言，根据第一实施方式的第二电压值Vjde2被设定为低于边界电压Vbor，该边界电压Vbor为：在过电流流过对应的开关元件S*#的情况下，当感测电压Vse达到感测判断电压Vse时假定每个开关元件S*#的栅极电压Vge所达到的电压。上述构造使得能够比第二电压值Vjde2被设定为高于边界电压Vbor的情况更早地对过电流是否流过每个开关元件S*#进行判断。
根据第一实施方式的软截断电阻器38具有电阻Ra，该电阻Ra被设定为高于放电电阻器28的电阻Rb。这使得经由包括软截断电阻器38的软截断放电路径，将存储在每个开关元件S*#的栅极中的电荷放电的放电速率能够低于经由包括放电电阻器28的正常放电路径放电的放电速率。
若在作为集电极电流Ic的过电流流过开关元件S*#时，开关元件S*#从通路状态向断路状态切换的切换速度高，则可能因开关元件S*#的高速关断而产生过高的电涌电压。因此，在这种情况下，过电流保护任务经由软截断电阻器38强制改变每个开关元件S*#的栅极的放电路径的电阻，以使该电阻高于正常情况下经由放电电阻器28的对应的开关元件S*#的栅极的正常放电路径的电阻。这保护了每个开关元件S*#免受因对应的开关元件S*#的截断而产生的电涌的影响。
第二实施方式
以下参照图7和图8，对根据本公开第二实施方式的每个开关元件S*#的驱动单元DUA进行描述。
除了以下几点之外，根据第二实施方式的驱动单元DUA的结构和/或功能主要与根据第一实施方式的驱动单元DU的结构和/或功能相同。因此，以下主要对不同点进行描述。
根据第二实施方式，与根据第一实施方式的驱动单元DU相比，已从根据第二实施方式的每个开关元件S*#的驱动单元DUA中去除了驱动IC20的感测端子、感测电阻器42以及第六端子T6。
也就是说，根据第二实施方式的驱动单元DUA构造成使用栅极电压Vge来对过电流是否流过每个开关元件S*#进行判断。
以下参照图8，对根据第二实施方式的过电流判断程序进行描述。在过电流判断周期期间，驱动控制器44A每隔预定周期对每个开关元件S*#执行过电流判断程序。
注意，在各图3和图8所示的过电流判断程序中，省略或简化了标注相同步骤编号的各图3和图8所示的过电流判断程序之间的操作，以避免冗余的描述。
与图3所示的过电流判断程序相比，已从图8所示的过电流判断程序中去除了步骤S18和步骤S20中的操作。
具体而言，在判断为栅极电压Vge高于栅极判断电压Vjde(在步骤S16中为“是”)时，驱动控制器44在步骤S22中判断为过电流流过开关元件S*#。
具体而言，根据第二实施方式的用于每个开关元件S*#的驱动控制器44A构造成：在判断为栅极电压Vge已超过栅极判断电压Vjde时，简单地判断为过电流流过每个开关元件S*#。
因此，与驱动控制器44使用栅极电压Vge和感测电压Vse来执行过电流是否流过每个开关元件S*#的判断的情况相比，上述构造使得在栅极判断电压Vjde被设定为低于边界电压Vbor时，能够更早地对过电流是否流过每个开关元件S*#进行判断。
具体而言，根据第一实施方式的用于每个开关元件S*#的驱动控制器44构造成：使用对应的开关元件S*#的仅栅极电压Vge来对过电流是否流过每个开关元件S*#进行判断。这去除了第一实施方式中所需的感测端子St、感测电阻器42以及第六端子T6。这导致驱动单元DUA具有更简单的结构，因此导致供每个驱动单元DUA安装的电路板更小。
第三实施方式
以下参照图9和图10，对根据本公开第三实施方式的每个开关元件S*#的驱动单元DUB进行描述。
除了以下几点之外，根据第三实施方式的驱动单元DUB的结构和/或功能主要与根据第一实施方式的驱动单元DUB的结构和/或功能相同。因此，以下主要对不同点进行描述。
参照图9，根据第三实施方式的每个开关元件S*#包括彼此并联连接的第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2。具体而言，第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2中的每一个包括：IGBT；彼此连接的第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2的输出端子、即射极；以及也彼此连接的第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2的输入端子、即集电极。
参照图9，每个开关元件S*#的驱动单元DUB包括第一栅极电阻器46和第二栅极电阻器48。
第一开关元件S*#1的栅极经由第一栅极电阻器46连接到驱动控制器44B的第二端子T2。这导致放电电阻器28和软截断电阻器38中的每一个经由第一栅极电阻器46连接到第一开关元件S*#1的栅极。
另外，第二开关元件S*#2的栅极经由第二栅极电阻器48连接到第二端子T2。这导致放电电阻器28和软截断电阻器38中的每一个也经由第二栅极电阻器48连接到第二开关元件S*#2的栅极。
也就是说，第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2的栅极经由各个第一栅极电阻器46和第二栅极电阻器48共同连接到第二端子T2。注意，第二端子T2起到例如充电端子的作用。
上述连接构造使得能够基于第二端子T2处的电压估计出的第一开关元件S*#1的栅极处的栅极电压Vge1和第二开关元件S*#2的栅极处的栅极电压Vge2。根据第三实施方式的第二端子T2经由第五端子T5连接到驱动控制器44B，使得第二端子T2处的电压输入到驱动控制器44B。这使得驱动控制器44B能够基于输入到该驱动控制器44B的第二端子T2处的电压同时获取第一栅极电压Vge1和第二栅极电压Vge2。
根据第三实施方式的逆变器11包括反向并联电连接到各个第一开关元件S*#1的第一飞轮二极管D*#1，并且还包括反向并联电连接到各个第二开关元件S*#2的第二飞轮二极管D*#2。
逆变器11还包括位于靠近对应的第一开关元件S*#1的位置处的第一温敏传感器T*#1，并且包括位于靠近对应的第二开关元件S*#2的位置处的第二温敏传感器T*#2。具体而言，每个第一半导体开关Ze1包括封装在其中的对应的第一开关元件S*#1、对应的第一飞轮二极管D*#1以及对应的第一温敏传感器T*#1。另外，每个第二半导体开关Ze2包括封装在其中的对应的第二开关元件S*#2、对应的第二飞轮二极管D*#2以及对应的第二温敏传感器T*#2。
驱动单元DUB包括驱动IC 20B，并且包括驱动控制器44B，驱动IC 20B额外地具有第十端子T10和第十一端子T11。
根据第一实施方式的感测电阻器42起到为每个第一开关元件S*#1设置的第一感测电阻器42，使得第一感测电阻器42的第一端连接到对应的第一开关元件S*#1的感测端子St，而第一感测电阻器42的第二端连接到共同信号接地件。第一感测电阻器42的第一端连接到驱动控制器44B的第六端子T6。
这使得驱动控制器44B能够获得第一感测电阻器42两端的电压降，以作为连接到感测端子St的第一感测电阻器42的第一端处的第一感测电压值Vse1。
每个驱动单元DUB额外地包括为每个第二开关元件S*#2设置的第二感测电阻器50，使得第二感测电阻器50的第一端连接到对应的第二开关元件S*#2的感测端子St，而第二感测电阻器50的第二端连接到共用信号接地件。第二感测电阻器50的第一端连接到驱动控制器44B的第十端子T10。
这使得驱动控制器44B能够获得第二感测电阻器52两端的电压降，以作为连接到感测端子St的第二感测电阻器50的第一端处的第二感测电压值Vse2。
由第一温敏传感器T*#1测得的第一开关元件S*#1的温度Tmp经由第七端子T7输入到驱动控制器44B。类似地，由第二温敏传感器T*#2测得的第二开关元件S*#2的、称为Xmp的温度经由第十一端子T11输入到驱动控制器44B。
注意，为了简单地示出驱动单元DUB而未示出开关元件26、30、40，但驱动单元DUB包括开关元件26、30、40，其与第一实施方式的驱动单元DU类似。
以下参照图10，对根据第三实施方式的过电流判断程序进行描述。在过电流判断周期期间，驱动控制器44B每隔预定周期对每对第一开关元件和第二开关元件S*#2执行过电流判断程序。
注意，在各图3和图10所示的过电流判断程序中，省略或简化了标注相同步骤编号的各图3和图10所示的过电流判断程序之间的操作，以避免冗余的描述。
在步骤S40中，在开始每对第一开关元件和第二开关元件S*#2的过电流判断程序时，驱动控制器44B、即过电流判断单元44c从第一温敏传感器T*#1获取指示开关元件S*#的温度Tmp的第一温度参数，诸如第一开关元件S*#1自身的温度Tmp。
在步骤S40中，驱动控制器44B同样从第二温敏传感器T*#2获取指示第二开关元件S*#2的温度Xmp的第二温度参数，诸如第二开关元件S*#2自身的温度Xmp。注意，根据第三实施方式的温度Tmp对应于例如根据第三实施方式的第一温度测量值，而根据第三实施方式的温度Xmp对应于例如根据第三实施方式的第二温度测量值。步骤S40中的操作对应于例如温度获取器44c11。
接着，在步骤S42中，驱动控制器44B设定第一开关元件S*#1的栅极判断电压Vjde的值，并且设定第二开关元件S*#2的栅极判断电压Yjde的值。
例如，在步骤S42中，驱动控制器44B根据图11中存储在该驱动控制器44B中的上述相关数据G1A和相关数据G2A来设定栅极判断电压Vjde、Yjde。注意，步骤S42中的操作起到例如设定器44c12的作用。
在图11中，相关数据G1A表示每个栅极判断电压Vjde、Yjde的变量与对应的开关元件的温度Tmp、Xmp具有负相关性。
相关数据G2A表示第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2中的每一个的米勒电压Vmil与对应的开关元件的温度Tmp、Xmp具有负相关性。
也就是说，第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2中的每一个的温度Tmp、Xmp越高，第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2中对应的开关元件的栅极判断电压Vjde、Yjde越低。类似地，第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2中的每一个的温度Tmp越高，第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2中对应的开关元件的米勒电压越低。
为此，当第一温度Tmp1被设定为低于第二温度Tmp2时，第一电压值Vjde1高于第二电压值Vjde2，其中，上述第一电压值Vjde1对应于作为第一温度Tmp1的第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2中的每一个的温度Tmp，上述第二电压值Vjde2对应于作为第二温度Tmp2的第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2中的每一个的温度Tmp。
具体而言，在步骤S42中，驱动控制器44B将第一开关元件S*#1的温度Tmp与第二开关元件S*#2的温度Xmp进行比较，并选择温度Tmp、Xmp中更低的温度。然后，在步骤S42中，驱动控制器44B参考相关数据G1A，从而选择在选定温度下的栅极判断电压Vjde、Yjde中的每一个的变量值，来作为栅极判断电压Vjde、Yjde中的对应的栅极判断电压。
例如，在步骤S42中，假定第一开关元件S*#1的温度Tmp为第一温度，而第二开关元件S*#2的温度Xmp为第二温度Tmp2，驱动控制器44B将每个栅极判断电压Vjde、Yjde设定为对应于第一温度Tmp1的第一电压值Vjde1。
在步骤S44中，驱动控制器44B获取第二端子T2处的电压，从而获取第一开关元件S*#1的第一栅极电压Vge1和第二开关元件S*#2的第二栅极电压Vge2。步骤S44中的操作对应于例如电压获取器44c13。
在步骤S46中，驱动控制器44B对第一栅极电压Vge1是否高于栅极判断电压Vjde进行判断。
当判断为第一栅极电压Vge1高于栅极判断电压Vjde(在步骤S46中为“是”)时，驱动控制器44B在步骤S48中获取第一感测电压值Vse1。然后，驱动控制器44B在步骤S50中对第一感测电压值Vse1是否高于判断电压Vdec进行判断。步骤S48中的操作对应于例如电流参数获取器44c14。
在判断为第一感测电压Vse1高于感测判断电压Vdec(在步骤S20中为“是”)时，也就是说，在判断为第一栅极电压Vge1高于栅极判断电压Vjde且第一感测电压Vse1高于感测判断电压Vdec时，驱动控制器44B在步骤S22中判断为过电流流过第一开关元件S*#1。
反之，在判断为第一栅极电压Vge1等于或低于栅极判断电压Vjde(在步骤S46中为“否”)时或者判断为第一感测电压值Vse1等于或低于感测判断电压Vdec(在步骤S50中为“否”)时，驱动控制器44B在步骤S52中对第二栅极电压Vge2是否高于栅极判断电压Yjde进行判断。
在判断为第二栅极电压Vge2高于栅极判断电压Yjde(在步骤S52中为“是”)时，驱动控制器44B在步骤S54中获取第二感测电压值Vse2。然后，驱动控制器44B在步骤S56中对第二感测电压值Vse2是否高于判断电压Vdec进行判断。
在判断为第二感测电压Vse2高于感测判断电压Vdec(在步骤S56中为“是”)时，也就是说，在判断为第二栅极电压Vge2高于栅极判断电压Vjde且第二感测电压Vse2高于感测判断电压Vdec时，驱动控制器44B在步骤S22中判断为过电流流过第二开关元件S*#2。
反之，在判断为第二栅极电压Vge2等于或低于栅极判断电压Vjde(在步骤S52中为“否”)时或者第二感测电压Vse等于或低于感测判断电压Vdec(在步骤S56中为“否”)时，驱动控制器44B判断为没有过电流流过开关元件S*#，从而终止过电流判断程序。
注意，驱动控制器44B可包括例如处理器和处理器可读存储器，该处理器可读存储器诸如是存储程序指令的处理器可读非易失性存储器，例如为非暂时性存储器。也就是说，处理器可运行程序指令，从而执行步骤S40至步骤S56和步骤S22至步骤S26中的操作，换言之，从而实施至少模块44c11至模块44c14和模块44c5。作为另一实例，驱动控制器44B可包括硬连线逻辑电路，该硬连线逻辑电路能够实施步骤S40至步骤S56和步骤S22至步骤S26中的操作，也就是说，上述硬连线逻辑电路能够分别起到至少模块44c11至模块44c14和模块44c5的作用。作为另一实例，驱动控制器44可包括硬连线/编程混合逻辑电路，该硬连线/编程混合逻辑电路能够实施步骤S40至步骤S56和步骤S22至步骤S26中的操作，也就是说，该硬连线/编程混合逻辑电路能够分别起到至少模块44c11至模块44c14和模块44c5的作用。
如上所述，根据第三实施方式的用于第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2中的每一个的驱动控制器44B构造成将第一开关元件S*#1的栅极判断电压Vjde和第二开关元件S*#2的栅极判断电压Yjde中的每个栅极判断电压设定为相同的电压。因此，与驱动控制器44B将第一开关元件S*#1的栅极判断电压Vjde和栅极判断电压Yjde设定为分别不同的电压的情况相比，这导致驱动控制器44B在执行过电流判断程序期间的处理负载更低。
具体而言，根据第三实施方式的驱动控制器44B构造成：根据第一开关元件S*#1的温度Tmp和第二开关元件S*#2的温度Xmp中更低的温度，来设定第一开关元件S*#1的栅极判断电压Vjde和第二开关元件S*#2的栅极判断电压Yjde中的每个栅极判断电压。
例如，如图11所示，假定：
(1)第一开关元件S*#1的温度Tmp为第一温度Tmp1；
(2)第二开关元件S*#2的温度Xmp为第二温度Tmp2；
(3)将每个栅极判断电压Vjde、Yjde设定为第二电压值Vjde2，该第二电压值Vjde2对应于第一开关元件S*#1的温度Tmp和第二开关元件S*#2的温度Xmp中更高的温度。
在该假定中，为第一开关元件S*#1的栅极判断电压Vjde设定的第二电压值Vjde2将低于第一开关元件S*#1的温度Tmp中的米勒电压Vmil1。这将导致驱动控制器44B错误地判断为过电流流过第一开关元件S*#1。
相反，根据第三实施方式的驱动控制器44B构造成：根据第一开关元件S*#1的温度Tmp和第二开关元件S*#2的温度Xmp中更低的温度，来设定第一开关元件S*#1的栅极判断电压Vjde和第二开关元件S*#2的栅极判断电压Yjde中的每个栅极判断电压。这导致降低这种错误判断的可能性。
根据第三实施方式的驱动单元DUB构造成使得第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2的栅极经由各个第一栅极电阻器46和第二栅极电阻器48共同连接到第二端子T2。
这使得驱动控制器44B能够基于输入到该驱动控制器44B的第二端子T2处的电压，同时获取第一栅极电压Vge1和第二栅极电压Vge2。这导致驱动控制器44B具有一个端子、即第五端子T5，用于获取第一栅极电压Vge1和第二栅极电压Vge2。因此，与驱动控制器具有用于分别获取第一栅极电压Vge1和第二栅极电压Vge2的两个端子的构造相比，除了第一实施方式中获取的上述优点之外，这导致驱动控制器44B所需端子数量的减少。
第四实施方式
以下参照图12，对根据本公开第四实施方式的每个开关元件S*#的驱动单元DUC进行描述。
除了以下几点之外，根据第四实施方式的驱动单元DUC的结构和/或功能主要与根据第三实施方式的驱动单元DUB的结构和/或功能相同。因此，以下主要对不同点进行描述。
参照图12，驱动单元DUC的驱动IC 20C的第五端子T5连接到第一栅极电阻器46与第一开关元件S*#1的栅极之间的信号线。另外，驱动单元DUC的驱动IC 20C具有第十二端子T12，该第十二端子T12连接到第二栅极电阻器48与第二开关元件S*#2的栅极之间的信号线。
这使得驱动IC 20C的驱动控制器44C能够通过各个第五端子T5和第十二端子T12，单独获取第一栅极电压Vge1和第二栅极电压Vge2。
驱动控制器44C构造成执行根据第四实施方式的过电流判断程序，其与根据第三实施方式的过电流判断程序相比，在以下几点上略有不同。
具体而言，在步骤S42中，驱动控制器44C根据图11中存储在该驱动控制器44C中的上述相关数据G1A来单独设定栅极判断电压Vjde、Yjde。
具体而言，在步骤S42中，驱动控制器44C根据相关数据G1A将第一开关元件S*#1的栅极判断电压Vjde设定为与根据相关数据G1A的第一开关元件S*#1的温度Tmp对应的电压值。另外，在步骤S42中，驱动控制器44C根据相关数据G1A将第二开关元件S*#2的栅极判断电压Yjde设定为与根据相关数据G1A的第二开关元件S*#2的温度Xmp对应的电压值。
如上所述，根据第四实施方式的驱动单元DUC构造成通过各个第五端子T5和第十二端子T12单独且直接地获取第一栅极电压Vge1和第二栅极电压Vge2，而几乎不受栅极电阻器46、48的影响。
因此，上述构造使得能够以更高的精度获取第一栅极电压Vge1和第二栅极电压Vge2。
驱动单元DUC构造成根据相关数据G1A单独设定栅极判断电压Vjde、Yjde。上述构造使得能够基于各个第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2的温度来设定栅极判断电压Vjde、Yjde。
变型
本公开不限于以上第一实施方式至第四实施方式，并且本公开的第一实施方式至第四实施方式中的每个实施方式可以如下文所述进行修改。
第一实施方式至第四实施方式中的每个实施方式构造成解决如下情况：因过电流流过开关元件S*#而导致开关元件S*#的栅极电压Vge在从断路状态向通路状态的变化轨迹中没有米勒周期。然而，本公开不限于上述构造。
具体而言，第一实施方式至第四实施方式中的每个实施方式可以构造成解决如下情况：由于流过开关元件S*#的过电流大小而导致开关元件S*#的栅极电压Vge在从断路状态到通路状态的变化轨迹中米勒周期较短。具体而言，当过电流流过开关元件S*#时，在预定过电流判断期间，开关元件S*#的栅极电压Vge变得高于栅极判断电压Vjde，并且感测电压Vse变得高于感测判断电压Vse。为此，第一实施方式至第四实施方式中的每个实施方式使得能够判断为过电流流过每个开关S*#，而与流过开关元件S*#的过电流的大小无关。
驱动控制器44和44A至44C中的每个驱动控制器构造成获取每个开关元件S*#自身的温度Tmp，但本公开不限于此。具体而言，驱动控制器44和44A至44C中的每个驱动控制器可以构造成：
(1)获取与每个开关元件S*#的温度Tmp相关的诸如电压之类的物理值来作为每个开关元件S*#的温度参数；或者
(2)获取与第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2中对应的开关元件的温度Tmp、Xmp中对应的温度相关的、诸如电压之类的物理量，来作为各个第一开关元件S*#1和第二开关元件S*#2的第一温度参数和第二温度参数中的每个温度参数。
例如，可以为每个开关元件S*#设置热电转换元件，并且该热电转换元件可以构造成输出与对应的开关元件S*#的温度相关的电压。然后，驱动控制器44和44A至44C中的每个驱动控制器可以构造成获取与每个对应的开关元件S*#的温度相关的电压，从而获取对应的开关元件S*#的温度。
驱动控制器44和44A至44C中的每个驱动控制器构造成获取每个开关元件S*#的感测电压Vs，来作为与诸如集电极电流Ic之类的端子间电流相关的电流参数，该端子间电流流过对应的开关元件S*#的成对的主端子之间，但是本公开不限于此。
具体而言，驱动控制器44和44A至44C中的每个驱动控制器可以构造成获取在每个开关元件S*#的感测端子与射极之间流动的电流作为电流参数，其中，上述电流与由例如在对应的驱动单元所包括的电流传感器测量的端子间电流相关。作为另一实例，驱动控制器44和44A至44C中的每个驱动控制器可以构造成获取集电极射极电压作为电流参数，该集电极射极电压与由例如在对应的驱动单元所包括的电压传感器测量的集电极电流Ic相关。
第一实施方式和第二实施方式中的每个实施方式构造成：当对应的开关元件S*#的测量温度Tmp为高于第一温度Tmp1的第二温度Tmp2时，随着对应的开关元件S*#的测量温度Tmp升高，将每个开关元件S*#的栅极判断电压连续地降低到低于第一电压值Vjde1的第二电压值Vjde2。然而，本公开不限于上述构造。例如，本公开可以构造成随着对应的开关元件S*#的温度Tmp变高，将每个开关元件S*#的栅极判断电压Vjde设定为逐步降低。注意，本公开可以构造成随着对应的开关元件S*#的温度Tmp变高，将每个开关元件S*#的栅极判断电压Vjde设定为以至少两个阶段的方式逐步降低。
根据第三实施方式和第四实施方式的驱动单元DUB、DUC中的每个驱动单元可以包括每个开关元件S*#，每个开关元件S*#包括彼此并联连接的两个开关元件，但本公开不限于此。具体而言，每个开关元件S*#可以包括彼此并联连接的三个以上的开关元件，但是本公开不限于此。
例如，若每个开关元件S*#包括彼此并联连接的三个开关元件，则驱动控制器44可以构造成在步骤S42中执行：
(1)获取三个开关元件各自的温度；
(2)选择获取的温度中最低的温度；以及
(3)参考相关数据G1A，从而对于选定最低温度中的每个开关元件的栅极判断电压选择变量的值，进而共同将选定值设定为每个开关元件的栅极判断电压。
注意，根据第三实施方式和第四实施方式的每个驱动控制器44C、44D可以构造成针对彼此并联连接的第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件执行图10所示的过电流判断程序，而不执行图3所示的过电流判断程序。这是因为仅针对成对的第一开关元件和第二开关元件执行图10所示的过电流判断程序实现了足够的优点。为此，根据第三方式和第四实施方式的每个驱动控制器44C、44D可以构造成针对彼此并联连接的第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件执行图3所示的过电流判断程序，或者不针对彼此并联连接的第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件执行图3所示的过电流判断程序。
当判断为过电流流过开关元件S*#时，驱动控制器构造成将栅极放电路径的电阻值设定为高于正常栅极放电路径的电阻值，从而以比正常放电速率低的放电速率对开关元件S*#的栅极进行放电，其中，在上述正常放电速率下，在步骤S24中判断为没有过电流流过开关元件S*#，但本公开不限于上述构造。
作为第一变型，从图2所示的每个驱动单元DU的结构中去除了第四端子T4、软截断电阻器38以及软截断开关元件40。然后，在每个驱动单元DU中设置电源单元50，该电源单元50包括开关元件和恒流电源(参见虚线框50)，上述开关元件诸如是MOSFET。恒流电源连接到第三端子T3与放电开关元件30之间的连接线。
具体而言，根据第一变型的驱动控制器44在步骤S24中接通电源单元50的开关元件，从而从恒流电源向位于第三端子T3与放电开关元件30之间的连接线供给电荷。这使得在发生过电流流过开关元件S*#期间开关元件S*#的栅极的放电速率慢于在没有发生过电流流过开关元件S*#期间开关元件S*#的栅极的放电速率。
作为第二变型，从图2所示的每个驱动单元DU的结构中去除了第四端子T4、软截断电阻器38以及软截断开关元件40。
具体而言，根据第二变型的每个驱动单元DU包括诸如MOSFET 52之类的开关元件，该开关元件连接到放电开关元件30的源极，并且还连接到驱动控制器44(参见虚线框52)。根据第二变型的每个驱动单元DU还包括电源53，该电源53的电位高于开关元件S*#的射极的电位(参见虚线框53)。
具体而言，根据第二变型的驱动控制器44在步骤S24中电接通开关元件，从而使得在发生过电流流过开关元件S*#期间开关元件S*#的栅极的放电速率慢于在没有发生过电流流过开关元件S*#期间开关元件S*#的栅极的放电速率。
第一实施方式至第四实施方式中的每个实施方式构造成使得恒流电源24以恒流控制模式向每个开关元件S*#的断开闭合控制端子供给电荷，但本公开不限于此。具体而言，可以从图2所示的每个驱动单元DU中去除恒流电源24，并且可以将恒压电源22连接到第一端子T1。这使得恒压电源22以恒压控制模式向每个开关元件S*#的断开闭合控制端子供给电荷。
在第一实施方式至第四实施方式的每个实施方式中，IGBT用作每个开关元件S*#，但本公开不限于此。MOSFET可用作每个开关元件S*#。
在第一实施方式至第四实施方式的每个实施方式中，逆变器11用作开关电路，但可以使用诸如全桥电路之类的其它类型的开关电路。
虽然本文已描述了本公开的说明性实施方式，但本公开并不限于本文所描述的实施方式，而是包括本领域技术人员基于本公开内容将领会到的、具有变型、省略、(例如，跨越不同实施方式的方面的)组合、添加和/或替换。权利要求书中的限制基于权利要求书中所采用的语言被宽泛地理解，而不限于本说明书中或者在本申请的审查期间描述的实例，这些实例被理解为非排他性的。

Claims (11)

1.一种过电流判断装置，所述过电流判断装置能应用于开关电路，其特征在于，所述开关电路包括：
开关元件，所述开关元件具有第一主端子和第二主端子及断开闭合控制端子；以及
充电单元，所述充电单元构造成向所述开关元件的所述断开闭合控制端子供给电荷，从而对所述断开闭合控制端子充电，
所述过电流判断装置构造成执行过电流判断程序，以基于是否满足预定条件，来判断过电流是否流过所述开关元件的成对的第一主端子和第二主端子，其中，所述预定条件是所述开关元件的所述断开闭合控制端子处的端子电压高于判断电压，所述过电流判断装置包括：
温度获取器，所述温度获取器构造成获取指示所述开关元件的温度的温度参数作为温度测量值，当所述温度测量值为第一温度时，所述判断电压具有第一电压值；以及
设定器，所述设定器构造成在判断出所述温度测量值为高于所述第一温度的第二温度时，将所述判断电压设定为第二电压值，所述第二电压值是低于所述第一电压值且高于所述第二温度中的所述开关元件的米勒电压的值。
2.如权利要求1所述的过电流判断装置，其特征在于，
将端子电压高于判断电压的条件确定为第一条件，
所述预定条件包括第二条件，所述第二条件是端子间电流参数高于电流相关判断值，其中所述端子间电流参数指示流过成对的第一主端子和第二主端子的端子间电流，
将所述第二电压值设定为低于边界电压，所述边界电压是：在假定过电流流过所述开关元件的成对的第一主端子和第二主端子的情况下，当所述端子间电流参数达到所述电流相关判断值时的时刻处的端子电压的值。
3.如权利要求2所述的过电流判断装置，其特征在于，还包括：
电压获取器，所述电压获取器用于获取所述端子电压；
电流参数获取器，所述电流参数获取器用于获取指示所述端子间电流的所述端子间电流参数；以及
判断器，所述判断器构造成：判断是否满足所述第一条件，判断是否满足所述第二条件，其中，
所述第一条件是由所述电压获取器获取的所述端子电压高于所述判断电压，
所述第二条件是所述端子间电流参数的值高于所述电流相关判断值，
在判断器判断为满足所述第一条件和所述第二条件时，判断为过电流流过所述开关元件。
4.如权利要求1所述的过电流判断装置，其特征在于，
所述开关元件包括彼此并联连接的至少第一开关元件和第二开关元件，
所述温度获取器构造成获取分别指示所述至少第一开关元件和第二开关元件的温度的至少第一温度参数和第二温度参数作为所述温度参数，所述至少第一温度参数和第二温度参数分别被称为至少第一温度测量值和第二温度测量值，
所述设定器具有相关数据，所述相关数据指示所述判断电压与所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的每个温度测量值之间的关系，使得所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的每个温度测量值越高，所述判断电压越低，
所述设定器构造成将所述第一开关元件和所述第二开关元件中的每个开关元件的所述判断电压的值共同设定为所述相关数据的选定值，所述选定值对应于所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的最低值。
5.一种过电流判断装置，能应用于开关电路，所述开关电路包括：
彼此并联连接的至少第一开关元件和第二开关元件，所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件具有第一主端子和第二主端子及断开闭合控制端子；以及
充电单元，所述充电单元构造成向所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的所述断开闭合控制端子供给电荷，从而对所述断开闭合控制端子充电，
所述过电流判断装置构造成执行过电流判断程序，以基于是否满足预定条件，来对过电流是否流过所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的成对的第一主端子和第二主端子，其中，所述预定条件是所述至少第一开关元件和第二开关元件中的对应的开关元件的所述断开闭合控制端子处的端子电压高于判断电压，所述过电流判断装置包括：
温度获取器，所述温度获取器构造成获取分别指示所述至少第一开关元件和第二开关元件的温度的至少第一温度参数和第二温度参数，所述至少第一温度参数和第二温度参数分别被称为至少第一温度测量值和第二温度测量值；以及
设定器，所述设定器具有相关数据，所述相关数据指示所述判断电压与所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的每个温度测量值之间的关系，使得所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的每个温度测量值越高，所述判断电压越低，
所述设定器构造成将所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的所述判断电压的值共同设定为相关数据的选定值，所述选定值对应于所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的最低值。
6.如权利要求4或5所述的过电流判断装置，其特征在于，
所述充电单元具有充电端子，所述充电端子用于对所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的断开闭合控制端子充电，
所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的所述断开闭合控制端子连接到所述充电单元的所述充电端子，
所述过电流判断装置还包括：
电压获取器，所述电压获取器构造成获取所述充电端子处的电压，从而获取所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的端子电压。
7.如权利要求6所述的过电流判断装置，其特征在于，还包括：
电流参数获取器，所述电流参数获取器构造成获取端子间电流参数，所述端子间电流参数指示所述至少第一开关元件和第二开关元件中的每个开关元件的端子间电流；以及
判断器，所述判断器构造成针对所述至少第一开关元件和第二开关元件中的至少一个开关元件，判断是否满足第一条件，并且判断是否满足第二条件，其中，
所述第一条件是由所述电压获取器获取的所述至少第一开关元件和第二开关元件中的至少一个开关元件的端子电压高于所述判断电压，
所述第二条件是对应的端子间电流参数的值高于所述电流相关判断值，
在判断器判断为满足所述第一条件和所述第二条件时，判断为过电流流过所述至少第一开关元件和第二开关元件中的至少一个开关元件。
8.如权利要求1或2所述的过电流判断装置，其特征在于，
所述开关元件包括彼此并联连接的至少第一开关元件和第二开关元件，
所述温度获取器构造成获取第一温度参数和第二温度参数作为温度参数，其中，所述第一温度参数指示所述第一开关元件的温度作为第一温度测量值，所述第二温度参数指示所述第二开关元件的温度作为第二温度测量值，
所述设定器具有相关数据，所述相关数据指示所述判断电压与所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的每个温度测量值之间的关系，使得所述至少第一温度测量值和第二温度测量值中的每个温度测量值越高，所述判断电压越低，
所述设定器构造成将所述第一开关元件和所述第二开关元件中的每个开关元件的判断电压的值单独设定为所述相关数据的选定值，所述第一开关元件的所述选定值对应于所述第一温度测量值，所述第二开关元件的所述选定值对应于所述第二温度测量值。
9.如权利要求8所述的过电流判断装置，其特征在于，还包括：
电压获取器，所述电压获取器构造成获取所述充电端子处的电压，从而获取所述第一开关元件和所述第二开关元件中的每个开关元件的端子电压；
电流参数获取器，所述电流参数获取器构造成获取端子间电流参数，所述端子间电流参数指示所述第一开关元件和所述第二开关元件中的每个开关元件的端子间电流；以及
判断器，所述判断器构造成针对所述第一开关元件和所述第二开关元件中的至少一个开关元件，判断是否满足第一条件，并且判断是否满足第二条件，其中，
所述第一条件是由所述电压获取器获取的所述第一开关元件和所述第二开关元件中的至少一个开关元件的端子电压高于所述判断电压，
所述第二条件是对应的端子间电流参数的值高于所述电流相关判断值，
在判断器判断为满足所述第一条件和所述第二条件时，判断为过电流流过所述第一开关元件和所述第二开关元件中的至少一个开关元件。
10.如权利要求3、7、9中任一项所述的过电流判断装置，其特征在于，还包括：
正常截断单元，所述正常截断单元构造成在判断为没有过电流流过所述开关元件时，以第一放电速率对所述开关元件的所述断开闭合控制端子放电；以及
软截断单元，所述软截断单元构造成在判断为过电流流过所述开关元件时，以第二放电速率对所述开关元件的所述断开闭合控制端子放电，从而强制截断所述开关元件，所述第二放电速率低于所述第一放电速率。
11.一种驱动单元，其特征在于，包括：
开关电路，所述开关电路包括开关元件和充电单元，所述开关元件具有第一主端子和第二主端子及断开闭合控制端子，所述充电单元构造成向所述开关元件的所述断开闭合控制端子供给电荷，从而对所述断开闭合控制端子充电；以及
驱动控制器，所述驱动控制器构造成：
执行过电流判断程序，以基于是否满足预定条件，来判断过电流是否流过所述开关元件的成对的第一主端子和第二主端子，其中，所述预定条件是所述开关元件的所述断开闭合控制端子处的端子电压高于判断电压；
获取指示所述开关元件的温度的温度参数作为温度测量值，当所述温度测量值为第一温度时，所述判断电压具有第一电压值；并且
在判断出所述温度测量值为高于所述第一温度的第二温度时，将所述判断电压设定为第二电压值，所述第二电压值是低于所述第一电压值且高于所述第二温度中的所述开关元件的米勒电压的值。
CN201811310887.9A 2017-11-06 2018-11-06 过电流判断装置和使用该过电流判断装置的驱动单元 Active CN109756012B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-214168 2017-11-06
JP2017214168A JP6954013B2 (ja) 2017-11-06 2017-11-06 判定装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109756012A true CN109756012A (zh) 2019-05-14
CN109756012B CN109756012B (zh) 2023-10-10

Family

ID=66328492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811310887.9A Active CN109756012B (zh) 2017-11-06 2018-11-06 过电流判断装置和使用该过电流判断装置的驱动单元

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11133795B2 (zh)
JP (1) JP6954013B2 (zh)
CN (1) CN109756012B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112688674A (zh) * 2020-12-15 2021-04-20 郑州嘉晨电器有限公司 一种功率开关管的过流保护电路

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6919592B2 (ja) * 2018-02-09 2021-08-18 トヨタ自動車株式会社 スイッチング回路
EP3654506A1 (de) * 2018-11-16 2020-05-20 Siemens Aktiengesellschaft Überstromerkennung eines elektronischen schalters
WO2023187863A1 (ja) * 2022-03-28 2023-10-05 日立Astemo株式会社 駆動回路、駆動回路の制御方法
JP2024014300A (ja) 2022-07-22 2024-02-01 株式会社豊田自動織機 インバータ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103208908A (zh) * 2012-01-12 2013-07-17 株式会社电装 开关元件的驱动器及使用该驱动器的旋转机器的控制系统
CN103493373A (zh) * 2011-04-27 2014-01-01 康奈可关精株式会社 半导体开关元件驱动电路
CN105337597A (zh) * 2014-08-05 2016-02-17 株式会社电装 用于半导体开关元件的驱动电路和具有驱动电路的半导体开关元件模块

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5500107B2 (ja) * 2011-03-09 2014-05-21 株式会社デンソー スイッチング素子の駆動回路
US20120242376A1 (en) * 2011-03-24 2012-09-27 Denso Corporation Load drive apparatus and semiconductor switching device drive apparatus
JP6094410B2 (ja) * 2013-07-12 2017-03-15 株式会社デンソー スイッチング素子の駆動回路
JP5920316B2 (ja) * 2013-11-07 2016-05-18 株式会社デンソー スイッチング素子の駆動装置
JP2017079534A (ja) * 2015-10-20 2017-04-27 トヨタ自動車株式会社 ゲート制御回路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103493373A (zh) * 2011-04-27 2014-01-01 康奈可关精株式会社 半导体开关元件驱动电路
CN103208908A (zh) * 2012-01-12 2013-07-17 株式会社电装 开关元件的驱动器及使用该驱动器的旋转机器的控制系统
CN105337597A (zh) * 2014-08-05 2016-02-17 株式会社电装 用于半导体开关元件的驱动电路和具有驱动电路的半导体开关元件模块

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112688674A (zh) * 2020-12-15 2021-04-20 郑州嘉晨电器有限公司 一种功率开关管的过流保护电路

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019088084A (ja) 2019-06-06
US20190137547A1 (en) 2019-05-09
US11133795B2 (en) 2021-09-28
JP6954013B2 (ja) 2021-10-27
CN109756012B (zh) 2023-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109756012A (zh) 过电流判断装置和使用该过电流判断装置的驱动单元
US9461457B2 (en) Driver for target switching element and control system for machine using the same
CN103208908B (zh) 开关元件的驱动器及使用该驱动器的旋转机器的控制系统
US8513953B2 (en) Power supply device and method for making decision as to contactor weld of power supply device
US9240739B2 (en) Driving system for driving switching element
JP5341842B2 (ja) 電源回路及び電力変換装置
CN102723854B (zh) 用于开关元件的驱动电路
US20130234510A1 (en) Electric vehicle inverter device
US9543749B2 (en) Driver for switching element and control system for rotary machine using the same
WO2011118259A1 (ja) 放電制御装置
CN111952933B (zh) 驱动电路
US7714544B2 (en) Switching device for bi-directionally equalizing charge between energy accumulators and corresponding methods
US10236816B2 (en) Motor inverter
JP2010283973A (ja) パワースイッチング素子の駆動装置
CN102969918B (zh) 三相桥式逆变器系统及紧急下短路保护电路
JP2013051849A (ja) 電源装置
US20200161878A1 (en) Charging device
JP2012147624A (ja) スイッチング素子の駆動回路
CN113711481B (zh) 驱动电路
JP5070992B2 (ja) パワースイッチング素子の駆動装置及び電力変換システム
CN109245505A (zh) 用于功率装置的母线电容放电方法、系统及装置
US10615682B2 (en) Electrically driven vehicle inverter device
JP2019004594A (ja) 車両の電源装置
WO2022019038A1 (ja) 電力変換器の制御回路
US20200195156A1 (en) Control device of three-terminal static dc converter

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant