CN111183574B - 开关驱动电路 - Google Patents

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Abstract

在上臂开关(SWH)、下臂开关(SWL)所具有的体二极管(DH、DL)中，将死区时间中回流电流流动的二极管设为对象二极管，在上臂开关、下臂开关中，将具有对象二极管的开关设为对象开关，并将剩余开关设为相对臂开关。驱动电路(DrCH、DrCL)在从对象开关刚切换为断开状态之后的死区时间的开始时刻以后的时刻，到相对臂开关成为接通状态的期间的中途为止的期间内，将对象开关的控制端子相对于第二端子的电位差维持为负电压，之后，直到下次的死区时间结束为止，将上述电位差维持为断开电压。

Description

开关驱动电路
技术领域
本发明涉及一种开关驱动电路，上述开关驱动电路驱动具有体二极管的上臂开关、下臂开关。
背景技术
作为这种驱动电路，已知驱动彼此串联连接的上臂开关、下臂开关的驱动电路。上臂开关、下臂开关例如是MOSFET，具有第一端子、第二端子及控制端子。通过控制端子相对于第二端子的电位差为阈值电压以上，上臂开关、下臂开关设为允许第一端子与第二端子之间的电流流通的接通状态。另一方面，通过上述电位差小于阈值电压，上臂开关、下臂开关被设为阻止从第一端子朝第二端子的方向的电流的流通的断开状态。驱动电路隔着死区时间使上臂开关、下臂开关交替地成为接通状态。
上臂开关、下臂开关具有在第一端子与控制端子之间、第二端子与控制端子之间分别形成的反馈电容。例如，在下臂开关处于断开状态的情况下，如果上臂开关切换为接通状态，则会经由反馈电容向下臂开关的控制端子供给电荷。在这种情况下，控制端子相对于第二端子的电位差为阈值电压以上，尽管想要将下臂开关维持为断开状态，但仍会发生下臂开关被错误地切换成接通状态的现象。以下，将该现象称为自开通。
作为用于抑制自开通的发生的技术，在专利文献1中公开了如下技术：在从上臂开关被切换为接通状态之前的时刻起至下次的死区时间结束为止的期间，将控制端子相对于下臂开关的第二端子的电位差保持为小于0的负电压。由此，抑制下臂开关的自开通的发生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2016/143023号公报
发明内容
在控制端子相对于第二端子的电位差被保持在负电压的情况下，与上述电位差为0以上且保持在小于阈值电压的情况相比，可能会加剧开关劣化。因此，为了抑制开关劣化的加剧，优选缩短保持在负电压的期间。
本发明的主要目的在于提供一种能够抑制开关劣化加剧的开关驱动电路。
本发明是驱动具有体二极管的上臂开关及下臂开关的开关驱动电路。上述上臂开关和上述下臂开关分别具有第一端子、第二端子和控制端子，上述上臂开关的上述第二端子连接到上述下臂开关的上述第一端子。上述上臂开关及上述下臂开关分别构成为，通过上述控制端子相对于上述第二端子的电位差为阈值电压以上，成为允许上述第一端子和上述第二端子之间的电流流通的接通状态，通过上述控制端子相对于上述第二端子的电位差小于上述阈值电压，成为阻止从上述第一端子朝向上述第二端子的方向的电流流通的断开状态。本发明包括：电压调节部，上述电压调节部被通电控制，从而对上述上臂开关及上述下臂开关各自的上述控制端子的施加电压进行调节；以及控制部，上述控制部对上述电压调节部进行通电控制，以隔着死区时间使上述上臂开关及上述下臂开关交替地成为接通状态。在上述上臂开关及上述下臂开关各自具有的上述体二极管中，将在上述死区时间中回流电流流动的二极管设为对象二极管，在上述臂开关及上述下臂开关中，将具有上述对象二极管的开关设为对象开关，将剩余开关设为相对臂开关，将0以上且小于上述阈值电压的电压设为断开电压，将小于0的电压设为负电压，在这种情况下，上述控制部对上述电压调节部进行通电控制，使得在从上述对象开关刚被切换为断开状态之后的上述死区时间中的该死区时间的开始时刻以后的时刻，到上述相对臂开关成为接通状态的期间中途的期间，将上述对象开关的上述控制端子相对于上述第二端子的电位差维持为上述负电压，之后，直到下次的上述死区时间结束为止，将上述对象开关的上述控制端子相对于上述第二端子的电位差维持在上述断开电压。
在本发明中，如上所述地定义了对象二极管、对象开关、相对臂开关、断开电压及负电压。这里，将从对象开关刚被切换为断开状态之后的死区时间中的该死区时间的开始时刻以后的时刻，到相对臂开关成为接通状态的期间的中途为止的期间设为规定期间。在这种情况下，在相对臂开关被切换为接通状态时，为了抑制对象开关的自开通的发生，在上述规定期间内，维持对象开关的控制端子相对于第二端子的电位差为负电压即可。
因此，本发明的控制部对电压调节部进行通电控制，以在从对象开关刚切换为断开状态之后的死区时间中的该死区时间的开始时刻以后的时刻，到相对臂开关成为接通状态的期间的中途为止的期间内，将对象开关的控制端子相对于第二端子的电位差维持为负电压。由此，抑制对象开关的自开通的发生。
进而，控制部对电压调节部进行通电控制，以在下次的死区时间结束之前，将对象开关的控制端子相对于第二端子的电位差维持为断开电压。由此，与上述专利文献1记载的结构相比，能够缩短维持为负电压的期间，能够抑制开关劣化的加剧。
附图说明
参照附图和以下详细的记述，可以更明确本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下上述。
图1是示出第一实施方式的旋转电机的控制系统的整体结构的图。
图2是示出上、下臂驱动电路的结构的图。
图3是示出上、下臂开关的特性的图。
图4是示出上、下臂开关的栅极电压的推移的时序图。
图5是示出在相电流为正的情况下的电流流通方式的图。
图6是示出在相电流为负的情况下的电流流通方式的图。
图7是示出上臂开关的驱动处理的步骤的流程图。
图8是示出下臂开关的驱动处理的步骤的流程图。
图9是示出在第二实施方式所涉及的相电流为正的情况下的上、下臂开关的栅极电压的推移的时序图。
图10是示出在相电流为负的情况下，上、下臂开关的栅极电压的推移的时序图。
图11是示出上臂开关的驱动处理的步骤的流程图。
图12是示出下臂开关的驱动处理的步骤的流程图。
图13是示出第三实施方式的上、下臂驱动电路的结构的图。
图14是示出上臂开关的驱动处理的步骤的流程图。
图15是示出下臂开关的驱动处理的步骤的流程图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图，对本发明的将开关的驱动电路具体化的第一实施方式进行说明。
如图1所示，控制系统包括旋转电机10、作为电力转换器的逆变器20、以及将旋转电机10作为控制对象的控制装置30。在本实施方式中，旋转电机10包括星形连接的三相的绕组11。旋转电机10例如是同步机。
旋转电机10经由逆变器20与直流电源21连接。直流电源21例如是二次电池。另外，在直流电源21和逆变器20之间设有平滑电容22。
逆变器20包括三相的上臂开关SWH和下臂开关SWL的串联连接体。在本实施方式中，作为各开关SWH、SWL，使用了N通道MOSFET，上述N通道MOSFET是单极元件且是SiC或GaN等宽带隙半导体。上臂开关SWH内置有作为体二极管的上臂二极管DH，下臂开关SWL内置有作为体二极管的下臂二极管DL。在本实施方式的各开关SWH、SWL中，漏极相当于第一端子，源极相当于第二端子，栅极相当于控制端子。
在各相中，旋转电机10的绕组11的第一端连接到上臂开关SWH的源极与下臂开关SWL的漏极的连接点。各相的绕组11的第二端在中性点连接。另外，在本实施方式中，绕组11相当于感应负载。
控制系统包括相电流检测部23。相电流检测部23对流向旋转电机10的各相电流中的至少两相的电流进行检测。
控制器30控制逆变器20，以将旋转电机10的控制量控制为其指令值。控制量例如是扭矩。为了在隔着死区时间的同时将上、下臂开关SWH、SWL交替地接通，控制装置30将对应于上、下臂开关SWH、SWL的上、下臂驱动信号SgH、SgL向针对上、下臂开关SWH、SWL分别设置的上、下臂驱动电路DrCH、DrCL输出。驱动信号设为接通指令和断开指令中的任一个，上述接通指令指示切换为开关的接通状态，上述断开指令指示切换为开关的断开状态。
接着，使用图2对各驱动电路DrCH、DrCL进行说明。
首先，对上臂驱动电路DrCH进行说明。上臂驱动电路DrCH包括上臂充电开关41、上臂第一开关42、上臂第二开关43、上臂第一电阻44、上臂第二电阻45、上臂控制部46、上臂恒定电压电源47以及上臂负电源48。上臂恒定电压电源47经由未图示的充电用电阻和上臂充电开关41连接有上臂驱动电路DrCH的第一上臂端子TH1。上臂开关SWH的栅极连接到第一上臂端子TH1。
上臂驱动电路DrCH的第二上臂端子TH2经由上臂第一电阻44和上臂第一开关42连接到第一上臂端子TH1。上臂开关SWH的源极连接到第二上臂端子TH2。上臂负电源48的正极端子连接到第二上臂端子TH2。上臂负电源48的负极端子经由上臂第二电阻45和上臂第二开关43连接到第一上臂端子TH1。
上臂开关SWH包括上臂感应端子StH，上述上臂感应端子StH输出与流向自身的漏极电流相关的微小电流。上臂感应电阻49的第一端连接到上臂感应端子StH，第二上臂端子TH2和上臂开关SWH的源极连接到上臂感应电阻49的第二端。通过从上臂感应端子StH输出的微小电流，上臂感应电阻49产生电压下降。在本实施方式中，将相对于上臂开关SWH的源极电位的上臂感应电阻49的第一端侧的电位称为上臂感应电压VsH。上臂驱动电路DrCH的第三上臂端子TH3连接到上臂感应电阻49的第一端。上臂控制部46经由第三上臂端子TH3获取上臂感应电压VsH。另外，在本实施方式中，将上臂开关SWH的源极电位设为0，将上臂感应电阻49的第一端侧的电位高于源极电位的情况下的上臂感应电压VsH定义为正。另外，在本实施方式中，上臂充电开关41、上臂第一开关42、上臂第二开关43、上臂第一电阻44、上臂第二电阻45、上臂恒定电压电源47及上臂负电源48相当于上臂电压调节部。
上臂控制部46经由上臂驱动电路DrCH的第四上臂端子TH4，获取从控制装置30输出的上臂驱动信号SgH。上臂控制部46在判断为获取的上臂驱动信号SgH是接通指令的情况下，通过充电处理，将上臂开关SWH切换为接通状态。充电处理是使上臂充电开关41成为接通状态、且使上臂第一开关42及上臂第二开关43成为断开状态的处理。通过充电处理，上臂开关SWH的栅极电压VgsH成为阈值电压Vth以上。其结果是，上臂开关SWH从断开状态切换为接通状态。阈值电压Vth是将开关从接通状态及断开状态中的一个状态切换为另一个状态的电压。上臂控制部46在判断为上臂驱动信号SgH是断开指令的情况下，通过放电处理，将上臂开关SWH切换为断开状态。放电处理是使上臂充电开关41成为断开状态、且使上臂第一开关42、第二开关43中的一个成为接通状态并使另一个成为断开状态的处理。通过放电处理，上臂开关SWH的栅极电压VgsH小于阈值电压Vth。其结果是，上臂开关SWH从接通状态切换为断开状态。
接着，对下臂驱动电路DrCL进行说明。下臂驱动电路DrCL包括下臂充电开关51、下臂第一开关52、下臂第二开关53、下臂第一电阻54、下臂第二电阻55、下臂控制部56、下臂恒定电压电源57以及下臂负电源58。另外，下臂驱动电路DrCL包括第一下臂端子TL1～第四下臂端子TL4。在本实施方式中，下臂驱动电路DrCL的结构基本上与上臂驱动电路DrCH的结构相同。因此，省略下臂驱动电路DrCL的详细说明。另外，在本实施方式中，下臂充电开关51、下臂第一开关52、下臂第二开关53、下臂第一电阻54、下臂第二电阻55、下臂恒定电压电源57及下臂负电源58相当于下臂电压调节部。
下臂开关SWL包括下臂感应端子StL，上述下臂感应端子StL输出与流向自身的漏极电流相关的微小电流。下臂感应电阻59的第一端连接到下臂感应端子StL，第二下臂端子TL2和下臂开关SWL的源极连接到下臂感应电阻59的第二端。在本实施方式中，相对于下臂开关SWL的源极电位的下臂感应电阻59的第一端侧的电位称为下臂感应电压VsL。第三下臂端子TL3连接到下臂感应电阻59的第一端。下臂控制部56经由第三下臂端子TL3获取下臂感应电压VsL。
接着，使用图3，对本实施方式的上、下臂开关SWH、SWL的特性进行说明。另外，在以下的说明中，关于开关的栅极和源极间电压Vgs，在栅极电位高于源极电位的情况下定义为正。另外，关于漏极电流Ids，在从漏极侧流向源极侧的情况下定义为正。
在栅极和源极间电压Vgs高于0的情况下，从漏极侧朝源极侧以及从源极侧朝漏极侧双方都允许漏极电流Ids的流通。在这种情况下，在开关的体二极管内也能够进行从源极侧朝漏极侧的电流的流通。另一方面，在栅极和源极间电压Vgs小于0的情况下，漏极电流Ids仅沿负方向流动。即，在栅极与源极间电压Vgs小于0的情况下，在体二极管内电流仅从源极侧流向漏极侧。在栅极和源极间电压Vgs小于0的情况下，栅极和源极间Vgs的绝对值越高，在某个漏极电流Ids流动的情况下产生的漏极和源极间电压Vds就越高。即，在栅极和源极间电压Vgs小于0的情况下，栅极和源极间Vgs的绝对值越高，在某个漏极电流Ids流动的情况下由体二极管产生的导通损失就越大。
接着，对开关错误地被切换为接通状态的自开通进行说明。上臂开关SWH、下臂开关SWL具有在漏极和栅极之间、源极和栅极之间分别形成的反馈电容。由于反馈电容的存在，例如，尽管想要将下臂开关SWL维持为断开状态，但仍然会发生下臂开关SWL的自开通。因此，在本实施方式中，执行将栅极电压维持为小于0的负电压的处理。以下，使用图4～图6对该处理进行说明。
图4(a)示出了上臂驱动信号SgH的推移，图4(b)示出了下臂驱动信号SgL的推移。图4(c)示出了上臂开关SWH的栅极电压VgsH的推移，图4(d)示出了下臂开关SWL的栅极电压VgsL的推移。
在图4中，Vp表示上臂充电开关41为接通状态、上臂第一开关42、上臂第二开关43为断开状态情况下的栅极电压即接通电压。在本实施方式中，接通电压Vp是高于阈值电压Vth的电压(例如20V)。Vc表示上臂充电开关41及上臂第二开关43为断开状态、上臂第一开关42为接通状态情况下的栅极电压即断开电压。断开电压Vc是小于阈值电压Vth的电压，在本实施方式中是0V。Vn表示上臂充电开关41及上臂第一开关42为断开状态、上臂第二开关43为接通状态情况下的栅极电压即负电压。负电压Vn是小于0的电压(例如-5V)。
使用图4和图5，对相电流的流通方向为正方向的情况进行说明。在本实施方式中，将从上臂开关SWH、下臂开关SWL的连接点向绕组11的方向流动的相电流定义为正方向。在本实施方式中，在相电流的流通方向为正方向的情况下，下臂二极管DL相当于对象二极管，下臂开关SWL相当于对象开关，上臂开关SWH相当于相对臂开关。
在第一期间P1中，如图5(a)所示，上臂开关SWH成为接通状态，下臂开关SWL成为断开状态。其结果是，电流从上臂开关SWH的漏极侧经由源极流向绕组11。
时刻t1～t2所示的第二期间P2是死区时间DT。在本实施方式中，死区时间DT是上臂开关SWH和下臂开关SWL双方都处于断开状态的期间。因此，在第二期间P2中，如图5(b)所示，上臂开关SWH和下臂开关SWL双方都处于断开状态。在这种情况下，回流电流经由下臂二极管DL流向绕组11。在第二期间P2中，由于下臂开关SWL的栅极电压VgsL被设为断开电压Vc(0V)，因此，与栅极电压VgsL被设为负电压Vn的情况相比，可以减少在死区时间DT中由于回流电流在下臂二极管DL中流动导致的导通损失。
在时刻t2～t4所示的第三期间P3中，如图5(c)所示，上臂开关SWH为断开状态，下臂开关SWL为接通状态。其结果是，回流电流从下臂开关SWL的源极侧经由漏极流向绕组11
时刻t4～t5所示的第四期间P4是死区时间DT。在第四期间P4中，如图5(d)所示，上臂开关SWH和下臂开关SWL双方都处于断开状态。其结果是，回流电流经由下臂二极管DL流向绕组11。在从第四期间P4的开始时刻t4到第四期间P4的结束时刻t5之后的时刻t6为止的期间内，下臂开关SWL的栅极电压VgsL被维持为负电压Vn。因此，能够抑制在时刻t5随着上臂开关SWH被切换为接通状态而在下臂开关SWL中发生自开通。进而，在从时刻t6到下次的死区时间结束为止的期间内，下臂开关SWL的栅极电压VgsL能够维持为断开电压Vc而不是负电压Vn。其结果是，能够缩短维持为负电压Vn的期间，能够抑制下臂开关SWL劣化的加剧。
使用图4和图6，对相电流的流通方向为负方向的情况进行说明。在本实施方式中，在相电流的流通方向为负方向的情况下，上臂二极管DH相当于对象二极管，上臂开关SWH相当于对象开关，下臂开关SWL相当于相对臂开关。
在第三期间P3中，如图6(a)所示，上臂开关SWH成为接通状态，下臂开关SWL成为断开状态。其结果是，电流从绕组11经由上臂开关SWH的漏极流向源极侧。
接下来的第四期间P4是死区时间DT，在第四期间P4中，如图6(b)所示，上臂开关SWH和下臂开关SWL双方都处于断开状态。其结果是，回流电流从绕组11经由上臂二极管DH流动。在第四期间P4中，由于上臂开关SWH的栅极电压VgsH被设为断开电压Vc(0V)，因此，能够降低在死区时间DT中由于回流电流流向上臂二极管DH而引起的导通损失。
在第一期间P1中，如图6(c)所示，上臂开关SWH处于接通状态，下臂开关SWL处于断开状态。其结果是，回流电流从绕组11经由上臂开关SWH的源极流向漏极侧。
第二期间P2是死区时间DT，在第二期间P2中，如图6(d)所示，上臂开关SWH和下臂开关SWL双方都处于断开状态。其结果是，回流电流从绕组11经由上臂二极管DH流动。从第二期间P2的开始时刻t1到第二期间P2的结束时刻t2之后的时刻t3为止的期间内，上臂开关SWH的栅极电压VgsH被设为负电压Vn。因此，能够抑制在时刻t2随着下臂开关SWL被切换为接通状态而在上臂开关SWH中发生自开通。进而，在从时刻t3到下次的死区时间结束为止的期间内，上臂开关SWH的栅极电压VgsH能够维持为断开电压而不是负电压Vn。其结果是，能够缩短维持为负电压Vn的期间，能够抑制上臂开关SWH劣化的加剧。
图7示出了由上臂控制部46执行的上臂开关SWH的驱动处理的步骤。例如，每隔规定的处理周期反复执行该处理。
在步骤S10中，判断上臂保持标志FaH是否为1。上臂保持标志FaH通过1表示栅极电压VgsH被保持为负电压Vn，通过0表示栅极电压VgsH未被保持为负电压Vn。在本实施方式中，上臂保持标志FaH的初始值为0。
在步骤S11中，基于所获取的上臂驱动信号SgH，判断在当前的处理周期中上臂驱动信号SgH是否从接通指令切换为断开指令。
在步骤S11中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S12，判断上臂驱动信号SgH是否为接通指令。在步骤S12中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S13，将上臂充电开关41设为接通状态，将上臂第一开关42、上臂第二开关43设为断开状态。由此，栅极电压VgsH被设为接通电压Vp。
在步骤S11中判断为上臂驱动信号SgH已从接通指令切换为断开指令的情况下，前进至步骤S14。在步骤S14中，判断是否为将栅极电压VgsH切换为断开电压Vc(0V)的时刻。切换为断开电压Vc的时刻是下臂开关SWL切换为接通状态之后的时刻，是上臂开关SWH不发生自开通的时刻。在步骤S14中，例如，通过上臂驱动电路DrCH包括的计时器等计时部对从步骤S11中作出肯定判断开始的经过时间进行计时，在判断为所计时的经过时间达到第一规定时间的情况下，在步骤S14中作出肯定判断即可。
在步骤S14中做出否定判断的情况下，前进至步骤S15，将上臂充电开关41及上臂第一开关42设为断开状态，将上臂第二开关43设为接通状态。由此，栅极电压VgsH被设为负电压Vn。另外，将上臂保持标志FaH设为1。
在步骤S14中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S16，将上臂保持标志FaH设为0。然后，前进至步骤S17，将上臂第二开关43切换为断开状态，将上臂第一开关42切换为接通状态。由此，栅极电压VgsH被设为断开电压Vc(0V)。另外，即使在步骤S12中判断为上臂驱动信号SgH是断开指令的情况下，也前进至步骤S17。
图8示出了由下臂控制部56执行的下臂开关SWL的驱动处理的步骤。例如，每隔规定的处理周期反复执行该处理。
在步骤S30中，判断下臂保持标志FaL是否为1。下臂保持标志FaL通过1表示栅极电压VgsL被保持为负电压Vn，通过0表示栅极电压VgsL未被保持为负电压Vn。在本实施方式中，下臂保持标志FaL的初始值为0。
在步骤S31中，基于所获取的下臂驱动信号SgL，判断在当前的处理周期中下臂驱动信号SgL是否从接通指令切换为断开指令。
在步骤S31中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S32，判断下臂驱动信号SgL是否为接通指令。在步骤S32中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S33，将下臂充电开关51设为接通状态，将下臂第一开关52、下臂第二开关53设为断开状态。由此，栅极电压VgsL被设为接通电压Vp。
在步骤S31中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S34，判断是否为将栅极电压VgsL切换为断开电压Vc(0V)的时刻。切换为断开电压Vc的时刻是上臂开关SWH切换为接通状态之后的时刻，是下臂开关SWL不发生自开通的时刻。在步骤S34中，例如，通过下臂驱动电路DrCL包括的计时器等计时部对从步骤S31中作出肯定判断开始的经过时间进行计时，在判断为所计时的经过时间达到第二规定时间的情况下，在步骤S34中作出肯定判断即可。另外，第二规定时间可以是与上述步骤S14的第一规定时间相同的时间，也可以是不同的时间。
在步骤S34中做出否定判断的情况下，前进至步骤S35，将下臂充电开关51及下臂第一开关52设为断开状态，将下臂第二开关53设为接通状态。由此，栅极电压VgsL被设为负电压Vn。另外，将下臂保持标志FaL设为1。
在步骤S34中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S36，将下臂保持标志FaL设为0。然后，前进至步骤S37，将下臂第二开关53切换为断开状态，将下臂第一开关52切换为接通状态。由此，栅极电压VgsL被设为断开电压Vc(0V)。另外，在步骤S32中做出否定判断的情况下，也前进至步骤S37。
根据以上详述的本实施方式，能够抑制构成逆变器20的上、下臂开关SWH、SWL的自开通的发生，且缩短负电压Vn的维持期间。由此，能够抑制上臂开关SWH和下臂开关SWL劣化的加剧。
(第二实施方式)
以下，参照附图，以与第一实施方式的不同点为中心，对第二实施方式进行说明。在本实施方式中，在相电流的流通方向为正的情况下，如图9所示，在死区时间DT与下臂开关SWL处于接通状态的各个期间中，上臂开关SWH的栅极电压VgsH被设为断开电压Vc。即，在相电流的流通方向为正的情况下，上臂开关SWH的栅极电压VgsH不被设为负电压Vn。另一方面，在相电流的流通方向为负的情况下，如图10所示，在死区时间DT与上臂开关SWH处于接通状态的各个期间中，下臂开关SWL的栅极电压VgsL被设为断开电压Vc。即，在相电流的流通方向为负的情况下，下臂开关SWL的栅极电压VgsL不被设为负电压Vn。以上说明的结构是鉴于根据相电流的流通方向而可能发生自开通的状况发生变化的情况，用于进一步抑制上臂开关SWH、下臂开关SWL劣化的加剧。另外，图9、图10对应于上述图4。
图11示出了由上臂控制部46执行的上臂开关SWH的驱动处理的步骤。例如，每隔规定的处理周期反复执行该处理。另外，在图11中，为了方便，对于与上述图7所示的处理相同的处理标注相同的符号。
在步骤S20中，判断在后述的步骤S23中获取的上臂感应电压VsH是否为负值。在步骤S23中获取的上臂感应电压VsH是在上臂驱动信号SgH为接通指令的期间中最近获取的上臂感应电压VsH。
在步骤S20中判断为负值的情况下，前进至步骤S21，将上臂判断标志FbH设为0。上臂判断标志FbH通过0表示相电流的流通方向是负方向，通过1表示流通方向是正方向。在本实施方式中，上臂判断标志FbH的初始值为0。
在步骤S20中判断为上臂感应电压VsH为0以上的情况下，前进至步骤S22，将上臂判断标志FbH设为1。在步骤S21或S22的处理结束后，前进至步骤S10。
在步骤S11中做出否定判断，并在步骤S12中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S23。在步骤S23中，获取上臂感应电压VsH。
在步骤S11中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S24，判断上臂判断标志FbH是否为0。在判断出上臂判断标志FbH为0的情况下，前进至步骤S14。另一方面，在判断出上臂判断标志FbH为1的情况下，前进至步骤S17。因此，在上臂驱动信号SgH被设为断开指令的情况下，栅极电压VgsH不为负电压Vn。
图12示出了由下臂控制部56执行的下臂开关SWL的驱动处理的步骤。例如，每隔规定的处理周期反复执行该处理。另外，在图12中，为了方便，对于与上述图8所示的处理相同的处理，标注相同的符号。
在步骤S40中，判断在后述的步骤S43中获取的下臂感应电压VsL是否为负值。
在步骤S40中判断为负值的情况下，前进至步骤S41，将下臂判断标志FbL设为0。下臂判断标志FbL通过0表示相电流的流通方向为负方向，通过1表示流通方向为正方向。在本实施方式中，下臂判断标志FbL的初始值为0。
在步骤S40中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S42，将下臂判断标志FbL设为1。在步骤S41或S42的处理结束后，前进至步骤S30。
在步骤S31中做出否定判断，并在步骤S32中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S43。在步骤S43中，获取下臂感应电压VsL。
在步骤S31中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S44，判断下臂判断标志FbL是否为0。在判断出下臂判断标志FbL为1的情况下，前进至步骤S34。另一方面，在判断出下臂判断标志FbL为0的情况下，前进至步骤S37。因此，在下臂驱动信号SgL被设为断开指令的情况下，栅极电压VgsL不为负电压Vn。
根据以上说明的本实施方式，能够进一步缩短负电压Vn的维持期间，而且，能够进一步抑制上、下臂开关SWH、SWL的劣化的加剧。
<第三实施方式>
以下，参照附图，以与第二实施方式的不同点为中心，对第三实施方式进行说明。在本实施方式中，代替感应电压，基于相电流检测部23的检测值，判别相电流的流通方向。相电流检测部23的检测值经由控制装置30输入到各驱动电路DrCH、DrCL。详细而言，如图13所示，与自身对应的相的相电流信息经由第四上臂端子TH4被输入到上臂控制部46。在图13中，为了方便，对于与上述图2所示的结构相同的结构，标注相同的符号。与自身对应的相的相电流信息经由第四下臂端子TL1被输入到下臂控制部56。另外，图13示出了经由第四上臂端子TH4、第四下臂端子TL4输入相电流信息的结构，但不限于此，也可以是经由与第四上臂端子TH4、第四下臂端子TL4不同的端子输入相电流信息的结构。
图14示出了由上臂控制部46执行的上臂开关SWH的驱动处理的步骤。例如，每隔规定的处理周期反复执行该处理。另外，在图14中，为了方便，对于与上述图11所示的处理相同的处理，标注相同的符号。
在步骤S25中，基于在后述步骤S26中获取的相电流，判断相电流的流通方向是否为负方向。在步骤S26中获取的相电流是在上臂驱动信号SgH为接通指令的期间中最近获取的相电流。
在步骤S25中判断为是负方向的情况下，前进至步骤S21。另一方面，在步骤S25中判断为是正方向的情况下，前进至步骤S22。另外，在步骤S12中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S26，获取相电流。
图15示出了由下臂控制部56执行的下臂开关SWL的驱动处理的步骤。例如，每隔规定的处理周期反复执行该处理。另外，在图15中，为了方便，对于与上述图12所示的处理相同的处理，标注相同的符号。
在步骤S45中，基于在后述步骤S46中获取的相电流，判断相电流的流通方向是否为负方向。
在步骤S45中判断为是负方向的情况下，前进至步骤S41。另一方面，在步骤S45中判断为是正方向的情况下，前进至步骤S42。另外，在步骤S32中做出肯定判断的情况下，前进至步骤S46，获取相电流。
<其它实施方式>
另外，上述各实施方式也可进行以下变更来实施。
·在第三实施方式中，检测感应电压的结构不是各驱动电路DrCH、DrCL所必须的。
·在第一实施方式的图4中，在相电流的流通方向是正方向的情况下，也可以不是从第四期间P4的开始时刻t4，而是从该开始时刻t4之后的时刻且第四期间P4的结束时刻t5之前的时刻，开始将下臂开关SWL的栅极电压VgsL维持为负电压Vn。另外，在相电流的流通方向为负方向的情况下，也可以不是从第二期间P2的开始时刻t1，而是从该开始时刻t1之后的时刻且第二期间P2的结束时刻t2之前的时刻，开始将上臂开关SWH的栅极电压VgsH维持为负电压Vn。
·断开电压Vc不仅限于0V，也可以是高于0V且小于阈值电压Vth的电压。
·也可以构成为，相同相的上臂驱动电路DrCH和下臂驱动电路DrCL能够相互交换信息。在这种情况下，例如，上臂控制部46也可以在图7的步骤S14中基于从下臂驱动电路DrCL获取的下臂驱动信号SgL来判断是否为切换时刻。另外，例如，下臂控制部56也可以在图8的步骤S34中，基于从上臂驱动电路DrCH获取的上臂驱动信号SgH来判断是否为切换时刻。
·在上述各实施方式中，尽管分别与上臂开关SWH、下臂开关SWL对应地单独设置了上臂驱动电路DrCH、下臂驱动电路DrCL，但并不限于此。也可以对上臂开关SWH和下臂开关SWL设置共用的驱动电路。
·作为构成逆变器的开关，不限于MOSFET。
·构成逆变器20的各臂的开关不限于一个开关，也可以是多个开关的并联连接体。
虽然根据实施例对本发明进行了记述，但是应当理解为本发明并不限定于上述实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本发明的范畴、思想范围。

Claims (3)

1.一种开关驱动电路，是驱动具有体二极管(DH、DL)的上臂开关(SWH)和下臂开关(SWL)的开关驱动电路(DrCH、DrCL)，
所述上臂开关和所述下臂开关分别具有第一端子、第二端子和控制端子，所述上臂开关的所述第二端子连接到所述下臂开关的所述第一端子，
所述上臂开关及所述下臂开关分别构成为，通过所述控制端子相对于所述第二端子的电位差为阈值电压以上，成为允许所述第一端子和所述第二端子之间的电流流通的接通状态，通过所述控制端子相对于所述第二端子的电位差小于所述阈值电压，成为阻止从所述第一端子朝向所述第二端子的方向的电流流通的断开状态，
包括：电压调节部(41～45、47，48、51～55、57、58)，所述电压调节部被通电控制，从而调节所述上臂开关及所述下臂开关各自的所述控制端子的施加电压；以及
控制部(46、56)，所述控制部(46、56)对所述电压调节部进行通电控制，使得在隔着死区时间的同时使所述上臂开关及所述下臂开关交替地成为接通状态，
在所述上臂开关及所述下臂开关各自具有的所述体二极管中，将在所述死区时间中回流电流流动的二极管设为对象二极管，在所述上臂开关及所述下臂开关中，将具有所述对象二极管的开关设为对象开关，将剩余开关设为相对臂开关，将0以上且小于所述阈值电压的电压设为断开电压，将小于0的电压设为负电压，在这种情况下，所述控制部对所述电压调节部进行通电控制，以在从所述对象开关刚切换为断开状态之后的所述死区时间中的该死区时间的开始时刻以后的时刻，到所述相对臂开关成为接通状态的期间中途为止的期间，将所述对象开关的所述控制端子相对于所述第二端子的电位差维持为所述负电压，之后，直到下次的所述死区时间结束为止，将所述对象开关的所述控制端子相对于所述第二端子的电位差维持在所述断开电压，
所述控制部对所述电压调节部进行通电控制，使得在所述死区时间和所述对象开关为接通状态的期间，分别将所述相对臂开关的所述控制端子相对于所述第二端子的电位差维持为所述断开电压，
感应负载(11)连接到所述上臂开关及所述下臂开关的连接点，
所述电压调节部具有：
上臂电压调节部(41～45、47、48)，所述上臂电压调节部被通电控制，从而对所述上臂开关的所述控制端子的施加电压进行调节；以及
下臂电压调节部(51～55、57、58)，所述下臂电压调节部被通电控制，从而对所述下臂开关的所述控制端子的施加电压进行调节，
所述控制部具有：
上臂驱动部(46)，所述上臂驱动部(46)对所述上臂电压调节部进行通电控制；以及
下臂驱动部(56)，所述下臂驱动部(56)对所述下臂电压调节部进行通电控制，
在判断为电流流通方向是从所述感应负载朝向所述连接点的方向的情况下，所述上臂驱动部对所述上臂电压调节部进行通电控制，使得在从作为所述对象开关的所述上臂开关刚被切换为断开状态之后的所述死区时间中的该死区时间的开始时刻以后的时刻，到作为所述相对臂开关的所述下臂开关成为接通状态的期间的中途为止的期间，将所述上臂开关的所述控制端子相对于所述第二端子的电位差维持为所述负电压，之后，直到下次的所述死区时间结束为止，将所述上臂开关的所述控制端子相对于所述第二端子的电位差维持为所述断开电压，在判断为电流流通方向是从所述连接点朝向所述感应负载的方向的情况下，对所述上臂电压调节部进行通电控制，使得在所述死区时间与所述下臂开关处于接通状态的期间中，将所述上臂开关的所述控制端子相对于所述第二端子的电位差维持为所述断开电压，
在判断为电流流通方向是从所述连接点朝向所述感应负载的方向的情况下，所述下臂驱动部对所述下臂电压调节部进行通电控制，使得在从作为所述对象开关的所述下臂开关刚被切换为断开状态之后的所述死区时间中的该死区时间的开始时刻以后的时刻，到作为所述相对臂开关的所述上臂开关成为接通状态的期间的中途为止的期间，将所述下臂开关的所述控制端子相对于所述第二端子的电位差维持为所述负电压，之后，直到下次的所述死区时间结束为止，将所述下臂开关的所述控制端子相对于所述第二端子的电位差维持为所述断开电压，在判断为电流流通方向是从所述感应负载朝向所述连接点的方向的情况下，对所述下臂电压调节部进行通电控制，使得在所述死区时间与所述上臂开关处于接通状态的期间中，将所述下臂开关的所述控制端子相对于所述第二端子的电位差维持为所述断开电压。
2.如权利要求1所述的开关驱动电路，其特征在于，
所述上臂开关及所述下臂开关分别具有感应端子(StH、StL)，所述感应端子(StH、StL)输出与在所述第一端子及所述第二端子之间流动的电流相关的微小电流，
所述上臂驱动部基于从所述上臂开关的所述感应端子输出的微小电流，判断电流流通方向是从所述感应负载朝向所述连接点的方向还是从所述连接点朝向所述感应负载的方向，
所述下臂驱动部基于从所述下臂开关的所述感应端子输出的微小电流，判断电流流通方向是从所述感应负载朝向所述连接点的方向还是从所述连接点朝向所述感应负载的方向。
3.如权利要求1所述的开关驱动电路，其特征在于，
所述开关驱动电路适用于包括电流检测部(23)的系统，所述电流检测部(23)对在所述上臂开关及所述下臂开关的连接点与所述感应负载之间流动的电流进行检测，
所述上臂驱动部基于所述电流检测部的检测值，判断电流流通方向是从所述感应负载朝向所述连接点的方向还是从所述连接点朝向所述感应负载的方向，
所述下臂驱动部基于所述电流检测部的检测值，判断电流流通方向是从所述感应负载朝向所述连接点的方向还是从所述连接点朝向所述感应负载的方向。
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