DE102017104331B4

DE102017104331B4 - Gatespannungssteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102017104331B4
Application number: DE102017104331.4A
Authority: DE
Inventors: Ken TOSHIYUKI; Shoji Abo
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2017-03-02
Publication date: 2023-03-09
Anticipated expiration: 2037-03-03
Also published as: KR20170103665A; JP6399019B2; CN107154724B; US20170257020A1; DE102017104331A1; JP2017158406A; KR101970870B1; US10033262B2; CN107154724A

Abstract

Gatespannungssteuervorrichtung (50), die konfiguriert ist zum Steuern einer Gatespannung, die an jedes von Gates von einer Vielzahl von mit einem Hauptstromkreis (20, 22, 24) verbundenen Schaltelementen (36a) angelegt wird, wobei die Gatespannungssteuervorrichtung (50) aufweist:eine erste Detektionsschaltung (42);eine Vielzahl von Isolationstransformatoren (80), wobei jeder Isolationstransformator (80) eine Primärspule (80a) und eine Sekundärspule (80b) umfasst;eine Primärschaltung (50a), die mit den Primärspulen (80a) verbunden ist;eine Vielzahl von Sekundärschaltungen (70);eine Vielzahl von zweiten Detektionsschaltungen (71); undeine Vielzahl von Spannungsreglerschaltungen (40),wobeijede der Vielzahl von Sekundärschaltungen (70) und jede der Vielzahl von zweiten Detektionsschaltungen (71) jeweils mit einer Entsprechenden der Sekundärspulen (80b) verbunden ist,jede der Vielzahl von Spannungsreglerschaltungen (40) mit einer Entsprechenden der Sekundärschaltungen (70) und einem Entsprechendem der Gates verbunden ist,die erste Detektionsschaltung (42) eine physikalische Größe detektiert und ein Signal, das der detektierten physikalischen Größe entspricht, an die Primärschaltung (50a) überträgt,die Primärschaltung (50a) konfiguriert ist zum Ermöglichen, dass eine variable Spannung (VL1) in einer Vielzahl von Kurvenverlaufstypen zwischen beiden Enden von jeder Primärspule (80a) angelegt wird, und die Primärschaltung (50a) ein Anlegen der variablen Spannung (VL1) in einem Kurvenverlaufstyp, der dem von der ersten Detektionsschaltung (42) übertragenen Signal entspricht, zwischen beiden Enden von jeder Primärspule (80a) zyklisch durchführt,jede zweite Detektionsschaltung (71) eine in der entsprechenden Sekundärspule (80b) erzeugte variable Spannung (VL2) detektiert, bestimmt, ob der Kurvenverlauf der variablen Spannung (VL2) eine Zwischenspannung (V0) umfasst oder nicht, bestimmt, dass ein Potential (VH) höher ist als ein Referenzwert, wenn die variable Spannung (VL2) die Zwischenspannung (V0) umfasst, bestimmt, dass das Potential (VH) gleich oder kleiner ist als der Referenzwert, wenn die variable Spannung (VL2) die Zwischenspannung (V0) nicht umfasst, und ein Signal, das bezeichnet, ob das Potential (VH) höher ist als der Referenzwert oder nicht, an die entsprechende Spannungsreglerschaltung (40) überträgt, jede Sekundärschaltung (70) die in der entsprechenden Sekundärspule (80b) erzeugte variable Spannung (VL2) in eine Gleichspannung wandelt, undjede Spannungsreglerschaltung (40) durch die durch die entsprechende Sekundärschaltung (70) gewandelte Gleichspannung als Leistungsquelle versorgt wird, die entsprechende Gatespannung zyklisch ändert, und ein Veränderungsmuster der entsprechenden Gatespannung gemäß einem Kurvenverlaufstyp der in der entsprechenden Sekundärspule (80b) erzeugten variablen Spannung (VL2) basierend auf dem von der entsprechenden zweiten Detektionsschaltung (71) übertragenen Signal ändert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die hierin offenbarten Lehren beziehen sich auf eine Gatespannungssteuervorrichtung.
HINTERGRUNDTECHNIK
Die JP 2011- 244 521 A offenbart eine Inverter- bzw. Wechselrichtervorrichtung, bei der ein Foto- bzw. Optokoppler in einem Signalübertragungsweg eingefügt ist.
Es ist eine Schaltung entwickelt, die eine physikalische Größe (zum Beispiel Strom oder Spannung eines Hauptstromkreises, eine Schaltelementtemperatur, Anweisungssignale von außen und dergleichen) detektiert, wenn der Hauptstromkreis durch ein Schaltelement ein- oder auszuschalten ist, und ein Veränderungsmuster einer Gatespannung des Schaltelements gemäß dem detektierten Wert ändert. In diesem Typ von Gatespannungssteuervorrichtung sind eine Detektionsschaltung, die die physikalische Größe detektiert, und eine Spannungsreglerschaltung, die die Gatespannung des Schaltelements steuert, bereitgestellt. Ein der physikalischen Größe entsprechendes Signal wird von der Detektionsschaltung an die Spannungsreglerschaltung übertragen, und die Spannungsreglerschaltung steuert die Gatespannung gemäß dem übertragenen Signal. In der Detektionsschaltung und der Spannungsreglerschaltung kann eine Referenzspannung groß werden, und in diesem Fall ist es schwierig, diese direkt miteinander zu verbinden. Aufgrund dessen ist ein Isolationselement wie etwa ein Foto- bzw. Optokoppler (ein Element, das zum Übertragen von Signalen in einem Zustand fähig ist, in dem ein Referenzpotential auf einer Eingangsseite und ein Referenzpotential auf einer Ausgangsseite differieren) in dem Signalübertragungsweg eingefügt, und wird das Signal von der Detektionsschaltung an die Spannungsreglerschaltung über das Isolationselement geschickt. Das Isolationselement weist jedoch aufgrund des Erfordernisses, dass es eine ausreichende Isolationsleistung gewährleistet, eine große Größe auf. Wenn eine Vielzahl von Spannungsreglerschaltungen zur Steuerung einer Vielzahl von Schaltelementen vorhanden sind, muss ein Isolationselement für jede Spannungsreglerschaltung bereitgestellt sein. Aufgrund dessen wird die Gatespannungssteuervorrichtung in ihrer Größe groß.
Die US 2011 / 0 012 542 A1 offenbart ein Antriebssystem, das einer Gatespannungssteuervorrichtung entspricht, die konfiguriert ist zum Steuern einer Gatespannung, die an jedes von Gates von einer Vielzahl von mit einem Hauptstromkreis verbundenen Schaltelementen angelegt wird, und die aufweist: eine Detektionsschaltung zum Detektieren einer physikalischen Größe, einen Isolationstransformator, eine Primärschaltung, die mit der Primärseite des Isolationstransformators verbunden ist, und eine Vielzahl von Sekundärschaltungen, die mit der Sekundärseite des Isolationstransformators verbunden sind. Das Antriebssystem weist, in einem Hochspannungssystem, Antriebseinheiten auf, die Leistungsschaltelementen entsprechen. Eine Kapazität im Hochspannungssystem dient als Stromquelle, die jede der Antriebseinheiten mit elektrischem Strom versorgt. Eine Ausgangsspannung einer sekundärseitigen Spule des Isolationstransformators wird der Kapazität zugeführt. Ein Komparator vergleicht die Ausgangsspannung an der Sekundärspule des Isolationstransformators mit einem Schwellwert. Ein Schaltgeschwindigkeitsänderungsteil ändert die Schaltgeschwindigkeit jedes Leistungsschaltelements auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses des Komparators.
Weitere relevante Hintergrundtechnik ist bekannt aus der JP 2006- 280 100 A , der JP 2012- 125 100 A und der DE 103 54 067 A1 .
KURZFASSUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Gatespannungssteuervorrichtung bereit, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist.
Eine hierin offenbarte Gatespannungssteuervorrichtung ist konfiguriert zum Steuern einer Gatespannung, die an jedes von Gates von einer Vielzahl von Schaltelementen, die mit einem Hauptstromkreis verbunden sind, angelegt wird. Die Gatespannungssteuervorrichtung umfasst: eine Detektionsschaltung; eine Vielzahl von Isolationstransformatoren, wobei jeder Isolationstransformator eine Primärspule und eine Sekundärspule umfasst; eine Primärschaltung, die mit den Primärspulen verbunden ist; eine Vielzahl von Sekundärschaltungen, wobei jede Sekundärschaltung mit einer Entsprechenden der Sekundärspulen verbunden ist; und eine Vielzahl von Spannungsreglerschaltungen, wobei jede Spannungsreglerschaltung mit einer Entsprechenden der Sekundärschaltungen und einem Entsprechendem der Gates verbunden ist. Die Detektionsschaltung detektiert eine physikalische Größe und überträgt ein Signal, das der detektierten physikalischen Größe entspricht, an die Primärschaltung. Die Primärschaltung ist konfiguriert zum Ermöglichen, dass eine variable Spannung in einer Vielzahl von Kurvenverlaufstypen zwischen beiden Enden von jeder Primärspule angelegt wird, und die Primärschaltung führt ein Anlegen der variablen Spannung in einem Kurvenverlaufstyp, der dem von der Detektionsschaltung übertragenen Signal entspricht, zwischen beiden Enden von jeder Primärspule zyklisch bzw. periodisch durch. Jede Sekundärschaltung wandelt die in der entsprechenden Sekundärspule erzeugte variable Spannung in eine Gleichspannung. Jede Spannungsreglerschaltung wird durch die durch die entsprechende Sekundärschaltung gewandelte Gleichspannung als Leistungsquelle versorgt, ändert die entsprechende Gatespannung zyklisch bzw. periodisch, und ändert ein Veränderungsmuster der entsprechenden Gatespannung gemäß einem Kurvenverlaufstyp der in der entsprechenden Sekundärspule erzeugten variablen Spannung.
Es ist bemerkenswert, dass ein Ändern des Veränderungsmusters der Gatespannung ein Ändern einer Geschwindigkeit zum Wechseln der Gatespannung zwischen einer Ein-Spannung und einer Aus-Spannung (Spannungsänderungsrate) meinen kann, ein Ändern einer Höhe der Ein-Spannung oder der Aus-Spannung meinen kann, ein Ändern eines Verhältnisses zwischen einer Ein-Spannung-Anlegeperiode und einer Aus-Spannung-Anlegeperiode (nämlich einer relativen Einschaltdauer) meinen kann, oder ein Ändern anderer Eigenschaften meinen kann.
Bei dieser Gatespannungssteuervorrichtung detektiert die Detektionsschaltung die physikalische Größe, und überträgt sie das der detektierten physikalischen Größe entsprechende Signal an die Primärschaltung. Wenn die Referenzspannung zwischen der Detektionsschaltung und der Primärschaltung differiert, kann ein Isolationselement auf einem Kommunikationsweg zwischen der Detektionsschaltung und der Primärschaltung bereitgestellt werden/sein. Die Primärschaltung legt die variable Spannung, die sich zyklisch bzw. periodisch ändert, zwischen beiden Enden von jeder Primärspule an. Auf diese Weise wird eine variable Spannung mit einem Kurvenverlauf, der der an die Primärspule angelegten variablen Spannung entspricht, in der entsprechenden Sekundärspule erzeugt. Jede der Sekundärschaltungen wandelt die in der Sekundärspule erzeugte variable Spannung in die Gleichspannung. Jede Spannungsreglerschaltung wird durch die durch ihre entsprechende Sekundärschaltung gewandelte Gleichspannung als Leistungsquelle versorgt. Das heißt, dass eine Leistungsversorgungsschaltung zum Zuführen der Gleichspannung an die Vielzahl von Spannungsreglerschaltungen durch die Primärschaltung, die Vielzahl von Isolationstransformatoren und die Vielzahl von Sekundärschaltungen konfiguriert wird/ist. Es ist bemerkenswert, dass die Primär- und die Sekundärspule von jedem Isolationstransformator isoliert sind. Aufgrund dessen arbeiten die Primärschaltung und die Sekundärschaltung, die ein Entsprechungspaar darstellen, in/mit unterschiedlichen Referenzspannungen. Weiterhin empfängt bei dieser Gatespannungssteuervorrichtung die Primärschaltung das Signal, das der durch die Detektionsschaltung detektierten physikalischen Größe entspricht, und legt sie die variable Spannung mit dem diesem Signal entsprechenden Kurvenverlaufstyp an die jeweiligen Primärspulen an. Aufgrund dessen werden die variablen Spannungen mit den der physikalischen Größe entsprechenden Kurvenverläufen ebenso in den Sekundärspulen erzeugt. Jede Spannungsreglerschaltung ändert das Veränderungsmuster der Gatespannung gemäß dem Kurvenverlaufstyp der in ihrer entsprechenden Sekundärspule erzeugten variablen Spannung. Daher kann die Spannungsreglerschaltung das Veränderungsmuster der Gatespannung gemäß der physikalischen Größe ändern. Wie es vorstehend beschrieben ist, kann bei dieser Gatespannungssteuervorrichtung das die physikalische Größe bezeichnende Signal von der Primärschaltung an die jeweiligen Spannungsreglerschaltungen über die Isolationstransformatoren selbst dann übertragen werden, wenn ein Isolationselement zwischen der Detektionsschaltung und der Primärschaltung bereitgestellt wird/ist. Das die physikalische Größe bezeichnende Signal kann über die Isolationstransformatoren, die als Teil der Leistungsversorgungsschaltung zum Zuführen der Gleichspannung fungieren, an die jeweiligen Spannungsreglerschaltungen übertragen werden. Aufgrund dessen kann der für die Signalübertragung dedizierte bzw. zugeordnete Isolationstransformator nicht für jede Spannungsreglerschaltung bereitgestellt werden/sein müssen. Aufgrund dessen können die für die Signalübertragung dedizierten bzw. zugeordneten Isolationselemente weggelassen werden/sein. Daher kann gemäß dieser Konfiguration die Größe der Gatespannungssteuervorrichtung verringert werden.
Figurenliste

1 ist ein Schaltbild einer Motorantriebsschaltung 10;
2 ist ein Schaltbild einer Gatespannungssteuerschaltung 50 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
3 ist ein detailliertes Schaltbild der Gatespannungssteuerschaltung 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
4 ist ein Graph, der einen Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
5 ist ein Graph, der einen Betrieb einer Gatespannungssteuerschaltung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt;
6 ist ein Graph, der ein Über-/Nachschwingen zeigt;
7 ist ein detailliertes Schaltbild einer Gatespannungssteuerschaltung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
8 ist ein Graph, der einen Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel zeigt;
9 ist ein detailliertes Schaltbild einer Gatespannungssteuerschaltung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
10 ist ein Graph, der einen Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zeigt;
11 ist ein detailliertes Schaltbild einer Gatespannungssteuerschaltung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
12 ist ein Graph, der einen Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel zeigt;
13 ist ein Graph, der einen Betrieb einer Gatespannungssteuerschaltung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel zeigt;
14 ist ein detailliertes Schaltbild einer Gatespannungssteuerschaltung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel;
15 ist ein Graph, der einen Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel zeigt; und
16 ist ein Graph, der einen Betrieb einer Gatespannungssteuerschaltung gemäß einem achten Ausführungsbeispiel zeigt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Erstes Ausführungsbeispiel
Eine in 1 gezeigte Motorantriebsschaltung 10 wandelt eine Gleichspannung von einer Batterie 12 in eine dreiphasige Wechselspannung und liefert diese an die Motoren 14, 16. Die Motorantriebsschaltung 10 umfasst eine Konverter- bzw. Umrichterschaltung 20, eine erste Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 22 und eine zweite Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 24. Die Batterie 12 und die Konverter- bzw. Umrichterschaltung 20 sind durch eine erste Hochpotentialverdrahtung 26 und eine Niederpotentialverdrahtung 28 verbunden. Die Konverter- bzw. Umrichterschaltung 20 und die erste Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 22 sind durch eine zweite Hochpotentialverdrahtung 30 und die Niederpotentialverdrahtung 28 verbunden. Die Konverter- bzw. Umrichterschaltung 20 und die zweite Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 24 sind durch die zweite Hochpotentialverdrahtung 30 und die Niederpotentialverdrahtung 28 verbunden.
Die Konverter- bzw. Umrichterschaltung 20 umfasst einen Glättungskondensator 32, eine Drossel bzw. Reaktanzspule 34, zwei RC-IGBTs („Reverse Conducting Insulated Gate Bipolar Transistors“) 36 und einen Glättungskondensator 38. Die Drossel bzw. Reaktanzspule 34 ist auf der ersten Hochpotentialverdrahtung 26 bereitgestellt. Der Glättungskondensator 32 ist zwischen der ersten Hochpotentialverdrahtung 26 und der Niederpotentialverdrahtung 28 in einem Abschnitt auf einer Seite der Batterie 12 von der Drossel bzw. Reaktanzspule 34 verbunden. Jeder der RC-IGBTs 36 ist aus einem IGBT 36a und einer Diode 36b gebildet. Ein Kollektor von dem IGBT 36a ist mit einer Kathode von der Diode 36b verbunden, und ein Emitter von dem IGBT 36a ist mit einer Anode von der Diode 36b verbunden. Die zwei RC-IGBTs 36 sind zwischen der zweiten Hochpotentialverdrahtung 30 und der Niederpotentialverdrahtung 28 in einer Richtung in Reihe geschaltet, einhergehend mit welcher die Kollektoren in Richtung der Seite der zweiten Hochpotentialverdrahtung 30 orientiert sind. Die erste Hochpotentialverdrahtung 26 ist an einem stromabwärts liegenden Abschnitt der Drossel bzw. Reaktanzspule 34 mit einer Verdrahtung zwischen den zwei RC-IGBTs 36 verbunden. Der Glättungskondensator 38 ist zwischen der zweiten Hochpotentialverdrahtung 30 und der Niederpotentialverdrahtung 28 verbunden. Die Konverter- bzw. Umrichterschaltung 20 verstärkt bzw. erhöht eine Gleichspannung der Batterie 12 durch Schalten von den jeweiligen RC-IGBTs 36 (nämlich jedem IGBT 36a), und gibt diese zwischen der zweiten Hochpotentialverdrahtung 30 und der Niederpotentialverdrahtung 28 aus.
Die erste Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 22 umfasst drei Reihenschaltungen der RC-IGBTs 36. Jede Reihenschaltung umfasst zwei RC-IGBTs 36, die zwischen der zweiten Hochpotentialverdrahtung 30 und der Niederpotentialverdrahtung 28 in Reihe geschaltet sind. Die RC-IGBTs 36 sind so geschaltet, dass ihre Kollektoren in Richtung der zweiten Hochpotentialverdrahtung 30 orientiert sind. Es ist bemerkenswert, dass die Konfiguration der jeweiligen RC-IGBTs 36 in der ersten Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 22 gleich der Konfiguration der RC-IGBTs 36 in der Konverter- bzw. Umrichterschaltung 20 ist. In jeder dieser Reihenschaltungen ist eine Ausgangsverdrahtung 31 mit der Verdrahtung zwischen den zwei RC-IGBTs 36 verbunden. Jede der Ausgangsverdrahtungen 31 ist mit dem Motor 14 verbunden. Die erste Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 22 wandelt die Gleichspannung zwischen der zweiten Hochpotentialverdrahtung 30 und der Niederpotentialverdrahtung 28 (Ausgangsspannung der Konverter- bzw. Umrichterschaltung 20) durch Schalten von den jeweiligen RC-IGBTs 36 (nämlich jedem von den IGBTs 36a) in eine dreiphasige Wechselspannung. Die dreiphasige Wechselspannung wird über die Ausgangsverdrahtungen 31 an den Motor 14 zugeführt.
Die zweite Hochpotentialverdrahtung 30 und die Niederpotentialverdrahtung 28 verzweigen sich an Teilen von diesen, und die zweite Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 24 ist an ihren verzweigten Abschnitten bereitgestellt. Die Konfiguration der zweiten Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 24 ist gleich der Konfiguration der ersten Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 22. Die zweite Inverter- bzw. Wechselrichterschaltung 24 führt die dreiphasige Wechselspannung durch Schalten von den jeweiligen RC-IGBTs 36 (nämlich jedem von den IGBTs 36a) an den Motor 16 zu.
Die Motorantriebsschaltung 10 umfasst eine Detektionsschaltung 42, die konfiguriert ist zum Detektieren eines Potentials VH der zweiten Hochpotentialverdrahtung 30. Die Detektionsschaltung 42 überträgt ein Signal, das einem Wert des detektierten Potentials VH entspricht, über ein Isolationselement 44 (zum Beispiel einen Foto- bzw. Optokoppler) an eine Primärschaltung 50a von einer nachstehend zu beschreibenden Gatespannungssteuerschaltung 50. Die Primärschaltung 50a ist eine Schaltung, die auf einer viel niedrigeren Spannung arbeitet als die Detektionsschaltung 42. Aufgrund dessen ist das Isolationselement 44 auf einem Signalspannungsweg zwischen der Detektionsschaltung 42 und der Primärschaltung 50a bereitgestellt.
Eine Spannungsreglerschaltung 40 ist an einem Gate von dem IGBT 36a von jedem RC-IGBT 36 bereitgestellt. Für jeden IGBT 36a ist eine Spannungsreglerschaltung 40 bereitgestellt. Wie es in 1 gezeigt ist, umfasst die Motorantriebsschaltung 10 vierzehn Spannungsreglerschaltungen 40, da die Motorantriebsschaltung 10 vierzehn IGBTs 36a umfasst. Jede der Spannungsreglerschaltungen 40 steuert ein Potential von ihrem entsprechenden IGBT 36a, um den IGBT 36a zu schalten. Jede Spannungsreglerschaltung 40 arbeitet dadurch, dass sie eine Gleichspannungsversorgung aufweist. Weiterhin, obgleich dies nachstehend ausführlich beschrieben wird, wird ein Signal, das einen Wert des Potentials VH der zweiten Hochpotentialverdrahtung 30 bezeichnet, an jede der Spannungsreglerschaltungen 40 übertragen. Jede der Spannungsreglerschaltungen 40 ändert eine Schaltgeschwindigkeit von ihrem entsprechenden IGBT 36a gemäß dem Potential VH der zweiten Hochpotentialverdrahtung 30.
Die in 2 gezeigte Gatespannungssteuerschaltung 50 ist eine Schaltung, die die jeweiligen IGBTs 36a steuert. Die Gatespannungssteuerschaltung 50 umfasst eine Vielzahl von Isolationstransformatoren 80, eine Primärschaltung 50a und eine Vielzahl von Sekundärschaltungen 70. Jeder der Isolationstransformatoren 80 umfasst eine Primärspule 80a und eine Sekundärspule 80b. Jede der Primärspulen 80a ist elektrisch von ihrer entsprechenden Sekundärspule 80b isoliert. Die Primärschaltung 50a ist mit den jeweiligen Primärspulen 80a der Isolationstransformatoren 80 verbunden. Jede der Sekundärschaltungen 70 ist mit der Sekundärspule 80b von ihrem entsprechenden Isolationstransformator 80 verbunden. Es ist bemerkenswert, dass, obgleich eine Darstellung in 2 teilweise weggelassen ist, die Gatespannungssteuerschaltung 50 vierzehn Isolationstransformatoren 80 umfasst. Eine Primärschaltung 50a ist mit den vierzehn Primärspulen 80a verbunden. Jede der Sekundärschaltungen 70 ist für den Entsprechenden der Isolationstransformatoren 80 separat bereitgestellt. Das heißt, dass die Gatespannungssteuerschaltung 50 vierzehn Sekundärschaltungen 70 umfasst, die mit vierzehn Isolationstransformatoren 80 korrespondieren. Jede der vierzehn Sekundärschaltungen 70 ist mit ihrer entsprechenden Sekundärspule 80b verbunden. Weiterhin ist jede der vierzehn Sekundärschaltungen 70 mit ihrer entsprechenden Spannungsreglerschaltung 40 verbunden. Die Primärschaltung 50a liefert Leistung über ihre jeweiligen Isolationstransformatoren 80 an die Sekundärschaltungen 70. Jede der Sekundärschaltungen 70 wandelt eine variable Spannung, die zwischen beiden Enden von ihrer entsprechenden Sekundärspule 80b erzeugt wird, in Gleichspannung und liefert diese an die entsprechende Spannungsreglerschaltung 40. Die Spannungsreglerschaltungen 40 arbeiten auf der von den Sekundärschaltungen 70 zugeführten Gleichspannung. Weiterhin, wie es vorstehend dargelegt ist, empfängt die Primärschaltung 50a das den Wert des Potentials VH bezeichnende Signal von der Detektionsschaltung 42. Die Primärschaltung 50a überträgt das den Wert des Potentials VH bezeichnende Signal über die Isolationstransformatoren 80 an die jeweiligen Spannungsreglerschaltungen 40. Die Spannungsreglerschaltungen 40 ändern die Schaltgeschwindigkeiten der IGBTs 36a gemäß dem Wert des Potentials VH.
Wie es in 2 gezeigt ist, umfasst die Primärschaltung 50a eine Gleichspannungsquelle bzw. Gleichspannungsleistungsquelle 90, eine Signalspannungsanlegeschaltung 92, einen NMOS 94 und eine Leistungs- bzw. Stromversorgungssteuervorrichtung 95.
Die Gleichspannungsquelle 90 liefert eine Gleichspannung V1. Eine positive Elektrode der Gleichspannungsquelle 90 ist mit den einen Enden der jeweiligen Primärspulen 80a über eine Verdrahtung 91 verbunden. Es ist bemerkenswert, dass, obgleich dies in 2 weggelassen ist, sich die Verdrahtung 91 ausgehend von einem Abschnitt, der mit der positiven Elektrode der Gleichspannungsquelle 90 verbunden ist, in mehrere Zweige teilt, und jeder der verzweigten Abschnitte mit dem einen Ende der jeweiligen Primärspule 80a verbunden ist. Eine negative Elektrode der Gleichspannungsquelle 90 ist mit Erde bzw. Masse verbunden.
Die anderen Enden der Primärspulen 80a sind über eine Verdrahtung 93 mit einem Drain von dem NMOS 94 verbunden. Eine Source von dem NMOS 94 ist mit Erde bzw. Masse verbunden. Das heißt, dass die Source von dem NMOS 94 über Erde bzw. Masse mit der negativen Elektrode der Gleichspannungsquelle 90 verbunden ist.
Die Leistungsversorgungssteuervorrichtung 95 ist mit dem Gate von dem NMOS 94 verbunden. Die Leistungsversorgungssteuervorrichtung 95 legt ein Pulssignal VP1 mit einem bestimmten Zyklus bzw. einer bestimmten Periode an das Gate von dem NMOS 94 an. Der NMOS 94 ist ein, während das Pulssignal VP1 ein hohes Potential aufweist, und der NMOS 94 ist aus, während das Pulssignal VP1 ein niedriges Potential aufweist. Daher wiederholt der NMOS 94 ein Ein- und Ausschalten gemäß dem bestimmten Zyklus bzw. der bestimmten Periode.
Die Signalspannungsanlegeschaltung 92 ist zwischen der Verdrahtung 91 und der Verdrahtung 93 verbunden. Das heißt, dass die Signalspannungsanlegeschaltung 92 parallel zu den jeweiligen Primärspulen 80a geschaltet ist. Das Signal, das den Wert des Potentials VH (des durch die Detektionseinheit 92 detektierten Potentials) bezeichnet, wird von dem Isolationselement 44 an die Signalspannungsanlegeschaltung 92 übertragen. Die Signalspannungsanlegeschaltung 92 steuert die Spannung zwischen der Verdrahtung 91 und der Verdrahtung 93 (nämlich die an jede der Primärspulen 80a angelegte Spannung) gemäß dem empfangenen Wert des Potentials VH.
3 zeigt Einzelheiten der Primärschaltung 50a, der Sekundärschaltungen 70 und der Spannungsreglerschaltungen 40. Es ist bemerkenswert, dass, wie es vorstehend dargelegt ist, die Gatespannungssteuerschaltung 50 vierzehn Sätze von Isolationstransformatoren 80, Sekundärschaltungen 70 und Spannungsreglerschaltungen 40 umfasst, und die Konfiguration von jedem Satz gleich ist. Daher sind in 3 die Primärschaltung 50a und ein Satz von Isolationstransformator 80, Sekundärschaltung 70 und Spannungsreglerschaltung 40 im Einzelnen gezeigt.
Die Signalspannungsanlegeschaltung 92 umfasst einen Schalter 92a und eine Signalübertragungssteuervorrichtung 92b.
Ein Ende des Schalters 92a ist mit der Verdrahtung 91 verbunden. Das andere Ende des Schalters 92a ist mit der Verdrahtung 93 verbunden. Das heißt, dass der Schalter 92a zwischen beiden Enden der Primärspule 80a verbunden ist.
Die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b ist mit einem Steueranschluss des Schalters 92a verbunden. Das den Wert des Potentials VH bezeichnende Signal wird von dem Isolationselement 44 an die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b übertragen. Die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b legt eine Spannung VP2 an den Steueranschluss des Schalters 92a gemäß dem empfangenen Wert des Potentials VH an. Dadurch schaltet die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b den Schalter 92a. Die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b legt das Signal VP2 in Synchronität mit dem Zyklus bzw. der Periode des Pulssignals VP1 an. Das heißt, dass die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b den Schalter 92a durch Synchronisation mit einem Schaltzyklus bzw. einer Schaltperiode von dem NMOS 94 schaltet. Dementsprechend ist ein Schaltzyklus bzw. eine Schaltperiode von dem Schalter 92a gleich dem Schaltzyklus bzw. der Schaltperiode von dem NMOS 94. Ein Schaltmuster von dem Schalter 92a (nämlich ein Kurvenverlauf bzw. eine Verlaufsform von dem Signal VP2) differiert jedoch von einem Schaltmuster von dem NMOS 94 (nämlich einem Kurvenverlauf bzw. einer Verlaufsform des Pulssignals VP1). Weiterhin ändert die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b das Schaltmuster von dem Schalter 92a gemäß dem Wert des Potentials VH.
Ein Ende der Sekundärspule 80b des Isolationstransformators 80 ist mit einer Verdrahtung 61 verbunden. Das andere Ende der Sekundärspule 80b ist mit einer Verdrahtung 62 verbunden. Die Verdrahtung 62 ist mit einem Emitter von dem IGBT 36a verbunden.
Die Sekundärschaltung 70 umfasst eine Diode 73a und einen Glättungskondensator 73b. Die Diode 73a ist mit der Verdrahtung 61 verbunden. Die Diode 73a ist in einer Richtung geschaltet, einhergehend mit welcher ihre Anode in Richtung der Sekundärspule 80b orientiert ist. Nachstehend wird hierin die Verdrahtung 61, die sich auf einer Anodenseite der Diode 73a befindet, als eine Verdrahtung 61a bezeichnet, und wird die Verdrahtung 61, die sich auf einer Kathodenseite der Diode 73a befindet, als eine Verdrahtung 61b bezeichnet. Der Glättungskondensator 73b ist zwischen der Verdrahtung 61b und der Verdrahtung 62 verbunden.
Weiterhin ist eine Detektionsschaltung 71 mit jeder Sekundärspule 80b verbunden. Die Detektionsschaltung 71 ist mit der Verdrahtung 61a verbunden. Die Detektionsschaltung 71 detektiert ein Potential der Verdrahtung 61a relativ zu der Verdrahtung 62 (nämlich eine Spannung zwischen beiden Enden der Sekundärspule 80b). Die Detektionsschaltung 71 detektiert eine variable Spannung, die zwischen den beiden Enden der Sekundärspule 80b erzeugt wird, und detektiert das Signal, das den Wert des Potentials VH bezeichnet, aus einem Kurvenverlauf bzw. einer Verlaufsform in jedem Zyklus bzw. jeder Periode der detektieren variablen Spannung. Die Detektionsschaltung 71 überträgt das Signal, das den Wert des Potentials VH bezeichnet, basierend auf dem detektierten Signal an die Spannungsreglerschaltung 40.
Die Spannungsreglerschaltung 40 ist zwischen der Verdrahtung 61b und der Verdrahtung 62 verbunden. Weiterhin, wie es vorstehend dargelegt ist, ist die Spannungsreglerschaltung 40 mit dem Gate von dem IGBT 36a verbunden. Die Spannungsreglerschaltung 40 umfasst eine Konstantstromquelle bzw. Konstantstromleistungsquelle 40a, einen Schalter 40b, einen Schalter 40c, eine Konstantstromquelle bzw. Konstantstromleistungsquelle 40d und einen Steuerung-IC 40e. Die Konstantstromquelle 40a und der Schalter 40b sind zwischen der Verdrahtung 61 und dem Gate von dem IGBT 36a in Reihe geschaltet. Die Konstantstromquelle 40a ist konfiguriert zum Ermöglichen, dass ein Strom von der Verdrahtung 61 in Richtung des Gates von dem IGBT 36a fließt. Der Steuerung-IC 40e ist konfiguriert, um in der Lage zu sein, eine Höhe des Stroms zu ändern, den die Konstantstromquelle 40a bereitzustellen hat. Der Schalter 40b ist zwischen der Konstantstromquelle 40a und dem Gate von dem IGBT 36a verbunden. Der Schalter 40b wird durch den Steuerung-IC 40e gesteuert. Wenn der Schalter 40b einschaltet, fließt Strom von der Verdrahtung 61 in Richtung des Gates von dem IGBT 36a. Die Konstantstromquelle 40d und der Schalter 40c sind zwischen der Verdrahtung 62 und dem Gate von dem IGBT 36a in Reihe geschaltet. Die Konstantstromquelle 40d ist konfiguriert zum Ermöglichen, dass ein Strom von dem Gate von dem IGBT 36a in Richtung der Verdrahtung 62 fließt. Der Steuerung-IC 40e ist konfiguriert, um in der Lage zu sein, eine Höhe des Stroms zu ändern, den die Konstantstromquelle 40d bereitzustellen hat. Der Schalter 40c ist zwischen dem Gate von dem IGBT 36a und der Konstantstromquelle 40d verbunden. Der Schalter 40c wird durch den Steuerung-IC 40e gesteuert. Wenn der Schalter 40c einschaltet, fließt Strom von dem Gate von dem IGBT 36a in Richtung der Verdrahtung 62. Der Steuerung-IC 40e wiederholt ein Aufladen und Entladen des Gates von dem IGBT 36a, um die Spannung des Gates von dem IGBT 36a zyklisch bzw. periodisch zu ändern.
Als Nächstes wird ein Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung 50 beschrieben. Die Leistungsversorgungssteuervorrichtung 95 legt ein in 4 gezeigtes Pulssignal VP1 an das Gate von dem NMOS 94 an. Das Pulssignal VP1 ist ein Pulssignal, das zwischen einem hohen Potential Von und einem niedrigen Potential Voff wechselt bzw. umschaltet. Zyklen des Pulssignals VP1 sind konstant, und ein Kurvenverlauf des Pulssignals VP1 in jedem Zyklus ändert sich nicht. Der NMOS 94 wird so gesteuert, dass er während einer Ein-Periode Ton, wenn das Pulssignal VP1 das hohe Potential Von aufweist, „ein“ ist. Der NMOS 94 wird so gesteuert, dass er während einer Aus-Periode Toff, wenn das Pulssignal VP1 das niedrige Potential Voff aufweist, „aus“ ist. Das heißt, dass der NMOS 94 ein Ein- und Ausschalten in einem bestimmten Zyklus wiederholt. Da der NMOS 94 während der Ein-Periode Ton „ein“ ist, fließt Strom von der Verdrahtung 91 über die Primärspulen 80a und den NMOS 94 an Erde bzw. Masse. Daher wird während der Ein-Periode Ton Strom IL1, der in den Primärspulen 80a fließt, positiv. Der Strom IL1, der in den Primärspulen 80a fließt, nimmt während der Ein-Periode Ton allmählich zu. Da der Strom IL1 allmählich zunimmt, erzeugen die Primärspulen 80a eine elektromotorische Kraft in einer Richtung, die den Strom IL1 hindert bzw. unterbindet. Daher wird während der Ein-Periode Ton, wenn eine Richtung von der Verdrahtung 91 zu der Verdrahtung 93 als positive Richtung gesehen wird, eine negative Spannung VLLa (eine negative Spannung mit einer im Wesentlichen gleichen Höhe wie die Ausgangsspannung V1 der Gleichspannungsquelle 90) zwischen beiden Enden von jeder Primärspule 80a erzeugt. Wenn der NMOS 94 ausschaltet, wird der Strom IL1, der in den Primärspulen 80a fließt, im Wesentlichen Null. Bei diesem Anlass bzw. Ereignis erzeugen die Primärspulen 80a eine elektromotorische Kraft in der Richtung von der Verdrahtung 91 zu der Verdrahtung 93. Aufgrund dessen wird während der Aus-Periode Toff eine positive Spannung VLHa zwischen beiden Enden von jeder Primärspule 80a erzeugt. Wie es vorstehend beschrieben ist, wird die variable Spannung VL1, die während der Ein-Periode zu der negativen Spannung VLLa wird und während der Aus-Periode zu der positiven Spannung VLHa wird, zwischen beiden Enden der Primärspulen 80a erzeugt. Es ist bemerkenswert, dass selbst während der Aus-Periode Toff die Spannung VL1 zwischen beiden Enden von jeder Primärspule 80a als Ausnahme, wenn der Schalter 92a eingeschaltet wird/ist, nicht zu der hohen Spannung VLHa wird. Dieser Fall wird nachstehend im Einzelnen beschrieben.
Wenn die variable Spannung VL1, wie es vorstehend dargelegt ist, zwischen beiden Enden von jeder Primärspule 80a erzeugt wird, wird durch wechselseitige Induktivität bzw. Induktanz der Primärspule 80a und der Sekundärspule 80b eine variable Spannung VL2 zwischen beiden Enden von jeder Sekundärspule 80 erzeugt. Das heißt, dass, wie es in 4 gezeigt ist, sich die Spannung VL2 zwischen beiden Enden von jeder Sekundärspule 80b in einen im Wesentlichen gleichen Kurvenverlauf wie die Spannung VL1 zwischen beiden Enden von jeder Primärspule 80a ändert. Daher wird die Spannung VL2 während der Ein-Periode Ton zu einer niedrigen Spannung VLLb und während der Aus-Periode Toff zu einer hohen Spannung VLHb. Es ist bemerkenswert, dass, wenn eine Richtung von der Verdrahtung 62 zu der Verdrahtung 61 als positive Richtung gesehen wird, die Spannung VLLb eine negative Spannung ist, und die Spannung VLHb eine positive Spannung ist. Da die Diode 73 vorhanden ist, fließt kein Strom in der Sekundärspule 80b, während die Spannung VL2 die negative Spannung VLLb aufweist (nämlich während der Ein-Periode Ton). Andererseits, wenn die Spannung VL2 die positive Spannung VLHb aufweist (nämlich während der Aus-Periode Toff), fließt Strom von der Verdrahtung 62 über die Sekundärspule 80b an die Verdrahtung 61a. Dieser Strom passiert die Diode 73a und fließt in den Glättungskondensator 73b. Aufgrund dessen steigt das Potential der Verdrahtung 61b auf der Kathodenseite der Diode 73a.
Der Glättungskondensator 73b wird durch die Wiederholung des Ein- und Ausschaltens von dem NMOS 94 intermittierend geladen, und das Potential der Verdrahtung 61a steigt allmählich. Wenn das Potential der Verdrahtung 61a auf ein bestimmtes Potential steigt, stabilisiert sich das Potential der Verdrahtung 61a auf einem hohen Potential. Das heißt, dass eine Gleichspannung zwischen der Verdrahtung 61a und der Verdrahtung 62 geliefert wird.
Die Spannungsreglerschaltung 40 wird durch die zwischen der Verdrahtung 61a und der Verdrahtung 62 gelieferte Gleichspannung betrieben. Wenn der Steuerung-IC 40e den Schalter 40b einschaltet und den Schalter 40c ausschaltet, werden Ladungen von der Verdrahtung 61a an das Gate von dem IGBT 36a zugeführt, und wird der IGBT 36a eingeschaltet. Wenn der Steuerung-IC 40e den Schalter 40b ausschaltet und den Schalter 40c einschaltet, fließen Ladungen von dem Gate von dem IGBT 36a an die Verdrahtung 62, und wird der IGBT 36a ausgeschaltet. Wie es vorstehend dargelegt ist, arbeitet die Spannungsreglerschaltung 40 dadurch, dass sie die zwischen der Verdrahtung 61a und der Verdrahtung 62 gelieferte Gleichspannung empfängt.
Weiterhin wird der Schalter 92a durch die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b ein- und ausgeschaltet, die während des Betriebs der Gatespannungssteuerschaltung 50 ein an einen Steueranschluss des Schalters 92a angelegtes Signal VP2 steuert. Die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b ändert das Schaltmuster des Schalters 92a basierend darauf, ob das Potential VH größer als ein Referenzwert ist oder nicht. Eine Periode T1 gemäß 4 zeigt den Betrieb, wenn das Potential VH größer ist als der Referenzwert, und eine Periode T2 gemäß 4 zeigt den Betrieb, wenn das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert.
Wenn das Potential VH größer ist als der Referenzwert, wie es in der Periode T1 gemäß 4 gezeigt ist, hält die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b das Signal VP2 für die gesamte Ein-Periode Ton und einen Großteil der Aus-Periode Toff auf dem niedrigen Potential Voff (einem Potential, durch das der Schalter 92a ausgeschaltet wird/ist), und steuert sie das Signal VP2 so, dass es nur in einer Teilperiode in einer späteren Hälfte der Aus-Periode Toff auf dem hohen Potential Von (einem Potential, durch das der Schalter 92a eingeschaltet wird/ist) ist. Aufgrund dessen schaltet der Schalter 92a in der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff ein. Wenn der Schalter 92a einschaltet, werden die beiden Enden der Primärspule 80a durch den Schalter 92a kurzgeschlossen. Aufgrund dessen wird, während der Schalter 92a „ein“ ist, die Spannung VL1 zwischen beiden Enden der Primärspule 80a zu V0, die im Wesentlichen gleich Null ist. Die Spannung V0 ist eine Zwischen- bzw. Mittelspannung, die niedriger als die positive Spannung VLHa und höher als die negative Spannung VLLa ist. Der Kurvenverlauf der Spannung VL2 zwischen beiden Enden der Sekundärspule 80b wird im Wesentlichen gleich dem Kurvenverlauf der Spannung VL1 zwischen beiden Enden der Primärspule 80a, wodurch es dazu kommt, dass während der Periode T1 die Spannung VL2 in einer Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff auf der Zwischen- bzw. Mittelspannung V0 (einer Spannung, die niedriger als die positive Spannung VLHb und höher als die negative Spannung VLLb ist) liegt.
Wenn das Potential VH gleich oder niedriger ist als der Referenzwert, hält die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b das Signal VP2 auf dem niedrigen Potential Voff, wie es in der Periode T2 gemäß 4 gezeigt ist. Das heißt, dass das Signal VP2 nicht zu einem hohen Potential Von wird. Aufgrund dessen gibt es während der Periode T2 die Periode nicht, während derer die variable Spannung VL1 auf der Zwischenspannung V0 gehalten wird, und gibt es auch die Periode nicht, während derer die variable Spannung VL2 auf der Zwischenspannung V0 gehalten wird.
Wie es vorstehend dargelegt ist, schaltet die Signalspannungsanlegeschaltung 92 zwischen dem Betrieb zum Erzeugen der Zwischenspannung V0 und dem Betrieb, der die Zwischenspannung V0 nicht erzeugt, abhängig davon um, ob das Potential VH höher ist als der Referenzwert oder nicht. Aufgrund dessen ändert sich der Kurvenverlauf der variablen Spannung VL2, die zwischen beiden Enden der Sekundärspule 80b erzeugt wird, abhängig davon, ob das Potential VH höher ist als der Referenzwert oder nicht.
Die Detektionsschaltung 71 detektiert die variable Spannung VL2, die zwischen beiden Enden ihrer entsprechenden Sekundärspule 80b erzeugt wird, und bestimmt, ob der Kurvenverlauf der variablen Spannung VL2 in den jeweiligen Zyklen die Zwischenspannung V0 umfasst oder nicht. Wenn die variable Spannung VL2 die Zwischenspannung V0 umfasst, bedeutet dies, dass das Potential VH höher ist als der Referenzwert. Wenn die variable Spannung VL2 die Zwischenspannung V0 nicht umfasst, bedeutet dies, dass das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert. Die Detektionsschaltung 71 bestimmt, ob das Potential VH höher ist als der Referenzwert oder nicht, basierend auf dem Kurvenverlauf der variablen Spannung VL2. Die Detektionsschaltung 71 schickt dem Steuerung-IC 40e ein Signal, das bezeichnet, ob das Potential VH höher ist als der Referenzwert oder nicht.
Wenn das Signal empfangen wird, das bezeichnet, dass das Potential VH höher ist als der Referenzwert, senkt der Steuerung-IC 40e den eingestellten Strom für die Konstantstromquellen 40a, 40d. Dadurch wird die Lade-/ Entladegeschwindigkeit des Gates von dem IGBT 36a langsamer, wodurch sich die Schaltgeschwindigkeit von dem IGBT 36a verlangsamt (eine Spannungsänderungsrate zwischen dem Kollektor und dem Emitter daraufhin, dass der IGBT 36a ein- und ausschaltet, kleiner wird). Der Steuerung-IC 40e schaltet den IGBT 36a wiederholt mit der niedrigen Schaltgeschwindigkeit. Aufgrund dessen wird eine in dem IGBT 36a erzeugte Stoßspannung unterbunden bzw. gedämpft. Weiterhin, wenn das Signal empfangen wird, das bezeichnet, dass das Potential VH niedriger ist als der Referenzwert, erhöht der Steuerung-IC 40e den eingestellten Strom für die Konstantstromquellen 40a, 40d. Dadurch wird die Lade-/Entladegeschwindigkeit des Gates von dem IGBT 36a schneller, wodurch sich die Schaltgeschwindigkeit von dem IGBT 36a beschleunigt (die Spannungsänderungsrate zwischen dem Kollektor und dem Emitter daraufhin, dass der IGBT 36a ein- und ausschaltet, größer wird). Der Steuerung-IC 40e schaltet den IGBT 36a wiederholt mit der schnellen Schaltgeschwindigkeit. Wenn das Potential VH niedrig ist, wird eine Zulässigkeit bzw. Toleranz für die in dem IGBT 36a erzeugte Stoßspannung größer, wodurch die Schaltgeschwindigkeit erhöht werden kann. Durch Erhöhen der Schaltgeschwindigkeit kann der in dem IGBT 36a erzeugte Verlust unterbunden bzw. gedämpft werden.
Wie es vorstehend beschrieben ist, kann durch Verwendung der Gatespannungssteuerschaltung 50 Leistung von der Primärspule 80a an die Sekundärspule 80b geliefert werden und das das Potential VH bezeichnende Signal von der Primärspule 80a an die Sekundärspule 80b übertragen werden. Dadurch kann die Schaltgeschwindigkeit von jedem IGBT 36a gemäß dem Potential VH geändert werden.
Es ist bemerkenswert, dass jede der Spannungsreglerschaltungen 40 mit dem Emitter von ihrem entsprechenden IGBT 36a verbunden ist, und dass sie mit einem Potential des Emitters als Referenz arbeitet. Da das Potential des Emitters für jeden IGBT 36a differiert, differiert das Referenzpotential von jeder Spannungsreglerschaltung 40 untereinander. Weiterhin arbeitet die Detektionsschaltung 42 mit einem Potential, das höher ist als dasjenigen der jeweiligen Spannungsreglerschaltungen 40. In einem solchen Fall wäre, wenn ein Signal von der Detektionsschaltung 42 an die jeweiligen Spannungsreglerschaltungen 40 zu übertragen ist, ein Isolationselement für jede Spannungsreglerschaltung 40 erforderlich. In einem solchen Fall wird aufgrund einer großen Größe der Isolationselemente die Gatespannungssteuerschaltung 50 groß. Im Hinblick darauf kann durch Verwendung der Gatespannungssteuerschaltung 50 gemäß dem Ausführungsbeispiel, obgleich das Isolationselement 44 auf dem Signalübertragungsweg von der Detektionsschaltung 42 an die Primärschaltung 50a bereitgestellt ist, das das Potential VH bezeichnende Signal von der Primärschaltung 50a an die jeweiligen Spannungsreglerschaltungen 40 ohne Verwendung von für eine Signalübertragung dedizierten bzw. zugeordneten Isolationselementen übertragen werden. Das heißt, dass das das Potential VH bezeichnende Signal von der Primärschaltung 50a an die jeweiligen Spannungsreglerschaltungen 40 über die Isolationstransformatoren 80 zur Leistungs- bzw. Stromversorgung/-lieferung übertragen werden kann. Gemäß der vorstehend dargelegten Konfiguration können die Isolationstransformatoren 80 mit einer Funktion zum Übertragen des das Potential VH bezeichnenden Signals ausgestattet werden/sein. Somit müssen gemäß dieser Konfiguration keine für eine Signalübertragung dedizierten bzw. zugeordneten Isolationselemente für die jeweiligen Spannungsreglerschaltungen 40 verwendet werden, und kann die Gatespannungssteuerschaltung kompakt gemacht werden. Insbesondere kann die Gatespannungssteuerschaltung 50 vierzehn Isolationselemente weglassen, da sie vierzehn Spannungsreglerschaltungen 40 umfasst. Aufgrund dessen kann die Gatespannungssteuerschaltung 50 eine erhebliche Größenverringerung erreichen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Eine Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im Betrieb der Signalübertragungssteuervorrichtung 92b. Andere Konfigurationen der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel sind gleich denjenigen der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
5 zeigt einen Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Der Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel während der Periode T1 (wenn das Potential VH größer ist als der Referenzwert) ist gleich demjenigen der Gatespannungssteuerschaltung 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel während der Periode T2 (wenn das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert) ist verschieden von demjenigen der Gatespannungssteuerschaltung 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel steuert die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b das Signal VP2 so, dass es während der Periode T2 in einer Teilperiode in einer früheren Hälfte der Aus-Periode Toff auf dem hohen Potential Von ist. Aufgrund dessen kommt es dazu, dass während der Periode T2 in der Teilperiode in der früheren Hälfte der Aus-Periode Toff die variable Spannung VL1 auf der Zwischenspannung V0 und die variable Spannung VL2 auf der Zwischenspannung V0 liegen. Da selbst mit einer solchen Konfiguration ein Unterschied in den Kurvenverläufen in den jeweiligen Zyklen der variablen Spannung VL2 während der Periode T1 und der Periode T2 erzeugt wird, kann die Detektionsschaltung 71 dennoch die Höhe des Potentials VH aus dem Kurvenverlauf der variabten Spannung VL2 bestimmen. Dementsprechend kann die Schaltgeschwindigkeit von dem IGBT 36a gemäß der Höhe des Potentials VH ebenso bei dem zweiten Ausführungsbeispiel geändert werden.
Wie es vorstehend dargelegt ist, kann das das Potential VH bezeichnende Signal selbst durch Änderung der Zeit bzw. Zeiteinstellung/-steuerung, zu der die Zwischenspannung angelegt wird (einer Phase des Signals VP2 relativ zu dem Pulssignal VP1), übertragen werden.
Es ist bemerkenswert, dass bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Verhältnis der Periode, während derer der Kurvenverlauf der variablen Spannung VL2 während der Periode T1 auf der hohen Spannung VLHb gehalten wird, und ein Verhältnis der Periode, während derer der Kurvenverlauf der variablen Spannung VL2 während der Periode T2 auf der hohen Spannung VLHb gehalten wird, gleich sind. Weiterhin ist ein Verhältnis der Periode, während derer der Kurvenverlauf der variablen Spannung VL2 während der Periode T1 auf der Zwischenspannung V0 gehalten wird, und ein Verhältnis der Periode, während derer der Kurvenverlauf der variablen Spannung VL2 während der Periode T2 auf der Zwischenspannung V0 gehalten wird, gleich. Aufgrund dessen ist ein Wert, der durch Integrieren der variablen Spannung VL2 in Wert/Geltung von einem Zyklus über die Zeit erhalten wird, zwischen der Periode T1 und der Periode T2 gleich. Aufgrund dessen ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Unterschied in der an die Spannungsreglerschaltungen 40 zugeführten Energie zwischen der Periode T1 und der Periode T2 auftritt. Aufgrund dessen kann gemäß der Konfiguration des zweiten Ausführungsbeispiels die Leistung mit größerer Stabilität an die Spannungsreglerschaltungen 40 geliefert werden.
Es ist bemerkenswert, dass das Signal durch Änderung einer Dauer der Periode des Haltens des Signals VP2 auf dem hohen Potential Von übertragen werden kann. Das heißt, dass jedes beliebige Verfahren verwendet werden kann, solange sich der Kurvenverlauf der variablen Spannung VL2 gemäß dem Potential VH ändert.
Drittes Ausführungsbeispiel
Bei den Gatespannungssteuerschaltungen 50 gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel gibt es einige Fälle, in denen eine Detektion der Zwischenspannung durch die Detektionsschaltung 71 aufgrund der Erzeugung von Über-/Nachschwingen schwierig wird. Die Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterdrückt bzw. dämpft einen Einfluss des Über-/Nachschwingens und gewährleistet die Detektion der Zwischenspannung. Zunächst werden Angelegenheiten bzw. Probleme mit Bezug auf das Über-/ Nachschwingen beschrieben.
Bei der Gatespannungssteuervorrichtung 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird, wenn genügend Ladungen in den Glättungskondensatoren 73b gespeichert sind, der in den Primärspulen 80a fließende Strom IL1 und der in den Sekundärspulen 80b fließende Strom IL2 klein, wie es in 6 gezeigt ist. In diesem Fall wird der Strom IL2 inmitten der Aus-Periode Toff auf Null abgeschwächt. Dann wird das Über-/Nachschwingen zu der Zeit erzeugt, zu der der Strom IL2 auf Null abgeschwächt wurde, und schwanken die Spannungen VL1, VL2 stark. Aufgrund dessen kann die Detektionsschaltung 71 die Zwischenspannung V0 nicht detektieren. Eine gleiche Angelegenheit bzw. ein gleiches Problem kann bei der Gatespannungssteuerschaltung 50 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ebenso auftreten.
Als Nächstes wird die Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben. Wie es in 7 gezeigt ist, umfasst die Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel eine Diode 92c, die in Reihe zu dem Schalter 92a geschaltet ist. Das heißt, dass eine Reihenschaltung des Schalters 92a und der Diode 92c parallel zu den jeweiligen Primärspulen 80a geschaltet ist. Die Diode 92c ist so geschaltet, dass sie ihre Kathode in Richtung der positiven Elektrode der Gleichspannungsquelle 90 orientiert hat, und ihre Anode in Richtung der negativen Elektrode der Gleichspannungsquelle 90 orientiert hat. Es ist bemerkenswert, dass gemäß 7 die Diode 92c zwischen dem Schalter 92a und der Verdrahtung 93 verbunden ist, die Diode 92c jedoch zwischen dem Schalter 92a und der Verdrahtung 91 verbunden sein kann. Weiterhin unterscheidet sich bei der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Betrieb der Signalübertragungssteuervorrichtung 92b von der Gatespannungssteuerschaltung 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Weitere Konfigurationen der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel sind gleich denjenigen der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
8 zeigt den Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Der Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel während der Periode T2 (wenn das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert) ist gleich demjenigen der Gatespannungssteuerschaltung 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Der Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel während der Periode T1 (wenn das Potential VH größer ist als der Referenzwert) unterscheidet sich von demjenigen der Gatespannungssteuerschaltung 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel wird, wenn das Signal VP2 auf das hohe Potential Von gesteuert wird und der Schalter 92a einschaltet, die Spannung VL1 zwischen beiden Enden von jeder Primärspule 80a zu einer Zwischenspannung VFa, die im Wesentlichen gleich zu einem Vorwärts- bzw. Durchlassspannungsabfall der Diode 92c ist. Daher wird bei diesem Anlass bzw. Ereignis die Spannung VL2 zwischen beiden Enden von jeder Sekundärspule 80b zu einer Zwischenspannung VFb, die der Zwischenspannung VFa entspricht.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel steuert die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b das Signal VP2 so, dass es in der Periode T1 zu Beginn der Aus-Periode Toff das hohe Potential Von aufweist. Aufgrund dessen ist während der Periode T1 zu Beginn der Aus-Periode Toff die variable Spannung VL1 die Zwischenspannung VFa und die variable Spannung VL2 die Zwischenspannung VFb. Das heißt, dass es dazu kommt, dass eine Form einer ansteigenden Flanke der variablen Spannung VL2 in jedem Zyklus eine Form aufweist, die von der Spannung VLLb auf die Zwischenspannung VFb steigt, dann auf der Zwischenspannung VFb gehalten wird, und dann von der Zwischenspannung VFb auf die Spannung VLHb steigt. Andererseits ist die Form der ansteigenden Flanke der variablen Spannung VL2 in jedem Zyklus in der Periode T2 eine Form, die linear von der Spannung VLLb auf die Spannung VLHb steigt. Wie es vorstehend dargelegt ist, ändert sich die Form der ansteigenden Flanke der variablen Spannung VL2 gemäß dem Potential VH. Der Strom IL2 fließt zu allen Zeiten in der ansteigenden Flanke der variablen Spannung VL2. Aufgrund dessen tritt das Über-/ Nachschwingen in der ansteigenden Flanke der variablen Spannung VL2 nicht auf. Daher kann die Detektionsschaltung 71 das Vorhandensein/ Nichtvorhandensein der Zwischenspannung VFb an der ansteigenden Flanke sicher bestimmen. Aufgrund dessen kann gemäß der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel das das Potential VH bezeichnende Signal selbst in Fällen, in denen die Ströme IL1, IL2 gering sind, sicher übertragen werden.
Es ist bemerkenswert, dass gemäß der Konfiguration des dritten Ausführungsbeispiels der Schalter 92a im Wesentlichen gleichzeitig bzw. übereinstimmend mit einem Ausschalten von dem NMOS 94 an den ansteigenden Flanken der variablen Spannungen VL1, VL2 in der Periode T1 eingeschaltet werden muss. In einem solchen Fall wird es einen Zustand geben, in dem sowohl der NMOS 94 als auch der Schalter 92a eingeschaltet sind, obgleich eine solche Periode von sehr kurzer Dauer ist, wenn die Zeit zum Ausschalten von dem NMOS 94 verzögert ist, oder wenn die Zeit zum Einschalten von dem Schalter 92a früher wird. In der Konfiguration des dritten Ausführungsbeispiels verhindert jedoch aufgrund dessen, dass die Diode 92c in Reihe zu dem Schalter 92a geschaltet ist, die Diode 92c das Kurzschließen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode der Gleichspannungsquelle 90 selbst in dem Fall, in dem der NMOS 94 und der Schalter 92a beide eingeschaltet sind. Aufgrund dessen wird verhindert, dass eine übermäßige Last auf die Gleichspannungsquelle 90 angewandt wird. Es ist bemerkenswert, dass aufgrund eines Einflusses wie etwa eines Rauschens ein Risiko dafür besteht, dass sowohl der NMOS 94 als auch der Schalter 92a eingeschaltet sein können. Daher kann die Diode 92c zur Kurzschlussverhinderung bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel oder bei nachstehend zu beschreibenden weiteren Ausführungsbeispielen eingesetzt werden.
Viertes Ausführungsbeispiel
Wie es in 9 gezeigt ist, umfasst die Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel zwei Dioden 92d, 92e, die mit dem Schalter 92a in Reihe geschaltet sind. Das heißt, dass eine Reihenschaltung des Schalters 92a und der Dioden 92d, 92e parallel zu den jeweiligen Primärspulen 80a geschaltet ist. Die Diode 92d ist so verbunden, dass ihre Kathode in Richtung der positiven Elektrode der Gleichspannungsquelle 90 orientiert ist und ihre Anode in Richtung der negativen Elektrode der Gleichspannungsquelle 90 orientiert ist. Die Diode 92e ist so verbunden, dass ihre Kathode in Richtung der positiven Elektrode der Gleichspannungsquelle 90 orientiert ist und ihre Anode in Richtung der negativen Elektrode der Gleichspannungsquelle 90 orientiert ist. Es ist bemerkenswert, dass gemäß 9 die Dioden 92d, 92e zwischen dem Schalter 92a und der Verdrahtung 93 verbunden sind, eine Reihenfolge, in der der Schalter 92a, die Diode 92d und die Diode 92e angeordnet bzw. eingerichtet sind, jedoch jede beliebige Reihenfolge sein kann.
Ein Schalter 92f ist zwischen der Anode und der Kathode der Diode 92d verbunden. Eine Signalübertragungssteuervorrichtung 92g ist mit einem Steueranschluss des Schalters 92f verbunden. Das den Wert des Potentials VH bezeichnende Signal wird von dem Isolationselement 44 an die Signalübertragungssteuervorrichtung 92g übertragen. Die Signalübertragungssteuervorrichtung 92g legt ein Signal VP3 an den Steueranschluss des Schalters 92f gemäß dem Wert des empfangenen Potentials VH an.
10 zeigt einen Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel. Bei dem vierten Ausführungsbeispiel werden Signale von der Primärschaltung 50a an jede Spannungsreglerschaltung 40 abhängig von drei Fällen übertragen, nämlich einem Fall, in dem das Potential VH in einem ersten Bereich liegt, der größer ist als ein erster Referenzwert, einem Fall, in dem das Potential VH in einem zweiten Bereich liegt, der gleich oder kleiner ist als der erste Referenzwert, aber größer ist als ein zweiter Referenzwert, und einem Fall, in dem das Potential VH in einem dritten Bereich liegt, der gleich oder kleiner ist als der zweite Referenzwert. Die Periode T1 gemäß 10 zeigt den Betrieb für den Fall des ersten Bereichs, die Periode T2 gemäß 10 zeigt den Betrieb für den Fall des zweiten Bereichs, und eine Periode T3 gemäß 10 zeigt den Betrieb für den Fall des dritten Bereichs.
Wenn das Potential VH in dem ersten Bereich liegt (Periode T1), steuert die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b das Signal VP2 so, dass es während einer Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff das hohe Potential Von aufweist. Weiterhin steuert in diesem Fall die Signalübertragungssteuervorrichtung 92g das Signal VP3 so, dass es während der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff das hohe Potential Von aufweist. Daher schalten in der Periode T1 der Schalter 92a und der Schalter 92f während der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff ein. Wenn der Schalter 92f einschaltet, werden die Anode und die Kathode der Diode 92d kurzgeschlossen. Weiterhin, wenn der Schalter 92a einschaltet, werden beide Enden von jeder Primärspule 80a durch den Schalter 92a, den Schalter 92f und die Diode 92e verbunden. Daher wird während der Periode T1 die Spannung VL1 zwischen beiden Enden von jeder Primärspule 80a zu Spannung VFLa, die im Wesentlichen gleich dem Vorwärts- bzw. Durchlassspannungsabfall der Diode 92e während der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff ist. Aufgrund dessen wird zu dieser Zeit die Spannung VL2 zwischen beiden Enden von jeder Sekundärspule 80b zu Spannung VFLb, die der Spannung VFLa entspricht.
Wenn das Potential VH in dem zweiten Bereich liegt (Periode T2), steuert die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b das Signal VP2 so, dass es während einer Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff das hohe Potential Von aufweist. Daher schaltet der Schalter 92a während der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff ein. Andererseits hält in einem solchen Fall die Signalübertragungssteuervorrichtung 92g das Signal VP3 über die gesamte Aus-Periode Toff auf dem niedrigen Potential Voff. Daher wird der Schalter 92f über die gesamte Aus-Periode Toff aus gehalten. Aufgrund dessen werden in diesem Fall beide Enden von jeder Primärspule 80a durch den Schalter 92a, die Diode 92d und die Diode 92e dadurch verbunden, dass der Schalter 92a einschaltet. Dementsprechend wird die Spannung VL1 zwischen beiden Enden von jeder Primärspule 80a während der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff zu Spannung VFHa, die den Vorwärts- bzw. Durchlassspannungsabfall der Diode 92d und den Vorwärts- bzw. Durchlassspannungsabfall der Diode 92e addiert. Das heißt, dass die Zwischenspannung VFHa in der Periode T2 größer wird als die Zwischenspannung VFLa in der Periode T1. Aufgrund dessen wird auch die in den Sekundärspulen 80b erzeugte Spannung VL2 zu Zwischenspannung VFHb, die höher ist als die Zwischenspannung VFLb.
Wenn das Potential VH in dem dritten Bereich liegt (Periode T3), hält die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b das Signal VP2 über die gesamte Aus-Periode Toff auf dem niedrigen Potential Voff, und hält die Signalübertragungssteuervorrichtung 92g das Signal VP3 über die gesamte Aus-Periode Toff auf dem niedrigen Potential Voff. Daher weisen die variablen Spannungen VL1, VL2 während der Periode T3 keinerlei Zwischenspannung auf.
Die Detektionsschaltung 71 detektiert die variable Spannung VL2 zwischen beiden Enden von ihrer entsprechenden Sekundärspule 80b, und sie bestimmt, ob die variable Spannung VL2 die Zwischenspannung VFLb, die Zwischenspannung VFHb oder keine Zwischenspannung aufweist. Aufgrund dessen bestimmt die Detektionsschaltung 71, in welchem des ersten, des zweiten und des dritten Bereichs das Potential VH liegt. Basierend auf dem Bestimmungsergebnis hiervon ändert jede Spannungsreglerschaltung 40 die Schaltgeschwindigkeit von ihrem entsprechenden IGBT 36a. Das heißt, dass die Schaltgeschwindigkeit von dem IGBT 36a auf eine niedrige Geschwindigkeit eingestellt wird, wenn das Potential VH in dem ersten Bereich liegt (d.h. hoch ist). Wenn das Potential VH in dem zweiten Bereich liegt (d.h. mittel ist), wird die Schaltgeschwindigkeit von dem IGBT 36a auf eine mittlere Geschwindigkeit eingestellt. Wenn das Potential VH in dem dritten Bereich liegt (d.h. niedrig ist), wird die Schaltgeschwindigkeit von dem IGBT 36a auf eine schnelle Geschwindigkeit eingestellt.
Wie es vorstehend dargelegt ist, kann gemäß der Konfiguration des vierten Ausführungsbeispiels die Höhe der Zwischenspannung als das Signal verwendet werden. Gemäß dieser Konfiguration kann eine detailliertere Information an die Spannungsreglerschaltungen 40 übertragen werden, wodurch die IGBTs 36a mit größerer Empfindlichkeit gesteuert werden können.
Es ist bemerkenswert, dass die Diode 92e bei dem vierten Ausführungsbeispiel weggelassen werden kann.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Wie es in 11 gezeigt ist, umfasst die Gatespannungssteuervorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel Signalerzeugungsschaltungen 72 und Charakteristikdetektoren 74. Weiterhin umfasst bei dem fünften Ausführungsbeispiel die Primärschaltung 50a eine Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96.
Jeder der Charakteristikdetektoren 74 detektiert eine von Charakteristika bzw. Eigenschaften von einer Schaltung, die mit seiner entsprechenden Sekundärspule 80b verbunden ist. Zum Beispiel kann der Charakteristikdetektor 74 einen Wert detektieren, der bezeichnet, ob ein Fehler in seiner entsprechenden Spannungsreglerschaltung 40 auftritt bzw. vorliegt oder nicht. Nachstehend wird hierin eine durch den Charakteristikdetektor 74 detektierte Charakteristik bzw. Eigenschaft als Charakteristik X bezeichnet.
Jede der Signalerzeugungsschaltungen 72 ist zwischen der Verdrahtung 61a und der Verdrahtung 62 verbunden. Das heißt, dass die Signalerzeugungsschaltung 72 parallel zu ihrer entsprechenden Sekundärspule 80b geschaltet ist. Die Signalerzeugungsschaltung 72 umfasst einen NMOS 72a, eine Signalübertragungssteuervorrichtung 72b und eine Diode 72c.
Eine Source von dem NMOS 72a ist mit der Verdrahtung 62 verbunden. Ein Drain von dem NMOS 72a ist mit einer Kathode der Diode 72c verbunden. Eine Anode der Diode 72c ist mit der Verdrahtung 61a verbunden. Das heißt, dass der NMOS 72a und die Diode 72c zwischen der Verdrahtung 61a und der Verdrahtung 62 (nämlich zwischen beiden Enden der Sekundärspule 80b) in Reihe geschaltet sind. Die Diode 72c ist so verbunden, dass ihre Kathode in Richtung der Verdrahtung 62 orientiert ist und ihre Anode in Richtung der Verdrahtung 61a orientiert ist.
Die Signalübertragungssteuervorrichtung 72b ist mit einem Gate von dem NMOS 72a verbunden. Die Signalübertragungssteuervorrichtung 72b schaltet den NMOS 72a durch Anlegen eines Signals VP4 an das Gate von dem NMOS 72a. Ein Wert der Charakteristik X wird von dem Charakteristikdetektor 74 an die Signalübertragungssteuervorrichtung 72b übertragen. Die Signalübertragungssteuervorrichtung 72b schaltet den NMOS 72a gemäß dem Wert der empfangenen Charakteristik X. Die Signalübertragungssteuervorrichtung 72b schaltet den NMOS 72a durch Synchronisation mit dem Zyklus bzw. der Periode der durch die Detektionsschaltung 71 detektierten variablen Spannung VL2. Das heißt, dass der Schaltzyklus bzw. die Schaltperiode von dem NMOS 72a gleich dem Zyklus bzw. der Periode der variablen Spannung VL2 ist. Weiterhin ändert die Signalübertragungssteuervorrichtung 72b ein Schaltmuster von dem NMOS 72a gemäß dem Wert der Charakteristik X.
Die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 detektiert ein Potential der Verdrahtung 93 mit Masse bzw. Erde als Referenz. Das durch die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 detektierte Potential stimmt mit einem Wert überein, der durch Subtraktion der Ausgangsspannung V1 (Festwert) der Gleichspannungsquelle 90 von der Spannung VL1 zwischen beiden Enden der Primärspule 80a erhalten wird. Daher detektiert die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 im Wesentlichen die Spannung VL1 zwischen beiden Enden der Primärspule 80a.
Weitere Konfigurationen der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel sind gleich denjenigen der Gatespannungssteuerschaltung 50 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
12 zeigt den Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel. Eine Periode T4 gemäß 12 zeigt einen Fall, in dem das Potential VH größer ist als der Referenzwert und die Charakteristik X gleich oder kleiner ist als ihr Referenzwert. Da das Potential VH größer ist als der Referenzwert, steuert die Signalspannungsanlegeschaltung 92 das Signal VP2 ähnlich zu der Periode T1 gemäß 4. Daher wird in der Periode T4 das Signal VP2 in jeder Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff auf das hohe Potential Von gesteuert. Weiterhin, wenn die Charakteristik X gleich oder kleiner ist als der Referenzwert, hält die Signalerzeugungsschaltung 72 das Signal VP4 zu allen Zeiten auf dem niedrigen Potential Voff. Daher wird während der Periode T4 der NMOS 72a zu allen Zeiten aus gehalten. Dementsprechend werden in der Periode T4 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel die Kurvenverläufe der Spannungen VL1, VL2 ähnlich zu den Kurvenverläufen in der Periode T1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das heißt, dass während der Periode T4 die Spannungen VL1, VL2 in der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff zu Zwischenspannung V0 werden.
Eine Periode T5 gemäß 12 zeigt einen Fall, in dem das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert und die Charakteristik X gleich oder kleiner ist als ihr Referenzwert. Da das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert, steuert die Signalspannungsanlegeschaltung 92 das Signal VP2 ähnlich zu der Periode T2 gemäß 4 auf das niedrige Potential Voff. Daher wird in der Periode T5 der Schalter 92a zu allen Zeiten aus gehalten. Weiterhin, da die Charakteristik X gleich oder kleiner ist als der Referenzwert, hält die Signalerzeugungsschaltung 72 das Signal VP4 ähnlich zu der Periode T4 zu allen Zeiten auf dem niedrigen Potential Voff. Daher wird während der Periode T5 der NMOS 72a zu allen Zeiten aus gehalten. Dementsprechend werden in der Periode T5 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel die Kurvenverläufe der Spannungen VL1, VL2 ähnlich zu den Kurvenverläufen in der Periode T2 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das heißt, dass während der Periode T5 die Spannungen VL1, VL2 keinerlei Zwischenspannung aufweisen.
Eine Periode T6 gemäß 12 zeigt einen Fall, in dem das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert und die Charakteristik X größer ist als ihr Referenzwert. Da das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert, steuert die Signalspannungsanlegeschaltung 92 das Signal VP2 auf das niedrige Potential Voff. Daher wird in der Periode T6 der Schalter 92a zu allen Zeiten aus gehalten. Weiterhin, wenn die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert, steuert die Signalerzeugungsschaltung 72 das Signal VP4 in jeder Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff auf das hohe Potential Von. Daher schaltet der NMOS 72a während jeder Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff ein. Wenn der NMOS 72a einschaltet, werden beide Enden der Sekundärspule 80b durch den NMOS 72a und die Diode 72c verbunden. Bei diesem Anlass bzw. Ereignis wird die Spannung VL2 zwischen beiden Enden der Sekundärspule 80b zu Spannung VF2b, die im Wesentlichen gleich dem Vorwärts- bzw. Durchlassspannungsabfall der Diode 72c ist. Aufgrund dessen wird die Spannung VL1 zwischen beiden Enden von jeder Primärspule 80a zu Spannung VF2a, die der Spannung VF2b entspricht. Es ist bemerkenswert, dass die Spannungen VF2a, VF2b extrem kleine Spannungen sind und im Wesentlichen gleich der Spannung V0 sind. Dementsprechend werden während der Periode T6 die Kurvenverläufe der Spannungen VL1, VL2 im Wesentlichen ähnlich zu denjenigen der Periode T4.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel detektiert die Detektionsschaltung 71 die Spannung VL2 zwischen beiden Enden der Sekundärspule 80b, und bestimmt sie, ob der Kurvenverlauf der Spannung VL2 in jedem Zyklus eine Zwischenspannung umfasst oder nicht. Es ist bemerkenswert, dass bei dem fünften Ausführungsbeispiel die Spannung VL2 die Zwischenspannung in beiden Fällen aufweist, nämlich wenn das Potential VH größer ist als der Referenzwert (zum Beispiel Periode T4 gemäß 12), und wenn die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert (zum Beispiel Periode T6 gemäß 12). Aufgrund dessen kann lediglich aus dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein der Zwischenspannung nicht bestimmt werden, ob das Potential VH größer ist als der Referenzwert oder nicht. Aufgrund dessen wird bei dem fünften Ausführungsbeispiel der Wert der Charakteristik X von dem Charakteristikdetektor 74 an die Detektionsschaltung 71 geschickt. Die Detektionsschaltung 71 bestimmt, ob die Charakteristik X höher ist als der Referenzwert oder nicht. Wenn die Charakteristik X niedriger ist als der Referenzwert und die Spannung VL2 die Zwischenspannung aufweist, bestimmt die Detektionsschaltung 71, dass das Potential VH größer ist als der Referenzwert. In anderen Fällen bestimmt die Detektionsschaltung 71, dass das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert. Wie es vorstehend dargelegt ist, kann gemäß der Konfiguration des fünften Ausführungsbeispiels die Schaltgeschwindigkeit von jedem IGBT 36a abhängig davon geändert werden, ob das Potential VH größer ist als der Referenzwert oder nicht.
Weiterhin detektiert bei dem fünften Ausführungsbeispiel die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 die Spannung VL1 zwischen beiden Enden von jeder Primärspule 80a, und bestimmt sie, ob der Kurvenverlauf der Spannung VL1 in jedem Zyklus eine Zwischenspannung umfasst oder nicht. Aufgrund dessen bestimmt die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96, ob die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert oder nicht. Es ist bemerkenswert, dass bei dem fünften Ausführungsbeispiel die Spannung VL1 die Zwischenspannung in beiden Fällen aufweist, nämlich wenn das Potential VH größer ist als der Referenzwert (zum Beispiel Periode T4 gemäß 12), und wenn die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert (zum Beispiel Periode T6 gemäß 12). Aufgrund dessen kann nicht lediglich aus dem Vorhandensein/Nichtvorhandensein der Zwischenspannung bestimmt werden, ob die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert oder nicht. Aufgrund dessen wird bei dem fünften Ausführungsbeispiel der Wert des Potentials VH von dem Isolationselement 44 an die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 geschickt. Die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 bestimmt, ob das Potential VH höher ist als der Referenzwert oder nicht. Die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 bestimmt, dass die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert, wenn das Potential VH niedriger ist als der Referenzwert und die Spannung VL1 die Zwischenspannung aufweist. In anderen Fällen bestimmt die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96, dass die Charakteristik X gleich oder kleiner ist als der Referenzwert. Wie es vorstehend dargelegt ist, kann gemäß der Konfiguration des fünften Ausführungsbeispiels die Primärschaltung 50a eine Information darüber empfangen, ob die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert oder nicht.
Wie es vorstehend dargelegt ist, kann gemäß der Konfiguration des fünften Ausführungsbeispiels das das Potential VH bezeichnende Signal von der Primärschaltung 50a an jede Spannungsreglerschaltung 40 übertragen werden. Weiterhin kann gemäß der Konfiguration des fünften Ausführungsbeispiels das die Charakteristik X bezeichnende Signal von den Schaltungen auf der Seite der Sekundärspule 80b an die Primärschaltung 50a geschickt werden.
Es ist bemerkenswert, dass bei dem fünften Ausführungsbeispiel die Signalerzeugungsschaltung 72 die Diode 72c umfasst hat, die Signalerzeugungsschaltung 72 jedoch die Diode 72c nicht umfassen kann. Weiterhin können Positionen von dem NMOS 72a und der Diode 72c ersetzt bzw. vertauscht werden.
Weiterhin kann die Signalerzeugungsschaltung 72 an allen der Sekundärspulen 80b bereitgestellt werden/sein, oder kann die Signalerzeugungsschaltung 72 nur an einer von den Sekundärspulen 80b bereitgestellt werden/sein.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Bei dem vorstehend dargelegten fünften Ausführungsbeispiel sind sowohl in dem Fall, in dem das Potential VH größer ist als der Referenzwert (Periode T4 gemäß 12), und dem Fall, in dem die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert (Periode T6 gemäß 12), der Kurvenverlauf der Spannung VL1 gleich und der Kurvenverlauf der Spannung VL2 gleich. Aufgrund dessen werden, wenn das Potential VH größer ist als der Referenzwert und die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert, Signalübertragung und -empfang zwischen Schaltungen auf der Seite der Sekundärspule 80b und der Primärschaltung 50a schwierig. Aufgrund dessen, wie es in 13 gezeigt ist, können Zeiten bzw. Zeiteinstellungen/-steuerungen, zu denen die Zwischenspannungen erzeugt werden, zwischen dem Fall, in dem das Potential VH größer ist als der Referenzwert (Periode T4), und dem Fall, in dem die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert (Periode T6), geändert werden. Das heißt, dass die Kurvenverläufe der Spannungen VL1, VL2 zwischen der Periode T4 und der Periode T6 verschieden sein können.
Siebtes Ausführungsbeispiel
Wie es in 14 gezeigt ist, umfasst bei dem siebten Ausführungsbeispiel die Signalerzeugungsschaltung 72 zwei Dioden 72d, 72e, die mit dem NMOS 72a in Reihe geschaltet sind. Das heißt, dass eine Reihenschaltung von dem NMOS 72a, der Diode 72d und der Diode 72e parallel zu der Sekundärspule 80b geschaltet ist. Die Diode 72d ist so geschaltet, dass ihre Kathode in Richtung der Verdrahtung 62 orientiert ist und ihre Anode in Richtung der Verdrahtung 61a orientiert ist. Die Diode 72e ist so geschaltet, dass ihre Kathode in Richtung der Verdrahtung 62 orientiert ist und ihre Anode in Richtung der Verdrahtung 61a orientiert ist. Es ist bemerkenswert, dass gemäß 14 die Dioden 72d, 72e zwischen dem NMOS 72a und der Verdrahtung 61a verbunden sind, eine Reihenfolge, in der der NMOS 72a, die Diode 72d und die Diode 72e angeordnet bzw. eingerichtet sind, jedoch jede beliebige Reihenfolge sein kann.
Ein NMOS 72f ist zwischen der Anode und der Kathode der Diode 72d verbunden. Eine Signalübertragungssteuervorrichtung 72g ist mit einem Gate von dem NMOS 72f verbunden. Ein Wert der Charakteristik X wird an die Signalübertragungssteuervorrichtung 72g übertragen. Die Signalübertragungssteuervorrichtung 72g legt ein Signal VP5 an das Gate von dem NMOS 72f gemäß dem Wert der empfangenen Charakteristik X an.
Bei dem siebten Ausführungsbeispiel ist der Betrieb für den Fall, in dem das Potential VH höher ist als der Referenzwert, gleich demjenigen der Periode T4 gemäß 12. Bei dem siebten Ausführungsbeispiel ist der Betrieb für den Fall, in dem das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert, in 15 gezeigt. Gemäß 15 wird, da das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert, das Signal VP2 auf dem niedrigen Potential Voff gehalten, und wird der Schalter 92a zu allen Zeiten aus gehalten. Bei dem siebten Ausführungsbeispiel werden Signale von den Schaltungen auf der Seite der Sekundärspule 80b an die Primärschaltung 50a abhängig von drei Fällen übertragen, nämlich einem Fall, in dem die Charakteristik X in einem ersten Bereich liegt, der größer ist als der erste Referenzwert, einem Fall, in dem die Charakteristik X in einem zweiten Bereich liegt, der gleich oder kleiner ist als der erste Referenzwert, aber größer ist als ein zweiter Referenzwert, und einem Fall, in dem die Charakteristik X in einem dritten Bereich liegt, die gleich oder kleiner ist als der zweite Referenzwert. Eine Periode T7 gemäß 15 zeigt den Betrieb für den Fall des ersten Bereichs, eine Periode T8 gemäß 15 zeigt den Betrieb für den Fall des zweiten Bereichs, und eine Periode T9 gemäß 15 zeigt den Betrieb für den Fall des dritten Bereichs.
Wenn die Charakteristik X in dem ersten Bereich liegt (Periode T7), steuert die Signalübertragungssteuervorrichtung 72b das Signal VP4 so, dass es während einer Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff das hohe Potential Von aufweist. Weiterhin steuert in diesem Fall die Signalübertragungssteuervorrichtung 72g das Signal VP5 so, dass es während der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff das hohe Potential Von aufweist. Daher werden der NMOS 72a und der NMOS 72f während der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff eingeschaltet. Wenn der NMOS 72f einschaltet, werden die Anode und die Kathode der Diode 72d kurzgeschlossen. Weiterhin, wenn der NMOS 72a einschaltet, werden beide Enden der Primärspule 80a durch den NMOS 72a, den NMOS 72f und die Diode 72e verbunden. Daher wird die Spannung VL2 zwischen beiden Enden von jeder Sekundärspule 80b zu Spannung VFL2b, die im Wesentlichen gleich dem Vorwärts- bzw. Durchlassspannungsabfall der Diode 72e während der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff ist. Aufgrund dessen wird zu dieser Zeit die Spannung VL1 zwischen beiden Enden von jeder Primärspule 80a zu Spannung VFL2a, die der Spannung VFL2b entspricht.
Wenn die Charakteristik X in dem zweiten Bereich liegt (Periode T8), steuert die Signalübertragungssteuervorrichtung 72b das Signal VP4 so, dass es während einer Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff das hohe Potential Von aufweist. Daher wird der NMOS 72a während der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff eingeschaltet. Andererseits hält in diesem Fall die Signalübertragungssteuervorrichtung 72g das Signal VP5 über die gesamte Aus-Periode Toff auf dem niedrigen Potential Voff. Daher wird der NMOS 72f über die gesamte Aus-Periode Toff aus gehalten. Dementsprechend werden beide Enden von jeder Sekundärspule 80b durch den NMOS 72a, die Diode 72d und die Diode 72e dadurch verbunden, dass der NMOS 72a einschaltet. Dementsprechend wird die Spannung VL2 zwischen beiden Enden der Sekundärspule 80b während der Teilperiode in der späteren Hälfte der Aus-Periode Toff zu Spannung VFH2b, die den Vorwärts- bzw. Durchlassspannungsabfall der Diode 72d und den Vorwärts- bzw. Durchlassspannungsabfall der Diode 72e addiert. Das heißt, dass die Zwischenspannung VFH2b in der Periode T8 größer wird als die Zwischenspannung VFL2b in der Periode T7. Aufgrund dessen wird auch die in jeder Primärspule 80a erzeugte Spannung VL1 zu Zwischenspannung VFH2a, die höher ist als die Zwischenspannung VFL2a.
Wenn die Charakteristik X in dem dritten Bereich liegt (Periode T9), hält die Signalübertragungssteuervorrichtung 72b das Signal VP4 über die gesamte Aus-Periode Toff auf dem niedrigen Potential Voff, und hält die Signalübertragungssteuervorrichtung 72g das Signal VP5 über die gesamte Aus-Periode Toff auf dem niedrigen Potential Voff. Daher weisen in der Periode T9 die variablen Spannungen VL1, VL2 keinerlei Zwischenspannung auf.
Die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 detektiert die variable Spannung VL1 zwischen beiden Enden der Primärspule 80a, und sie bestimmt, ob die variable Spannung VL1 die Zwischenspannung VFL2a, die Zwischenspannung VFH2a oder keine Zwischenspannung aufweist. Aufgrund dessen bestimmt die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96, in welchem des ersten, des zweiten und des dritten Bereichs die Charakteristik X liegt.
Wie es vorstehend dargelegt ist, kann gemäß der Konfiguration des siebten Ausführungsbeispiels die Höhe der Zwischenspannung als Signal verwendet werden. Gemäß dieser Konfiguration kann eine detailliertere Information von den Schaltungen auf der Seite der Sekundärspule 80b an die Primärschaltung 50a übertragen werden.
Es ist bemerkenswert, dass die Diode 72e bei dem siebten Ausführungsbeispiel weggelassen werden kann.
Achtes Ausführungsbeispiel
Die Konfiguration der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel ist ähnlich zu der Konfiguration der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel (11). 16 zeigt den Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel. Eine Periode T10 gemäß 16 zeigt einen Fall, in dem die Charakteristik X größer ist als ihr Referenzwert und das Potential VH gleich oder kleiner ist als der Referenzwert. Eine Periode T11 gemäß 16 zeigt einen Fall, in dem die Charakteristik X größer ist als ihr Referenzwert und das Potential VH größer ist als der Referenzwert. Eine Periode T12 gemäß 16 zeigt einen Fall, in dem die Charakteristik X kleiner ist als ihr Referenzwert und das Potential VH größer ist als der Referenzwert. In der Periode T10 gemäß 16 werden Zwischenspannungen für die Spannungen VL1, VL2 zu Beginn der Aus-Periode Toff bereitgestellt. Der Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung in der Periode T10 ist ähnlich zu dem Betrieb in der Periode T6 gemäß 12, mit Ausnahme der Positionen der Zwischenspannungen. Weiterhin werden in der Periode T12 gemäß 16 die Zwischenspannungen für die Spannungen VL1, VL2 am Ende der Aus-Periode Toff bereitgestellt. Der Betrieb der Gatespannungssteuerschaltung in der Periode T12 ist ähnlich zu dem Betrieb in der Periode T4 gemäß 12, mit Ausnahme der Positionen der Zwischenspannungen. Wie es vorstehend dargelegt ist, werden die Zwischenspannungen, die bezeichnen, dass die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert (Zwischenspannungen in Periode T10), auf einer früheren Seite innerhalb der Aus-Periode Toff gesetzt bzw. eingestellt als die Zwischenspannungen, die bezeichnen, dass das Potential VH größer ist als der Referenzwert (Zwischenspannungen in Periode T12).
Während der Periode T11 schaltet die Signalübertragungssteuervorrichtung 72b den NMOS 72a zu Beginn der Aus-Periode Toff ein, da die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert. Aufgrund dessen werden die Zwischenspannungen in den Spannungen VL1, VL2 zu Beginn der Aus-Periode Toff erzeugt. Bei diesem Anlass bzw. Ereignis detektiert die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 die Zwischenspannungen zu Beginn der Aus-Periode Toff. Aufgrund dessen empfängt die Primärschaltung 50a das Signal, das bezeichnet, dass die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert. Wenn die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 die Zwischenspannungen zu Beginn der Aus-Periode Toff detektiert, wird ein eine solche Bezeichnung vornehmendes Signal von der Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 an die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b übertragen. Bei diesem Anlass bzw. Ereignis hält die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b das Signal VP2 während des Rests der Aus-Periode Toff auf dem niedrigen Potential Voff, selbst wenn das Potential VH höher ist als der Referenzwert, sodass der Schalter 92a aus gehalten wird. Aufgrund dessen wird das Signal, das bezeichnet, dass das Potential VH höher ist als der Referenzwert, nicht übertragen. Wie es vorstehend dargelegt ist, entfällt die Übertragung des Signals, das bezeichnet, dass das Potential VH höher ist als der Referenzwert, wenn das Potential VH größer ist als der Referenzwert und die Charakteristik X größer ist als der Referenzwert. Gemäß dieser Konfiguration ist der Wert, der durch Integrieren einer variablen Spannung VL2 in Wert/Geltung von einem Zyklus über die Zeit erhalten wird, zwischen den Perioden T10, T11, T12 gleich. Aufgrund dessen ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Unterschied in der an die Spannungsreglerschaltungen 40 zugeführten Energie zwischen den Perioden T10, T11 und T12 auftritt. Gemäß dieser Konfiguration kann die Leistung mit größerer Stabilität an die Spannungsreglerschaltungen 40 geliefert werden.
Neuntes Ausführungsbeispiel
Bei den vorstehend dargelegten ersten bis achten Ausführungsbeispielen kann die Information über das Potential VH von der Primärschaltung 50a an die Spannungsreglerschaltungen 40 mittels Kurvenverläufen übertragen werden, die mehrere Zyklen der variablen Spannungen VL1, VL2 wert sind bzw. Geltung haben. Zum Beispiel wird der Kurvenverlauf der variablen Spannung VL1(VL2) in der Periode T1 gemäß 4 verwendet, um „0“ zu bezeichnen, und wird der Kurvenverlauf der variablen Spannung VL1(VL2) in der Periode T2 gemäß 4 verwendet, um „1“ zu bezeichnen, und kann ein Signal, das eine Binärfolge von „1“ und „0“ umfasst, unter Verwendung der variablen Spannung gesendet werden, die mehrere Zyklen wert ist bzw. Geltung hat. Gemäß dieser Konfiguration kann eine serielle Kommunikation zwischen der Primärschaltung 50a und jeder Spannungsreglerschaltung 40 durchgeführt werden. Weiterhin kann die serielle Kommunikation verwendet werden, um Signale von den Schaltungen auf der Seite der Sekundärspule 80b (Signalerzeugungsschaltung 72) an die Primärschaltung 50a zu übertragen.
Zum Beispiel kann die Signalübertragungssteuervorrichtung 92b ein serielles Signal, das den Wert des Potentials VH selbst bezeichnet, an die Primärspule 80a anlegen, und kann die Detektionsschaltung 71 das serielle Signal empfangen. Weiterhin kann die Detektionsschaltung 71 bestimmen, ob das Potential VH größer ist als der Referenzwert oder nicht, und das Bestimmungsergebnis an die entsprechende Spannungsreglerschaltung 40 übertragen.
Es ist bemerkenswert, dass bei den vorstehend dargelegten ersten bis neunten Ausführungsbeispielen der Wert des Potentials VH von der Primärschaltung 50a an die Spannungsreglerschaltungen 40 gesendet wird, jedoch eine andere physikalische Größe (wie etwa ein Strom in einer bestimmten Verdrahtung, eine Temperatur eines bestimmten Elements und ein Anweisungssignal von außen) übertragen werden kann. Weiterhin wird bei den vorstehend dargelegten ersten bis neunten Ausführungsbeispielen der Wert der Charakteristik X (ein Wert, der bezeichnet, ob ein Fehler auftritt bzw. vorliegt oder nicht) von den Schaltungen auf der Seite der Sekundärspule 80b übertragen, wohingegen andere Werte (wie etwa eine Temperatur von dem IGBT 36a) übertragen werden können.
Weiterhin wird bei den vorstehend dargelegten ersten bis neunten Ausführungsbeispielen die Schaltgeschwindigkeit von jedem IGBT 36b gemäß dem Wert des Potentials VH geändert. Es können jedoch andere Eigenschaften des Veränderungsmusters der Gatespannung (wie etwa eine Höhe einer Ein-Spannung oder einer Aus-Spannung, sowie eine relative Einschaltdauer einer Ein-Spannung-Anlegeperiode und einer Aus-Spannung-Anlegeperiode) geändert werden.
Es werden nun Beziehungen zwischen den jeweiligen konstituierenden Merkmalen der vorstehend dargelegten Ausführungsbeispiele und der konstituierenden Merkmalen der Patentansprüche beschrieben. Die Detektionsschaltung 42 gemäß den Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel einer Detektionsschaltung gemäß den Patentansprüchen. Der NMOS 94 gemäß den Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel eines Leistungsversorgungsschaltelements gemäß den Patentansprüchen. Der Schalter 92a gemäß den Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel eines ersten Signalübertragungsschaltelements gemäß den Patentansprüchen. Der ansteigende Kurvenverlauf der Spannung VL1 in der Periode T1 von 8 gemäß den Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel eines ansteigenden Kurvenverlaufs, der von der Negative-Spannung-Periode startet, um über die Zwischenspannung-Periode die Positive-Spannung-Periode zu erreichen, gemäß den Patentansprüchen. Der ansteigende Kurvenverlauf der Spannung VL1 in der Periode T2 von 8 gemäß den Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel eines ansteigenden Kurvenverlaufs, der von der Negative-Spannung-Periode startet, um die Positive-Spannung-Periode zu erreichen, ohne dass die Zwischenspannung-Periode zwischen der Negative- und der Positive-Spannung-Perioden dazwischenliegt, gemäß den Patentansprüchen. Die Konfiguration von 10 gemäß den Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel einer Konfiguration, in der sich eine Höhe der Zwischenspannung gemäß dem von der Detektionsschaltung übertragenem Signal ändert, gemäß den Patentansprüchen. Die Diode 92c gemäß den Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel einer Diode, wobei eine Kathode der Diode mit dem ersten Signalübertragungsschaltelement in einer Richtung in Reihe geschaltet ist, einhergehend mit welcher die Kathode in Richtung der positiven Elektrode der Gleichleistungsquelle orientiert ist, gemäß den Patentansprüchen. Der NMOS 72a gemäß den Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel eines zweiten Signalübertragungsschaltelements gemäß den Patentansprüchen. Die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung 96 gemäß den Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel einer Kurvenverlaufsdetektionsschaltung gemäß den Patentansprüchen. Die Periode, während derer die Spannung V0 gemäß 13 und 16 angelegt wird/ist, gemäß den Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel einer ersten Periode gemäß den Patentansprüchen. Die Periode, während derer die Spannung VF2b gemäß 13 und 16 angelegt wird/ist, gemäß den Ausführungsbeispielen ist ein Beispiel der zweiten Periode gemäß den Patentansprüchen.
Hierin offenbarte technische Elemente werden hierin nachstehend aufgelistet. Es ist bemerkenswert, dass jedes der hierin nachstehend offenbarten technischen Elemente unabhängig bzw. eigenständig nützlich bzw. zweckdienlich ist.
In einem Konfigurationsbeispiel der vorliegenden Offenbarung weist die Primärschaltung eine Gleichleistungsquelle, ein Leistungsversorgungsschaltelement, ein erstes Signalübertragungsschaltelement, eine Leistungsversorgungssteuervorrichtung und eine erste Signalübertragungssteuervorrichtung auf. Eine positive Elektrode der Gleichleistungsquelle ist mit den einen Enden der Primärspulen verbunden. Das Leistungsversorgungsschaltelement ist zwischen den anderen Enden der Primärspulen und einer negativen Elektrode der Gleichleistungsquelle verbunden. Das erste Signalübertragungsschaltelement ist parallel zu den Primärspulen geschaltet. Die Leistungsversorgungssteuervorrichtung ist konfiguriert zum zyklischen Schalten des Leistungsversorgungsschaltelements. Die erste Signalübertragungssteuervorrichtung ist konfiguriert zum Synchronisieren mit einem Schaltzyklus des Leistungsversorgungsschaltelements zum Schalten des ersten Signalübertragungsschaltelements und Ändern eines Schaltmusters des ersten Signalübertragungsschaltelements gemäß dem von der Detektionsschaltung übertragenen Signal.
Gemäß dieser Konfiguration können die variablen Spannungen in jeder der Primärspulen und jeder der Sekundärspulen durch Schalten des Leistungsversorgungsschaltelements erzeugt werden. Weiterhin können durch Ändern des Schaltmusters des ersten Signalübertragungsschaltelements gemäß den Signalen (nämlich einer physikalischen Größe) die Kurvenverläufe der variablen Spannungen, die in jeder der Primärspulen und jeder der Sekundärspulen erzeugt werden, geändert werden.
In einem Konfigurationsbeispiel der vorliegenden Offenbarung umfasst einer von der Vielzahl von Kurvenverlaufstypen eine Positive-Spannung-Periode, während derer die Spannung auf einer positiven Spannung gehalten wird, eine Negative-Spannung-Periode, während derer die Spannung auf einer negativen Spannung gehalten wird, und eine Zwischenspannung-Periode, während derer die Spannung auf einer Zwischenspannung gehalten wird, die niedriger als die positive Spannung und höher als die negative Spannung ist.
Die positive Spannung kann durch eine induktive elektromotorische Kraft der Isolationstransformatoren erzeugt werden. Die negative Spannung kann durch die Gleichleistungsquelle erzeugt werden, die mit den Isolationstransformatoren verbunden ist. Weiterhin kann die Zwischenspannung zwischen der positiven Spannung und der negativen Spannung einfach erzeugt werden. Daher kann gemäß dieser Konfiguration die variable Spannung einfach erzeugt werden.
In der vorgenannten Konfiguration zum Erzeugen einer Zwischenspannung kann die Vielzahl von Kurvenverlaufstypen einen ersten Kurvenverlauf und einen zweiten Kurvenverlauf umfassen, können eine Länge der Positive-Spannung-Periode, eine Länge der Negative-Spannung-Periode und eine Länge der Zwischenspannung-Periode zwischen dem ersten Kurvenverlauf und dem zweiten Kurvenverlauf gleich sein, und kann eine Zeit bzw. Zeiteinstellung/-steuerung der Zwischenspannung-Periode zwischen dem ersten Kurvenverlauf und dem zweiten Kurvenverlauf verschieden sein.
Gemäß dieser Konfiguration ist es aufgrund dessen, dass die Länge von jeder Periode zwischen dem ersten Kurvenverlauf und dem zweiten Kurvenverlauf gleich ist, weniger wahrscheinlich, dass ein Unterschied hinsichtlich einer von der Primärschaltung an die Sekundärschaltung übertragenen Energie zwischen dem ersten Kurvenverlauf und dem zweiten Kurvenverlauf auftritt. Daher kann gemäß dieser Konfiguration die Leistung stabiler an die jeweiligen Spannungsreglerschaltungen geliefert werden.
In der vorstehend dargelegten Konfiguration zum Erzeugen einer Zwischenspannung kann einer von der Vielzahl von Kurvenverlaufstypen einen ansteigenden Kurvenverlauf umfassen, der von der Negative-Spannung-Periode startet, um über die Zwischenspannung-Periode die Positive-Spannung-Periode zu erreichen, und kann ein anderer von der Vielzahl von Kurvenverlaufstypen einen ansteigenden Kurvenverlauf umfassen, der von der Negative-Spannung-Periode startet, um die Positive-Spannung-Periode zu erreichen, ohne dass die Zwischenspannung-Periode zwischen der Negative- und der Positive-Spannung-Periode dazwischenliegt.
Abhängig von dem Betriebszustand der Gatespannungssteuervorrichtung kann der in jeder Sekundärspule fließende Strom in einigen Fällen auf im Wesentlichen Null abfallen. Wenn dies passiert, wird in jeder Sekundärspule ein Über-/ Nachschwingen erzeugt, und schwankt die in jeder Sekundärspule erzeugte Spannung. Während das Über-/Nachschwingen erzeugt wird, ist es schwierig, eine der Zwischenspannung entsprechende Spannung auf der Seite der Sekundärspule zu detektieren, selbst wenn die Zwischenspannung an die Primärspule angelegt wird/ist. In der vorgenannten Konfiguration wird die Zwischenspannung beim Ansteigen des Kurvenverlaufs angelegt. Da beim Ansteigen des Kurvenverlaufs kein Über-/Nachschwingen erzeugt wird, kann die der Zwischenspannung entsprechende Spannung auf der Seite der Sekundärspule sicher detektiert werden.
In der vorstehend dargelegten Konfiguration zum Erzeugen einer Zwischenspannung kann sich eine Höhe der Zwischenspannung gemäß dem von der Detektionsschaltung übertragenen Signal ändern.
Gemäß dieser Konfiguration kann eine Information gemäß der Höhe der Zwischenspannung übertragen werden.
In einem Konfigurationsbeispiel der vorliegenden Offenbarung weist die Gatespannungssteuervorrichtung ferner eine Diode auf, wobei eine Kathode der Diode mit dem ersten Signalübertragungsschaltelement in einer Richtung in Reihe geschaltet ist, einhergehend mit welcher die Kathode in Richtung der positiven Elektrode der Gleichleistungsquelle orientiert ist.
Es gibt einen Fall, in dem sowohl das erste Signalübertragungsschaltelement als auch das Leistungsversorgungsschaltelement aufgrund eines Rauscheinflusses und dergleichen in den Ein-Zustand kommen. Gemäß der vorgenannten Konfiguration kann verhindert werden, dass die positive und die negative Elektrode der Gleichspannungsquelle durch die Diode kurzgeschlossen werden, selbst wenn sowohl das erste Signalübertragungsschaltelement als auch das Leistungsversorgungsschaltelement in den Ein-Zustand kommen. Aufgrund dessen kann verhindert werden, dass eine große Last auf die Gleichspannungsquelle angewandt wird.
In einem Konfigurationsbeispiel der vorliegenden Offenbarung weist die Gatespannungssteuervorrichtung ferner eine Signalerzeugungsschaltung auf, die mit zumindest einer der Sekundärspulen verbunden ist. Die Signalerzeugungsschaltung umfasst: ein zweites Signalübertragungsschaltelement, das zwischen beiden Enden der zumindest einen Sekundärspule verbunden ist; und eine zweite Signalübertragungssteuervorrichtung, die konfiguriert ist zum Steuern des zweiten Signalübertragungsschaltelements. Die Primärschaltung weist eine Kurvenverlaufsdetektionsschaltung auf, die konfiguriert ist zum Detektierten eines Kurvenverlaufs der in der entsprechenden Primärspule erzeugten variablen Spannung.
In dieser Konfiguration können durch Schalten des Schaltelements für das zweite Signal die Kurvenverläufe der variablen Spannungen, die in der Primärspule und der Sekundärspule erzeugt werden, gesteuert werden. Das zweite Signalübertragungsschaltelement wird geschaltet, um eine Detektion in der Primärschaltung für den Kurvenverlauf der in der Primärschaltung erzeugten Spannung durchzuführen, und Signale können von der Schaltung (den Schaltungen) auf der Seite der Sekundärspule an die Primärschaltung übertragen werden.
In der vorstehend dargelegten Konfiguration zum Übertragen eines Signals von der Schaltung (den Schaltungen) auf der Seite der Sekundärspule an die Primärschaltung kann in einem Fall, in dem das von der Detektionsschaltung übertragene Signal ein spezielles Signal ist, die erste Signalübertragungssteuervorrichtung das erste Signalübertragungsschaltelement während einer ersten Periode einschalten, die ein Teil einer Aus-Periode ist, während derer die Leistungsversorgungssteuervorrichtung das Leistungsversorgungsschaltelement aus hält. In einem bestimmten Fall kann die zweite Signalübertragungssteuervorrichtung das zweite Signalübertragungsschaltelement während einer zweiten Periode einschalten, die ein Teil der Aus-Periode ist. Die erste Periode und die zweite Periode können sich nicht überlappen.
Gemäß dieser Konfiguration werden die Perioden zwischen dem Fall des Einschaltens des ersten Signalübertragungsschaltelements (nämlich dem Fall des Übertragens eines Signals von der Primärschaltung an die Sekundärschaltungen) und dem Fall des Einschaltens des zweiten Signalübertragungsschaltelements (nämlich dem Fall des Übertragens eines Signals von den Sekundärschaltungen an die Primärschaltung) versetzt bzw. verschoben. Aufgrund dessen können diese Signale sicher unterschieden werden.
In der vorstehend dargelegten Konfiguration, in der sich die erste Periode und die zweite Periode nicht überlappen, kann die zweite Periode so eingestellt werden/sein, dass sie früher ist als die erste Periode. Wenn die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung eine Spannung, die einer Ein-Spannung des zweiten Signalübertragungsschaltelements entspricht, während der zweiten Periode detektiert, kann die erste Signalübertragungssteuervorrichtung das erste Signalübertragungsschaltelement während der ersten Periode einschalten, selbst wenn das von der Detektionsschaltung übertragene Signal das spezielle Signal ist.
Gemäß dieser Konfiguration werden, wenn das erste Signalübertragungsschaltelement einschaltet, die in den Primär- und Sekundärspulen erzeugten Spannungen während dieser Periode klein, und werden, wenn das zweite Signalübertragungsschaltelement einschaltet, die in den Primär- und Sekundärspulen erzeugten Spannungen während dieser Periode klein. Wenn beide der Periode, während derer das erste Signalübertragungsschaltelement einschaltet, und der Periode, während derer das zweite Signalübertragungsschaltelement einschaltet, in einem Kurvenverlauf vorhanden sind, wird die durch diesen Kurvenverlauf gelieferte Energie extrem klein. Gemäß der vorgenannten Konfiguration kann, da die Periode, während derer das erste Signalübertragungsschaltelement einschaltet, und die Periode, während derer das zweite Signalübertragungsschaltelement einschaltet, nicht in dem gleichen Kurvenverlauf vorhanden sein würden, eine stabile Leistungs- bzw. Stromversorgung/-lieferung ermöglicht werden.
In einem Konfigurationsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ändert jede Spannungsreglerschaltung das Veränderungsmuster der entsprechenden Gatespannung gemäß einer Kombination von Kurvenverlaufstypen in mehreren Zyklen der in der entsprechenden Sekundärspule erzeugten variablen Spannung.
Gemäß dieser Konfiguration kann eine kompliziertere bzw. komplexere Information von der Primärschaltung an die jeweiligen Spannungsreglerschaltungen übertragen werden.
In einem Konfigurationsbeispiel der vorliegenden Offenbarung ändert jede Spannungsreglerschaltung eine Schaltgeschwindigkeit des entsprechenden Schaltelements gemäß einem Kurvenverlaufstyp der in der entsprechenden Sekundärspule erzeugten variablen Spannung.
Gemäß dieser Konfiguration wird eine in den Schaltelementen erzeugte Stoßspannung unterbunden bzw. gedämpft, während ein in den Schaltelementen erzeugter Verlust unterbunden bzw. niedergehalten wird.
Während spezielle Beispiele der vorliegenden Erfindung vorstehend im Einzelnen beschrieben wurden, sind diese Beispiele lediglich veranschaulichend, und bewirken sie keine Einschränkung bezüglich des Umfangs der Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen beschriebene Technik umfasst auch verschiedene Änderungen und Abwandlungen an den vorstehend beschriebenen speziellen Beispielen. Die in der vorliegenden Beschreibung oder den Zeichnungen erläuterten technischen Elemente stellen technische Nützlichkeit entweder unabhängig oder durch verschiedene Kombinationen bereit. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Kombinationen beschränkt, die zu der Zeit beschrieben sind, zu der die Ansprüche eingereicht sind. Weiterhin besteht der Zweck der Beispiele, die durch die vorliegende Beschreibung oder die Zeichnungen veranschaulicht sind, darin, mehrere Aufgaben bzw. Ziele gleichzeitig zu erfüllen, und bringt ein Erfüllen von jeder bzw. jedem einzelnen dieser Aufgaben bzw. Ziele technische Nützlichkeit für die vorliegende Erfindung.
Eine Gatespannungssteuervorrichtung umfasst eine Detektionsschaltung, eine Vielzahl von Isolationstransformatoren, die Primärspulen und Sekundärspulen umfassen, eine Primärschaltung, die mit den Primärspulen verbunden ist, Sekundärschaltungen, die mit den Sekundärspulen verbunden sind, und Spannungsreglerschaltungen, die mit den Sekundärschaltungen und Gates verbunden sind. Die Detektionsschaltung überträgt ein Signal, das einer detektierten physikalischen Größe entspricht, an die Primärschaltung. Die Primärschaltung führt zyklisch ein Anlegen einer variablen Spannung in einem Kurvenverlauf, der dem von der Detektionsschaltung übertragenen Signal entspricht, zwischen beiden Enden von jeder Primärspule durch. Jede Sekundärschaltung wandelt die in der entsprechenden Sekundärspule erzeugte variable Spannung in eine Gleichspannung. Jede Spannungsreglerschaltung wird durch die durch die entsprechende Sekundärschaltung gewandelte Gleichspannung als Leistungsquelle versorgt und ändert ein Veränderungsmuster der entsprechenden Gatespannung gemäß einem Kurvenverlauf der in der entsprechenden Sekundärspule erzeugten variablen Spannung.

Claims

Gatespannungssteuervorrichtung (50), die konfiguriert ist zum Steuern einer Gatespannung, die an jedes von Gates von einer Vielzahl von mit einem Hauptstromkreis (20, 22, 24) verbundenen Schaltelementen (36a) angelegt wird, wobei die Gatespannungssteuervorrichtung (50) aufweist: eine erste Detektionsschaltung (42); eine Vielzahl von Isolationstransformatoren (80), wobei jeder Isolationstransformator (80) eine Primärspule (80a) und eine Sekundärspule (80b) umfasst; eine Primärschaltung (50a), die mit den Primärspulen (80a) verbunden ist; eine Vielzahl von Sekundärschaltungen (70); eine Vielzahl von zweiten Detektionsschaltungen (71); und eine Vielzahl von Spannungsreglerschaltungen (40), wobei jede der Vielzahl von Sekundärschaltungen (70) und jede der Vielzahl von zweiten Detektionsschaltungen (71) jeweils mit einer Entsprechenden der Sekundärspulen (80b) verbunden ist, jede der Vielzahl von Spannungsreglerschaltungen (40) mit einer Entsprechenden der Sekundärschaltungen (70) und einem Entsprechendem der Gates verbunden ist, die erste Detektionsschaltung (42) eine physikalische Größe detektiert und ein Signal, das der detektierten physikalischen Größe entspricht, an die Primärschaltung (50a) überträgt, die Primärschaltung (50a) konfiguriert ist zum Ermöglichen, dass eine variable Spannung (VL1) in einer Vielzahl von Kurvenverlaufstypen zwischen beiden Enden von jeder Primärspule (80a) angelegt wird, und die Primärschaltung (50a) ein Anlegen der variablen Spannung (VL1) in einem Kurvenverlaufstyp, der dem von der ersten Detektionsschaltung (42) übertragenen Signal entspricht, zwischen beiden Enden von jeder Primärspule (80a) zyklisch durchführt, jede zweite Detektionsschaltung (71) eine in der entsprechenden Sekundärspule (80b) erzeugte variable Spannung (VL2) detektiert, bestimmt, ob der Kurvenverlauf der variablen Spannung (VL2) eine Zwischenspannung (V0) umfasst oder nicht, bestimmt, dass ein Potential (VH) höher ist als ein Referenzwert, wenn die variable Spannung (VL2) die Zwischenspannung (V0) umfasst, bestimmt, dass das Potential (VH) gleich oder kleiner ist als der Referenzwert, wenn die variable Spannung (VL2) die Zwischenspannung (V0) nicht umfasst, und ein Signal, das bezeichnet, ob das Potential (VH) höher ist als der Referenzwert oder nicht, an die entsprechende Spannungsreglerschaltung (40) überträgt, jede Sekundärschaltung (70) die in der entsprechenden Sekundärspule (80b) erzeugte variable Spannung (VL2) in eine Gleichspannung wandelt, und jede Spannungsreglerschaltung (40) durch die durch die entsprechende Sekundärschaltung (70) gewandelte Gleichspannung als Leistungsquelle versorgt wird, die entsprechende Gatespannung zyklisch ändert, und ein Veränderungsmuster der entsprechenden Gatespannung gemäß einem Kurvenverlaufstyp der in der entsprechenden Sekundärspule (80b) erzeugten variablen Spannung (VL2) basierend auf dem von der entsprechenden zweiten Detektionsschaltung (71) übertragenen Signal ändert.
Gatespannungssteuervorrichtung (50) gemäß Anspruch 1, wobei die Primärschaltung (50a) aufweist: eine Gleichleistungsquelle (90), von der eine positive Elektrode mit einen Enden der Primärspulen (80a) verbunden ist, ein Leistungsversorgungsschaltelement (94), das zwischen den anderen Enden der Primärspulen (80a) und einer negativen Elektrode der Gleichleistungsquelle (90) verbunden ist, ein erstes Signalübertragungsschaltelement (92a), das parallel zu den Primärspulen (80a) geschaltet ist, eine Leistungsversorgungssteuervorrichtung (95), die konfiguriert ist zum zyklischen Schalten des Leistungsversorgungsschaltelements (94), und eine erste Signalübertragungssteuervorrichtung (92b), die konfiguriert ist zum Synchronisieren mit einem Schaltzyklus des Leistungsversorgungsschaltelements (94) zum Schalten des ersten Signalübertragungsschaltelements (92a) und Ändern eines Schaltmusters des ersten Signalübertragungsschaltelements (92a) gemäß dem von der ersten Detektionsschaltung (42) übertragenen Signal.
Gatespannungssteuervorrichtung (50) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei einer von der Vielzahl von Kurvenverlaufstypen eine Positive-Spannung-Periode, während derer die Spannung auf einer positiven Spannung gehalten wird, eine Negative-Spannung-Periode, während derer die Spannung auf einer negativen Spannung gehalten wird, und eine Zwischenspannung-Periode, während derer die Spannung auf einer Zwischenspannung gehalten wird, die niedriger als die positive Spannung und höher als die negative Spannung ist, aufweist.
Gatespannungssteuervorrichtung (50) gemäß Anspruch 3, wobei die Vielzahl von Kurvenverlaufstypen einen ersten Kurvenverlauf und einen zweiten Kurvenverlauf aufweisen, eine Länge der Positive-Spannung-Periode, eine Länge der Negative-Spannung-Periode und eine Länge der Zwischenspannung-Periode zwischen dem ersten Kurvenverlauf und dem zweiten Kurvenverlauf gleich sind, und eine Zeiteinstellung der Zwischenspannung-Periode zwischen dem ersten Kurvenverlauf und dem zweiten Kurvenverlauf verschieden ist.
Gatespannungssteuervorrichtung (50) gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei einer von der Vielzahl von Kurvenverlaufstypen einen ansteigenden Kurvenverlauf aufweist, der von der Negative-Spannung-Periode startet, um über die Zwischenspannung-Periode die Positive-Spannung-Periode zu erreichen, und ein anderer von der Vielzahl von Kurvenverlaufstypen einen ansteigenden Kurvenverlauf aufweist, der von der Negative-Spannung-Periode startet, um die Positive-Spannung-Periode zu erreichen, ohne dass die Zwischenspannung-Periode zwischen der Negative- und der Positive-Spannung-Periode dazwischen liegt.
Gatespannungssteuervorrichtung (50) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei sich eine Höhe der Zwischenspannung (V0) gemäß dem von der ersten Detektionsschaltung (42) übertragenen Signal ändert.
Gatespannungssteuervorrichtung (50) gemäß Anspruch 2, zusätzlich mit einer Diode (92c), wobei eine Kathode der Diode mit dem ersten Signalübertragungsschaltelement (92a) in einer Richtung in Reihe geschaltet ist, einhergehend mit welcher die Kathode in Richtung der positiven Elektrode der Gleichleistungsquelle (90) orientiert ist.
Gatespannungssteuervorrichtung (50) gemäß Anspruch 2, zusätzlich mit einer Signalerzeugungsschaltung (72), die mit zumindest einer der Sekundärspulen (80b) verbunden ist, wobei die Signalerzeugungsschaltung (72) aufweist: ein zweites Signalübertragungsschaltelement (72a), das zwischen beiden Enden der zumindest einen Sekundärspule (80b) verbunden ist; und eine zweite Signalübertragungssteuervorrichtung (72b), die konfiguriert ist zum Steuern des zweiten Signalübertragungsschaltelements (72a), und die Primärschaltung (50a) eine Kurvenverlaufsdetektionsschaltung (96) aufweist, die konfiguriert ist zum Detektieren eines Kurvenverlaufs der in der entsprechenden Primärspule (80a) erzeugten variablen Spannung (VL1).
Gatespannungssteuervorrichtung (50) gemäß Anspruch 8, wobei in einem Fall, in dem das von der ersten Detektionsschaltung (42) übertragene Signal ein spezielles Signal ist, die erste Signalübertragungssteuervorrichtung (92b) das erste Signalübertragungsschaltelement (92a) während einer ersten Periode einschaltet, die ein Teil einer Aus-Periode ist, während derer die Leistungsversorgungssteuervorrichtung (95) das Leistungsversorgungsschaltelement (94) aus hält, und in einem bestimmten Fall die zweite Signalübertragungssteuervorrichtung (72b) das zweite Signalübertragungsschaltelement (72a) während einer zweiten Periode einschaltet, die ein Teil der Aus-Periode ist, wobei sich die erste Periode und die zweite Periode nicht überlappen.
Gatespannungssteuervorrichtung (50) gemäß Anspruch 9, wobei die zweite Periode früher eingestellt ist als die erste Periode, wenn die Kurvenverlaufsdetektionsschaltung (96) eine Spannung, die einer Ein-Spannung des zweiten Signalübertragungsschaltelements (72a) entspricht, während der zweiten Periode detektiert, die erste Signalübertragungssteuervorrichtung (92b) das erste Signalübertragungsschaltelement (92a) während der ersten Periode nicht einschaltet, selbst wenn das von der ersten Detektionsschaltung (42) übertragene Signal das spezielle Signal ist.
Gatespannungssteuervorrichtung (50) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei jede Spannungsreglerschaltung (40) das Veränderungsmuster der entsprechenden Gatespannung gemäß einer Kombination von Kurvenverlaufstypen in mehreren Zyklen der in der entsprechenden Sekundärspule (80b) erzeugten variablen Spannung (VL2) ändert.
Gatespannungssteuervorrichtung (50) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei jede Spannungsreglerschaltung (40) eine Schaltgeschwindigkeit des entsprechenden Schaltelements (36a) gemäß einem Kurvenverlaufstyp der in der entsprechenden Sekundärspule (80b) erzeugten variablen Spannung (VL2) ändert.