JP2009060358A - Overcurrent protection circuit and power conversion system - Google Patents

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JP2009060358A JP2007225498A JP2007225498A JP2009060358A JP 2009060358 A JP2009060358 A JP 2009060358A JP 2007225498 A JP2007225498 A JP 2007225498A JP 2007225498 A JP2007225498 A JP 2007225498A JP 2009060358 A JP2009060358 A JP 2009060358A
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Junichi Fukuda
純一 福田
Ryosuke Inoshita
龍介 井ノ下
Tsuneo Maehara
恒男 前原
Hiroshi Inamura
洋 稲村
教行 ▲高▼木
Noriyuki Takagi
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Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the following problem: fail processing is performed erroneously due to the influence of noise in an overcurrent protection circuit which, when current flowing in a switching element SW is determined to be a threshold or more based on detection of an electrical state amount (sense voltage) correlated with the above current, generates a fail signal indicating that the overcurrent flows in the switching element SW. <P>SOLUTION: When a sense voltage keeps a first threshold voltage vref1 or higher for a specified time Delay1 or longer, an output signal of an OR circuit 47 is becomes logic "H", thereby the fail signal FL is output from a fail signal generating circuit 53. When a driving signal of the switching element SW is OFF, however, since an output signal of an AND circuit 52 becomes logic "L", even when the sense voltage keeps the first threshold voltage vref1 or higher for the specific time Delay1 or longer, the fail signal FL is prohibited from being generated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、パワースイッチング素子の入出力端子間を流れる電流と相関を有する電気的な状態量の検出値に基づき前記入出力端子間を流れる電流が閾値以上であると判断される場合、前記パワースイッチング素子に過度の電流が流れる旨のフェール信号を生成する過電流保護回路及びこれを搭載する電力変換システムに関する。   In the present invention, when it is determined that the current flowing between the input / output terminals is greater than or equal to a threshold based on the detected value of the electrical state quantity correlated with the current flowing between the input / output terminals of the power switching element, the power The present invention relates to an overcurrent protection circuit that generates a fail signal indicating that an excessive current flows in a switching element, and a power conversion system including the same.

この種の保護回路としては、例えば下記特許文献1に見られるものがある。ここでは、図5に示されるように、スイッチング素子SWを駆動する駆動信号がマイクロコンピュータ(マイコン100)から出力されると、駆動信号は、ラッチ回路102を介して、駆動回路104及びターンオフ回路106に取り込まれる。駆動回路104では、スイッチング素子SWをオンとすべくゲートに所定の電圧を印加する。これに対し、ターンオフ回路106では、スイッチング素子SWをオフとすべく、ゲートに充電された電荷を放電させる。   An example of this type of protection circuit is found in Patent Document 1 below. Here, as shown in FIG. 5, when a drive signal for driving the switching element SW is output from the microcomputer (microcomputer 100), the drive signal is sent via the latch circuit 102 to the drive circuit 104 and the turn-off circuit 106. Is taken in. In the drive circuit 104, a predetermined voltage is applied to the gate to turn on the switching element SW. On the other hand, in the turn-off circuit 106, the charge charged in the gate is discharged in order to turn off the switching element SW.

スイッチング素子SWには、センス端子STが設けられている。センス端子STは、スイッチング素子SWの入出力端子間を流れる電流と相関を有して且つ入出力端子間に流れる電流よりも微少な電流を出力する。センス端子STは、抵抗体108を介して接地されており、センス端子STから出力される電流による抵抗体108の電圧降下量(センス電圧)が、入出力端子間を流れる電流と相関を有する量として、比較器110、112の非反転入力端子に取り込まれる。比較器110の反転入力端子には、スイッチング素子SWの入出力端子間を過度の電流が流れるか否かを判断するための第1の閾値電圧vref1が印加されている。また、比較器110の出力は、遅延回路114に取り込まれる。そして、比較器110に取り込まれる上記センス電圧が第1の閾値電圧vref1以上となる期間が遅延回路114による遅延時間Delay以上となると、遅延回路114からラッチ回路102及びマイコン100にフェール信号FLが出力される。これにより、スイッチング素子SWがオフとされる。   The switching element SW is provided with a sense terminal ST. The sense terminal ST correlates with the current flowing between the input / output terminals of the switching element SW and outputs a current that is slightly smaller than the current flowing between the input / output terminals. The sense terminal ST is grounded via the resistor 108, and the amount of voltage drop (sense voltage) of the resistor 108 due to the current output from the sense terminal ST has a correlation with the current flowing between the input and output terminals. Are taken into the non-inverting input terminals of the comparators 110 and 112. A first threshold voltage vref1 for determining whether or not an excessive current flows between the input and output terminals of the switching element SW is applied to the inverting input terminal of the comparator 110. Further, the output of the comparator 110 is taken into the delay circuit 114. When the period during which the sense voltage taken into the comparator 110 is equal to or higher than the first threshold voltage vref1 is equal to or longer than the delay time Delay by the delay circuit 114, the fail signal FL is output from the delay circuit 114 to the latch circuit 102 and the microcomputer 100. Is done. Thereby, the switching element SW is turned off.

一方、比較器112の反転入力端子には、短絡電流が流れるか否かを判断するための第2の閾値電圧vref2が印加されている。そして、比較器112の出力は、ラッチ回路116に取り込まれる。これにより、比較器112に取り込まれる上記センス電圧が第2の閾値電圧vref2以上となる場合、ラッチ回路116により、スイッチング素子SWのゲートに印加される電圧が低減される。   On the other hand, a second threshold voltage vref2 for determining whether or not a short-circuit current flows is applied to the inverting input terminal of the comparator 112. Then, the output of the comparator 112 is taken into the latch circuit 116. Accordingly, when the sense voltage taken into the comparator 112 is equal to or higher than the second threshold voltage vref2, the voltage applied to the gate of the switching element SW is reduced by the latch circuit 116.

図6に、上記保護回路の動作を示す。詳しくは、図6(a)に、センス電圧の推移を示し、図6(b)に、スイッチング素子SWのゲートに印加される電圧の推移を示し、図6(c)に、フェール信号FLの推移を示し、図6(d)に、駆動信号の推移を示す。   FIG. 6 shows the operation of the protection circuit. Specifically, FIG. 6A shows the transition of the sense voltage, FIG. 6B shows the transition of the voltage applied to the gate of the switching element SW, and FIG. 6C shows the failure signal FL. FIG. 6 (d) shows the transition of the drive signal.

図示されるように、スイッチング素子SWがオン状態である場合にセンス電圧が第1の閾値電圧vref1以上となる期間が遅延時間Delay以上となることで、フェール信号FLが出力され、スイッチング素子SWが強制的にオフ状態とされる。一方、スイッチング素子SWがオン状態である場合にセンス電圧が第2の閾値電圧vref2以上となると、スイッチング素子SWのゲートに印加される電圧が低減されるため、センス電圧が低下する。ただし、これによっては、センス電圧が第1の閾値電圧vref1以下までは低下しないため、第1の閾値電圧vref1以上となる期間が遅延時間Delay以上となることで、フェール信号FLが出力され、スイッチング素子SWが強制的にオフ状態とされる。
特開平3−40517号公報
As shown in the figure, when the switching element SW is in the ON state, the fail signal FL is output when the period in which the sense voltage is equal to or higher than the first threshold voltage vref1 is equal to or longer than the delay time Delay, and the switching element SW is Forced off. On the other hand, if the sense voltage becomes equal to or higher than the second threshold voltage vref2 when the switching element SW is in the on state, the voltage applied to the gate of the switching element SW is reduced, so that the sense voltage is lowered. However, since the sense voltage does not decrease below the first threshold voltage vref1 depending on this, the fail signal FL is output when the period during which the sense threshold voltage is higher than the first threshold voltage vref1 is longer than the delay time Delay. The element SW is forcibly turned off.
Japanese Patent Laid-Open No. 3-40517

ところで、図6に示すように、スイッチング素子SWがオフである場合にノイズの影響によりセンス電圧が上昇すると、これによりフェール信号FLが出力されることとなる。このため、スイッチング素子SWがオフ状態であって実際には過度の電流が流れていないにもかかわらず、過度の電流が流れたとしてマイコン等により異常時の処理がなされるおそれがある。   By the way, as shown in FIG. 6, when the sense voltage rises due to the influence of noise when the switching element SW is off, the fail signal FL is output. For this reason, even when the switching element SW is in an OFF state and no excessive current actually flows, there is a possibility that an abnormal current is processed by the microcomputer or the like if an excessive current flows.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、パワースイッチング素子の入出力端子間を流れる電流と相関を有する電気的な状態量の検出に基づき入出力端子間を流れる電流が閾値以上であると判断される場合に、パワースイッチング素子に過度の電流が流れる旨のフェール信号を生成するものにあって、ノイズの影響により誤ってフェール処理がなされることを好適に回避することのできる過電流保護回路及びこれを搭載する電力変換システムを提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to establish a connection between input and output terminals based on detection of an electrical state quantity having a correlation with a current flowing between input and output terminals of a power switching element. When it is determined that the flowing current is equal to or greater than the threshold value, it is preferable to generate a fail signal indicating that an excessive current flows in the power switching element, and to appropriately perform a fail process due to the influence of noise. It is an object of the present invention to provide an overcurrent protection circuit that can be avoided and a power conversion system including the circuit.

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.

請求項1記載の発明は、パワースイッチング素子の入出力端子間を流れる電流と相関を有する電気的な状態量の検出値に基づき前記入出力端子間を流れる電流が閾値以上であると判断される場合、前記パワースイッチング素子に過度の電流が流れる旨のフェール信号を生成する過電流保護回路において、前記パワースイッチング素子がオフ状態である場合、前記フェール信号を無効とする無効化手段を備えることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, it is determined that the current flowing between the input / output terminals is equal to or greater than a threshold based on the detected value of the electrical state quantity correlated with the current flowing between the input / output terminals of the power switching element. In the case of an overcurrent protection circuit that generates a fail signal indicating that an excessive current flows in the power switching element, the overcurrent protection circuit includes invalidating means for invalidating the fail signal when the power switching element is in an off state. Features.

スイッチング素子がオフ状態である場合には、スイッチング素子の入出力端子間に過度の電流が流れることはない。このため、スイッチング素子がオフ状態であるにもかかわらず上記検出値に基づき入出力端子間に流れる電流が閾値以上であると判断される場合には、ノイズの影響による誤判断であると考えられる。上記発明では、この点に鑑み、スイッチング素子がオフ状態である場合にフェール信号を無効化することで、ノイズの影響により誤ってフェール処理がなされることを好適に回避することができる。   When the switching element is in an OFF state, no excessive current flows between the input / output terminals of the switching element. For this reason, if it is determined that the current flowing between the input and output terminals is greater than or equal to the threshold value based on the detection value even though the switching element is in the OFF state, it is considered to be an erroneous determination due to the influence of noise. . In the above invention, in view of this point, it is possible to suitably avoid the failure process due to the influence of noise by invalidating the fail signal when the switching element is in the OFF state.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記無効化手段は、前記パワースイッチング素子がオフ状態である場合、前記フェール信号の生成そのものを禁止する禁止手段であることを特徴とする。   The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the invalidating means is a prohibiting means for prohibiting the generation of the fail signal itself when the power switching element is in an OFF state. To do.

上記発明では、スイッチング素子がオフ状態である場合、フェール信号の生成そのものを禁止することで、ノイズの影響により誤ってフェール処理がなされることを好適に回避することができる。   In the above-described invention, when the switching element is in the OFF state, it is possible to suitably avoid the failure process due to the influence of noise by prohibiting the generation of the fail signal itself.

請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記パワースイッチング素子は、互いに直列接続された複数のスイッチング素子の1つであり、前記閾値は、前記互いに直列接続されたパワースイッチング素子のうちの隣接する複数のスイッチング素子に貫通電流が流れていることを判断するための値と、該値よりも小さい値とを含み、前記スイッチング素子がオン状態であるかオフ状態であるかにかかわらず、前記検出値が、前記貫通電流が流れていることを判断するための値以上である場合、前記スイッチング素子の導通制御端子を前記スイッチング素子の入出力端子を流れる電流を低減させる側に操作する操作手段を更に備えることを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2, wherein the power switching element is one of a plurality of switching elements connected in series with each other, and the threshold value is the power connected in series with each other. Including a value for determining that a through-current flows through a plurality of adjacent switching elements among the switching elements and a value smaller than the value, and the switching element is in an on state or an off state Regardless of this, when the detected value is equal to or greater than a value for determining that the through current is flowing, the conduction control terminal of the switching element reduces the current flowing through the input / output terminal of the switching element. Further, it is characterized by further comprising operating means for operating to the side.

隣接する複数のスイッチング素子に貫通電流が流れる場合には、単一のスイッチング素子に過度の電流が流れる場合と比較して、電流値が急激に大きくなり、且つその最大値もはるかに大きくなる傾向にある。このため、パワースイッチング素子がオン状態である場合に限って電流を制限したのでは、貫通電流がスイッチング素子の信頼性を低下させるほど大きくなることを十分に抑制することが困難となるおそれがある。上記発明では、この点に鑑み、上記操作手段を備えることで、貫通電流によりスイッチング素子の信頼性が低下する事態を好適に回避することができる。   When a through current flows through a plurality of adjacent switching elements, the current value increases rapidly and the maximum value tends to be much larger than when excessive current flows through a single switching element. It is in. For this reason, if the current is limited only when the power switching element is in the ON state, it may be difficult to sufficiently suppress the through current from becoming large enough to reduce the reliability of the switching element. . In the above invention, in view of this point, by providing the operation means, it is possible to suitably avoid a situation in which the reliability of the switching element is lowered due to the through current.

なお、上記請求項3記載の発明は、前記無効化手段は、前記検出値が、前記貫通電流が流れていることを判断するための値以上である場合には、前記フェール信号を有効とすることを特徴としてもよい。   In the invention according to claim 3, the invalidation means validates the fail signal when the detected value is equal to or larger than a value for determining that the through current is flowing. This may be a feature.

請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載の発明において、前記パワースイッチング素子がオフ状態であるか否かを、前記パワースイッチング素子の駆動信号に基づき判断することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, whether or not the power switching element is in an off state is determined based on a drive signal of the power switching element. It is characterized by.

上記発明では、駆動信号を用いることで、パワースイッチング素子がオフ状態であることを好適に判断することができる。   In the said invention, it can be judged suitably that a power switching element is an OFF state by using a drive signal.

請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発明において、前記パワースイッチング素子は、電力変換回路を構成する複数のスイッチング素子の1つであり、記電力変換回路は、前記フェール信号に基づきシャットダウンされるものであることを特徴とする。   A fifth aspect of the present invention is the power conversion circuit according to any one of the first to fourth aspects, wherein the power switching element is one of a plurality of switching elements constituting a power conversion circuit. Is shut down based on the fail signal.

上記発明では、フェール信号に基づき電力変換回路がシャットダウンされるために、スイッチング素子がオフ状態であるにもかかわらずノイズの影響によりフェール信号が生成されると、誤って電力変換回路がシャットダウンされることとなる。このため、スイッチング素子がオフ状態であるにもかかわらずフェール信号が生成されることによる不都合が大きい。このため、上記請求項1〜4のいずれかの発明の利用価値が特に高いものとなっている。   In the above invention, since the power conversion circuit is shut down based on the fail signal, the power conversion circuit is erroneously shut down when the fail signal is generated due to the influence of noise even though the switching element is in the OFF state. It will be. For this reason, inconvenience due to the generation of the fail signal despite the switching element being in the OFF state is great. For this reason, the utility value of the invention according to any one of claims 1 to 4 is particularly high.

請求項6記載の発明は、請求項5記載の過電流保護回路と、前記電力変換回路とを備えることを特徴とする電力変換システムである。   A sixth aspect of the present invention is a power conversion system comprising the overcurrent protection circuit according to the fifth aspect and the power conversion circuit.

上記電力変換システムは、上記過電流保護回路を備えるために、動作の信頼性が高いシステムである。   Since the power conversion system includes the overcurrent protection circuit, the power conversion system is a system with high operation reliability.

以下、本発明にかかる過電流保護回路及び電力変換システムをハイブリッド車の高圧システムに適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment in which an overcurrent protection circuit and a power conversion system according to the present invention are applied to a high-voltage system of a hybrid vehicle will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態にかかるモータジェネレータの制御システムの全体構成を示す。   FIG. 1 shows the overall configuration of a motor generator control system according to this embodiment.

図示されるように、モータジェネレータ10の3つの相(U相、V相、W相)には、インバータ12が接続されている。このインバータ12は、3相インバータであり、高圧バッテリ14の電圧をモータジェネレータ10の3つの相に適宜印加する。詳しくは、インバータ12は、3つの相のそれぞれと高圧バッテリ14の正極側又は負極側とを導通させるべく、スイッチング素子SW1、SW2とスイッチング素子SW3,SW4とスイッチング素子SW5,SW6との並列接続体を備えて構成されている。そして、スイッチング素子SW1及びスイッチング素子SW2を直列接続する接続点がモータジェネレータ10のU相と接続されている。また、スイッチング素子SW3及びスイッチング素子SW4を直列接続する接続点がモータジェネレータ10のV相と接続されている。更に、スイッチング素子SW5及びスイッチング素子SW6を直列接続する接続点がモータジェネレータ10のW相と接続されている。ちなみに、これらスイッチング素子SW1〜SW6は、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)によって構成されている。また、インバータ12は、各スイッチング素子SW1〜SW6に逆並列に接続されたフライホイールダイオードD1〜D6を備えている。   As shown in the figure, an inverter 12 is connected to three phases (U phase, V phase, and W phase) of the motor generator 10. The inverter 12 is a three-phase inverter, and appropriately applies the voltage of the high voltage battery 14 to the three phases of the motor generator 10. Specifically, the inverter 12 is a parallel connection body of the switching elements SW1, SW2, the switching elements SW3, SW4, and the switching elements SW5, SW6 so that each of the three phases and the positive electrode side or the negative electrode side of the high voltage battery 14 are electrically connected. It is configured with. A connection point for connecting switching element SW <b> 1 and switching element SW <b> 2 in series is connected to the U phase of motor generator 10. Further, a connection point for connecting switching element SW3 and switching element SW4 in series is connected to the V phase of motor generator 10. Furthermore, a connection point for connecting switching element SW5 and switching element SW6 in series is connected to the W phase of motor generator 10. Incidentally, these switching elements SW1 to SW6 are constituted by insulated gate bipolar transistors (IGBT) in this embodiment. The inverter 12 includes flywheel diodes D1 to D6 connected in antiparallel to the switching elements SW1 to SW6.

上記スイッチング素子SW1〜SW6は、ドライバユニット16を介して、低圧バッテリ18を電力源とするマイクロコンピュータ(マイコン20)により操作される。図2に、ドライバユニット16のうち、スイッチング素子SW1〜SW6のいずれか1つ(以下、スイッチング素子SW)の駆動に関する構成部分を示す。   The switching elements SW <b> 1 to SW <b> 6 are operated by a microcomputer (microcomputer 20) using the low voltage battery 18 as a power source via the driver unit 16. FIG. 2 shows a component related to driving of one of the switching elements SW1 to SW6 (hereinafter referred to as switching element SW) in the driver unit 16.

図示されるように、ドライバユニット16は、スイッチング素子SWの駆動に関して、駆動回路30及び保護回路40を備えている。   As illustrated, the driver unit 16 includes a drive circuit 30 and a protection circuit 40 for driving the switching element SW.

駆動回路30は、スイッチング素子SWの導通制御端子(ゲート)に電圧を印加するドライバ31を備えている。ドライバ31は、Pチャネルトランジスタ31p及びNチャネルトランジスタ31nの直列接続体である。ドライバ31の両端には、コンデンサ32が接続されている。そして、コンデンサ32の両電極間には、駆動電圧生成回路33が接続されている。駆動電圧生成回路33は、ドライバ31に印加する電圧を生成するものである。   The drive circuit 30 includes a driver 31 that applies a voltage to the conduction control terminal (gate) of the switching element SW. The driver 31 is a serial connection body of a P-channel transistor 31p and an N-channel transistor 31n. Capacitors 32 are connected to both ends of the driver 31. A drive voltage generation circuit 33 is connected between both electrodes of the capacitor 32. The drive voltage generation circuit 33 generates a voltage to be applied to the driver 31.

駆動電圧生成回路33は、トランス33aの1次側に、電源33b及びコンデンサ33cが並列接続されるとともに、これらトランス33aと電源33b及びコンデンサ33cとの間を導通及び遮断するスイッチング素子33dが設けられている。また、トランス33aの2次側の出力電圧は、ダイオード33eを介してコンデンサ32に印加される。こうした構成によれば、スイッチング素子33dのオン・オフ操作を時比率制御(デューティ制御)によって行なうことで、駆動電圧生成回路33の出力電圧を可変設定することができ、コンデンサ32に印加される電圧を可変設定することができる。これにより、ドライバ31に印加される電圧を可変設定することができ、ひいてはスイッチング素子SWのゲートに印加される電圧を可変設定することができる。   In the drive voltage generation circuit 33, a power source 33b and a capacitor 33c are connected in parallel to the primary side of the transformer 33a, and a switching element 33d that connects and disconnects the transformer 33a, the power source 33b, and the capacitor 33c is provided. ing. The output voltage on the secondary side of the transformer 33a is applied to the capacitor 32 via the diode 33e. According to such a configuration, the output voltage of the drive voltage generation circuit 33 can be variably set by performing ON / OFF operation of the switching element 33d by duty ratio control (duty control), and the voltage applied to the capacitor 32 Can be variably set. Thereby, the voltage applied to the driver 31 can be variably set, and as a result, the voltage applied to the gate of the switching element SW can be variably set.

上記ドライバ31は、上記マイコン20からの駆動信号に応じて駆動される。詳しくは、フォトカプラ60及び駆動IC35により電力変換された駆動信号によって駆動される。駆動IC35では、駆動信号がオン指令であるときには、Pチャネルトランジスタ31pをオンして且つNチャネルトランジスタ31nをオフする。一方、駆動信号がオフ指令であるときには、Pチャネルトランジスタ31pをオフして且つNチャネルトランジスタ31nをオンする。これにより、スイッチング素子SWのオン指令時には、コンデンサ32の電圧がスイッチング素子SWのゲートGに印加され、スイッチング素子SWのオフ指令時には、スイッチング素子SWのゲートGはエミッタEと同電位とされる。   The driver 31 is driven in accordance with a drive signal from the microcomputer 20. Specifically, it is driven by a drive signal subjected to power conversion by the photocoupler 60 and the drive IC 35. In the drive IC 35, when the drive signal is an on command, the P-channel transistor 31p is turned on and the N-channel transistor 31n is turned off. On the other hand, when the drive signal is an off command, the P-channel transistor 31p is turned off and the N-channel transistor 31n is turned on. Thus, when the switching element SW is commanded to be turned on, the voltage of the capacitor 32 is applied to the gate G of the switching element SW, and when the switching element SW is commanded to be off, the gate G of the switching element SW is set to the same potential as the emitter E.

スイッチング素子SWは、そのコレクタC及びエミッタE間を流れる電流(コレクタ電流)と相関を有する微少な電流(センス電流)を出力するセンス端子STを備えている。そして、センス端子STは、上記保護回路40と接続されている。   The switching element SW includes a sense terminal ST that outputs a minute current (sense current) having a correlation with a current (collector current) flowing between the collector C and the emitter E. The sense terminal ST is connected to the protection circuit 40.

保護回路40は、抵抗体(センス抵抗41)を備えており、センス抵抗41を介してセンス端子STをエミッタEと接続する。センス抵抗41による電圧降下量(センス電圧)は、センス電流に応じて定まる。このため、センス電圧は、スイッチング素子SWを流れる電流(コレクタ電流Ic)によって定まることとなる。   The protection circuit 40 includes a resistor (sense resistor 41), and connects the sense terminal ST to the emitter E through the sense resistor 41. The amount of voltage drop (sense voltage) due to the sense resistor 41 is determined according to the sense current. For this reason, the sense voltage is determined by the current (collector current Ic) flowing through the switching element SW.

センス抵抗41には、抵抗体42a及びコンデンサ42bからなるRCフィルタ回路42が並列接続されている。RCフィルタ回路42は、スイッチング素子SWのオン操作直後にセンス電圧に重畳するノイズを除去する手段である。センス抵抗41の両端の電圧、すなわちセンス電圧は、RCフィルタ回路42を介して過電流用比較器43及び貫通電流用比較器44のそれぞれの非反転入力端子に印加される。これら過電流用比較器43及び貫通電流用比較器44の反転入力端子には、互いに異なる2つの閾値電圧vref1及びvref2がそれぞれ印加されている。これにより、過電流用比較器43の出力信号は、センス電圧が閾値電圧vref1以上となることで論理「H」となり、貫通電流用比較器44の出力信号は、センス電圧が閾値電圧vref2以上となることで論理「H」となる。   An RC filter circuit 42 including a resistor 42a and a capacitor 42b is connected to the sense resistor 41 in parallel. The RC filter circuit 42 is means for removing noise superimposed on the sense voltage immediately after the switching element SW is turned on. The voltage across the sense resistor 41, that is, the sense voltage is applied to the non-inverting input terminals of the overcurrent comparator 43 and the through current comparator 44 via the RC filter circuit 42. Two different threshold voltages vref1 and vref2 are applied to the inverting input terminals of the overcurrent comparator 43 and the through current comparator 44, respectively. Thus, the output signal of the overcurrent comparator 43 becomes logic “H” when the sense voltage becomes equal to or higher than the threshold voltage vref1, and the output signal of the through current comparator 44 indicates that the sense voltage becomes equal to or higher than the threshold voltage vref2. As a result, the logic becomes “H”.

過電流用比較器43の出力信号は、タイマラッチ45に取り込まれる。タイマラッチ45は、過電流用比較器43の出力信号が論理「H」となる継続時間が規定時間Delay1(例えば「4〜5μs」)となることで論理「H」の信号を出力する。一方、貫通電流用比較器44の出力信号は、タイマラッチ46に取り込まれる。タイマラッチ46は、貫通電流用比較器44の出力信号が論理「H」となる継続時間が規定時間Delay2(<Delay1、例えば「0〜4μs」)となることで論理「H」の信号を出力する。   The output signal of the overcurrent comparator 43 is taken into the timer latch 45. The timer latch 45 outputs a signal of logic “H” when the duration time during which the output signal of the overcurrent comparator 43 becomes logic “H” reaches a specified time Delay 1 (for example, “4 to 5 μs”). On the other hand, the output signal of the through current comparator 44 is taken into the timer latch 46. The timer latch 46 outputs a signal of logic “H” when the duration of the output signal of the through current comparator 44 being logic “H” reaches a specified time Delay2 (<Delay1, eg, “0 to 4 μs”). .

OR回路47は、タイマラッチ45の出力信号と、後述するAND回路52を介したタイマラッチ46の出力信号とに基づく論理和信号を、遮断指令回路48に出力する。遮断指令回路48は、OR回路47の出力信号が論理「H」であるときに、駆動IC35及びソフト遮断回路49を操作する。ソフト遮断回路49は、抵抗体50を介してスイッチング素子SWのゲートG及びエミッタE間を導通及び遮断するNチャネルトランジスタを備えて構成されている。そして、遮断指令回路48では、OR回路47の出力信号が論理「H」であるとき、駆動回路ICを操作することでドライバ31のPチャネルトランジスタ31p及びNチャネルトランジスタ31nの双方を強制的にオフ状態とするとともに、ソフト遮断回路49のNチャネルトランジスタをオン状態とする。これにより、駆動信号によるスイッチング素子SWのオン状態からオフ状態への切り替えよりも緩やかな切り替えを行なう。これは、抵抗体50の抵抗値を予め調節することで可能となる。この設定は、通常時よりも大きな電流が流れる際にスイッチング素子を通常時と同一の速度でオフ状態に切り替えると、サージ電圧が過度に大きくなるおそれがあることに鑑みてなされるものである。   The OR circuit 47 outputs a logical sum signal based on the output signal of the timer latch 45 and the output signal of the timer latch 46 via the AND circuit 52 described later to the cutoff command circuit 48. The shutoff command circuit 48 operates the drive IC 35 and the soft shutoff circuit 49 when the output signal of the OR circuit 47 is logic “H”. The soft cutoff circuit 49 includes an N-channel transistor that conducts and cuts off between the gate G and the emitter E of the switching element SW via the resistor 50. In the shutoff command circuit 48, when the output signal of the OR circuit 47 is logic “H”, both the P channel transistor 31p and the N channel transistor 31n of the driver 31 are forcibly turned off by operating the drive circuit IC. At the same time, the N-channel transistor of the soft cutoff circuit 49 is turned on. As a result, the switching element SW is switched more slowly than the switching from the on state to the off state by the drive signal. This can be achieved by adjusting the resistance value of the resistor 50 in advance. This setting is made in view of the possibility that the surge voltage may become excessively large if the switching element is switched to the off state at the same speed as that in the normal state when a larger current flows than in the normal state.

こうした構成によれば、センス電圧が閾値電圧vref1となる継続時間が規定時間Delay1以上となるときや、センス電圧が閾値電圧vref2となる継続時間が規定時間Delay2以上となるときに、スイッチング素子SWを強制的にオフ状態(遮断状態)とすることができる。   According to such a configuration, when the duration when the sense voltage becomes the threshold voltage vref1 is equal to or longer than the specified time Delay1, or when the duration when the sense voltage becomes the threshold voltage vref2 is equal to or longer than the specified time Delay2, the switching element SW is turned on. It can be forcibly set to an off state (blocking state).

上記貫通電流用比較器44は、インバータ12の上下アームの双方のスイッチング素子SWがオンとなることで、これら直列接続された一対のスイッチング素子を貫通電流が流れる際、これを検出して対処するためのものである。これに対し、上記過電流用比較器43は、インバータ12のアームの一方のスイッチング素子SWがオン状態である場合であって、このスイッチング素子SWに過度の電流が流れる際、これを検出して対処するためのものである。ここで、スイッチング素子SWに貫通電流が流れるときには、そうでないときと比較して、電流の増加速度が大きくなる。このため、貫通電流が流れる際には、これを迅速に検出し、スイッチング素子SWを遮断することが望まれる。   The through current comparator 44 detects and copes with a through current flowing through the pair of switching elements connected in series when both the switching elements SW of the upper and lower arms of the inverter 12 are turned on. Is for. On the other hand, the overcurrent comparator 43 detects when an excessive current flows through the switching element SW when one switching element SW of the arm of the inverter 12 is on. It is for coping. Here, when the through current flows through the switching element SW, the rate of increase in current is greater than when the through current does not flow. For this reason, when a through current flows, it is desired to detect this quickly and shut off the switching element SW.

このため、貫通電流用の規定時間Delay2は、過電流用の規定時間Delay1よりも短く設定する。また、貫通電流が流れる際には、スイッチング素子SWを流れる電流が通常時よりも特に大きくなることから、貫通電流を判断するための電流の閾値Ith2(閾値電圧vref2と対応)は、一対のスイッチング素子SWの一方がオン状態の場合の電流の閾値Ith1(閾値電圧vref1と対応)と比較して大きく設定する。   For this reason, the specified time Delay2 for through current is set shorter than the specified time Delay1 for overcurrent. In addition, when a through current flows, the current flowing through the switching element SW is particularly larger than normal. Therefore, the current threshold value Ith2 (corresponding to the threshold voltage vref2) for determining the through current is a pair of switching elements. It is set larger than the current threshold value Ith1 (corresponding to the threshold voltage vref1) when one of the elements SW is in the ON state.

上記OR回路47の出力信号は、更に、フェール信号生成回路53に取り込まれる。フェール信号生成回路53では、OR回路47の出力信号が論理「H」となることで、フェール信号FLを出力する。これにより、インバータ12内の全てのスイッチング素子SW1〜SW6が強制的にオフ状態とされ、インバータ12がシャットダウンされる。これは、各スイッチング素子SW1〜SW6の駆動信号を取り込むフォトカプラ60を強制的にオフすることで行われる。すなわち、図示されるように、フォトカプラ60のフォトダイオードのカソード側は接地されているとともに、アノード側は、抵抗体64及びスイッチング素子63を介して低圧側電源62と接続されている。そして、このスイッチング素子63の導通制御端子(ゲート)には、フェール信号FLをトリガとしてシャットダウン信号SDが印加されるようになっており、これによりスイッチング素子63がオフ状態とされる。   The output signal of the OR circuit 47 is further taken into the fail signal generation circuit 53. The fail signal generation circuit 53 outputs a fail signal FL when the output signal of the OR circuit 47 becomes logic “H”. Thereby, all the switching elements SW1 to SW6 in the inverter 12 are forcibly turned off, and the inverter 12 is shut down. This is performed by forcibly turning off the photocoupler 60 that captures the drive signals of the switching elements SW1 to SW6. That is, as shown in the drawing, the cathode side of the photodiode of the photocoupler 60 is grounded, and the anode side is connected to the low voltage side power source 62 via the resistor 64 and the switching element 63. Then, a shutdown signal SD is applied to the conduction control terminal (gate) of the switching element 63 by using the fail signal FL as a trigger, whereby the switching element 63 is turned off.

図3に、上記フェール信号FLをトリガとして、インバータ12をシャットダウンするための回路構成を示す。図示されるように、各スイッチング素子SW1〜SW6のそれぞれに対応したフェール信号FLは、各スイッチング素子SW1〜SW6のそれぞれに対応したフォトカプラ70のオン状態及びオフ状態を切り替える。具体的には、フェール信号FLが出力されていない正常時には、フォトカプラ70はオン状態となり、フェール信号FLが出力されると該当するフォトカプラ70がオフ状態となる。これら6つのフォトカプラ70の2次側は、互いに直列接続されており、直列接続体の一方の端は接地され、他方の端は、比較器76の反転入力端子に接続されている。比較器76の非反転入力端子には、低圧電源72の電圧を抵抗体74,78にて分圧したものが印加されている。また、上記反転入力端子には、更に、抵抗体80を介して、上記低圧電源72が接続されている。   FIG. 3 shows a circuit configuration for shutting down the inverter 12 using the fail signal FL as a trigger. As shown in the figure, the fail signal FL corresponding to each of the switching elements SW1 to SW6 switches the on state and the off state of the photocoupler 70 corresponding to each of the switching elements SW1 to SW6. Specifically, when the fail signal FL is not output normally, the photocoupler 70 is turned on, and when the fail signal FL is output, the corresponding photocoupler 70 is turned off. The secondary sides of these six photocouplers 70 are connected in series, one end of the series connection body is grounded, and the other end is connected to the inverting input terminal of the comparator 76. A voltage obtained by dividing the voltage of the low-voltage power source 72 by the resistors 74 and 78 is applied to the non-inverting input terminal of the comparator 76. The low voltage power source 72 is further connected to the inverting input terminal via a resistor 80.

こうした構成において、フェール信号FLが出力されない通常時には、比較器76の反転入力端子が接地されるために、比較器76の出力は、論理「H」となる。一方、スイッチング素子SW1〜SW6のそれぞれに対応する保護回路40のうち少なくとも1つからフェール信号FLが出力される場合には、少なくとも1つのフォトカプラ70がオフ状態となるため、比較器76の反転入力端子に印加される電圧の方が非反転入力端子に印加される電圧よりも高くなり、比較器76の出力信号が論理「L」に反転する。比較器76の出力信号は、マイコン20に出力されるとともに、NAND回路82に出力される。   In such a configuration, at the normal time when the fail signal FL is not output, the inverting input terminal of the comparator 76 is grounded, so that the output of the comparator 76 becomes logic “H”. On the other hand, when the fail signal FL is output from at least one of the protection circuits 40 corresponding to each of the switching elements SW1 to SW6, at least one photocoupler 70 is turned off, so that the inversion of the comparator 76 is performed. The voltage applied to the input terminal becomes higher than the voltage applied to the non-inverting input terminal, and the output signal of the comparator 76 is inverted to logic “L”. The output signal of the comparator 76 is output to the microcomputer 20 and to the NAND circuit 82.

NAND回路82は、上記比較器76の出力信号と、マイコン20からのシャットダウン指令信号との論理積反転信号であるシャットダウン信号SDを生成する。そして、このシャットダウン信号SDは、上記フォトカプラ60と低圧側電源62とを遮断するスイッチング素子63のゲートに印加される。ここで、マイコン20からは、正常時には論理「H」の信号が出力されている。このため、フェール信号FLが出力されない正常時には、シャットダウン信号SDは論理「L」となり、スイッチング素子63がオン状態となる。これに対し、フェール信号FLが出力されると、比較器76の出力信号が論理「L」となることでシャットダウン信号SDが論理「H」となり、スイッチング素子63がオフ状態となる。これにより、スイッチング素子SW1〜SW6の駆動信号が入力されるフォトカプラ60の全てがオフ状態となり、インバータ12がシャットダウンされる。   The NAND circuit 82 generates a shutdown signal SD that is a logical product inversion signal of the output signal of the comparator 76 and the shutdown command signal from the microcomputer 20. The shutdown signal SD is applied to the gate of the switching element 63 that shuts off the photocoupler 60 and the low-voltage power source 62. Here, a logic “H” signal is output from the microcomputer 20 in a normal state. Therefore, when the fail signal FL is not output normally, the shutdown signal SD becomes logic “L”, and the switching element 63 is turned on. On the other hand, when the fail signal FL is output, the output signal of the comparator 76 becomes logic “L”, so that the shutdown signal SD becomes logic “H”, and the switching element 63 is turned off. As a result, all of the photocouplers 60 to which the drive signals of the switching elements SW1 to SW6 are input are turned off, and the inverter 12 is shut down.

上記比較器76の出力信号は、フェール信号として、マイコン20に取り込まれる。マイコン20では、比較器76の出力信号が論理「L」となる時間が所定時間以上となることで、上記NAND回路82にシャットダウン指令信号(論理「L」信号)を出力するとともに、フォトカプラ60に出力する駆動信号を全てオフとする。   The output signal of the comparator 76 is taken into the microcomputer 20 as a fail signal. The microcomputer 20 outputs a shutdown command signal (logic “L” signal) to the NAND circuit 82 and outputs the photocoupler 60 when the output signal of the comparator 76 becomes logic “L” for a predetermined time or more. All drive signals to be output to are turned off.

上記構成によれば、スイッチング素子SW1〜SW6の少なくとも1つに過電流や貫通電流が流れると判断される場合、インバータ12がシャットダウンされる。このため、例えばいずれかのスイッチング素子SWがオフ状態であるにもかかわらず、ノイズの影響によりセンス電圧が第1の閾値電圧vref1を超える場合であっても、インバータ12がシャットダウンされるおそれがある。   According to the above configuration, when it is determined that an overcurrent or a through current flows through at least one of the switching elements SW1 to SW6, the inverter 12 is shut down. For this reason, for example, even if one of the switching elements SW is in an OFF state, the inverter 12 may be shut down even when the sense voltage exceeds the first threshold voltage vref1 due to the influence of noise. .

そこで本実施形態では、スイッチング素子SWがオフ状態である場合には、センス電圧が閾値電圧vref1以上となることに基づくフェール信号FLの生成を禁止する。詳しくは、先の図2に示すタイマラッチ45の出力信号が論理「H」である場合、スイッチング素子SWがオン状態である場合に限って、これをOR回路47に出力するようにする。具体的には、図示されるように、タイマラッチ45の出力信号と、フォトカプラ60の出力信号をインバータ51により論理反転させた信号との論理積信号をAND回路52からOR回路47に出力する構成とする。ここで、インバータ51は、フォトカプラ60の出力信号の論理値が、スイッチング素子SWのオン指令が論理「H」と対応する駆動信号の論理値を反転させたものとなることに鑑みて設けた。   Therefore, in the present embodiment, when the switching element SW is in the off state, the generation of the fail signal FL based on the sense voltage being equal to or higher than the threshold voltage vref1 is prohibited. Specifically, when the output signal of the timer latch 45 shown in FIG. 2 is logic “H”, this is output to the OR circuit 47 only when the switching element SW is in the ON state. Specifically, as shown in the figure, the AND circuit 52 outputs a logical product signal of the output signal of the timer latch 45 and the signal obtained by logically inverting the output signal of the photocoupler 60 from the AND circuit 52 to the OR circuit 47. And Here, the inverter 51 is provided in view of the fact that the logical value of the output signal of the photocoupler 60 is obtained by inverting the logical value of the drive signal corresponding to the logical “H” of the ON command of the switching element SW. .

こうした構成によれば、スイッチング素子SWがオフ状態である場合には、AND回路52の出力が論理「L」となるため、センス電圧が第1の閾値電圧vref1以上となっても、第2の閾値電圧vref2以上とならない限りOR回路47の出力が論理「H」となることはない。   According to such a configuration, when the switching element SW is in the OFF state, the output of the AND circuit 52 becomes the logic “L”. Therefore, even if the sense voltage becomes equal to or higher than the first threshold voltage vref1, The output of the OR circuit 47 does not become logic “H” unless the threshold voltage vref2 is exceeded.

図4に、本実施形態にかかる保護回路の動作を示す。詳しくは、図4(a)に、センス電圧の推移を示し、図4(b)に、スイッチング素子SWのゲートに印加される電圧の推移を示し、図4(c)に、フェール信号FLの推移を示し、図4(d)に、駆動信号の推移を示す。   FIG. 4 shows the operation of the protection circuit according to the present embodiment. Specifically, FIG. 4A shows the transition of the sense voltage, FIG. 4B shows the transition of the voltage applied to the gate of the switching element SW, and FIG. 4C shows the failure signal FL. FIG. 4D shows the transition of the drive signal.

図示されるように、スイッチング素子SWがオン状態である場合にセンス電圧が第1の閾値電圧vref1以上となる期間が規定時間Delay1以上となることで、フェール信号FLが出力され、スイッチング素子SWが強制的にオフ状態とされる。また、スイッチング素子SWがオン状態である場合にセンス電圧が第2の閾値電圧vref2以上となる期間が規定時間Delay2以上となる場合にも、フェール信号FLが出力され、スイッチング素子SWが強制的にオフ状態とされる。ただし、スイッチング素子SWがオフ状態である場合にノイズの影響でセンス電圧が第1の閾値電圧vref1以上となっても、第2の閾値電圧vref2以上とならない限り、フェール信号FLは生成されず、インバータ12がシャットダウンされることはない。   As shown in the figure, when the switching element SW is in the ON state, the fail signal FL is output when the period during which the sense voltage is equal to or higher than the first threshold voltage vref1 is equal to or longer than the specified time Delay1, and the switching element SW is Forced off. In addition, when the switching element SW is in the ON state, the fail signal FL is also output when the period during which the sense voltage is equal to or higher than the second threshold voltage vref2 is equal to or longer than the specified time Delay2, and the switching element SW is forcibly set. It is turned off. However, when the switching element SW is in the off state, even if the sense voltage becomes equal to or higher than the first threshold voltage vref1 due to the influence of noise, the fail signal FL is not generated unless it becomes equal to or higher than the second threshold voltage vref2. The inverter 12 is not shut down.

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)スイッチング素子SWがオフ状態である場合、フェール信号FLの生成そのものを禁止した。これにより、ノイズの影響により誤ってフェール処理(インバータ12のシャットダウン)がなされることを好適に回避することができる。   (1) When the switching element SW is in the OFF state, the generation of the fail signal FL itself is prohibited. As a result, it is possible to preferably avoid erroneously performing the fail process (shut down of the inverter 12) due to the influence of noise.

(2)スイッチング素子SWがオン状態であるかオフ状態であるかにかかわらず、センス電圧が第2の閾値電圧vref2以上である場合、スイッチング素子SWのゲートの電荷を放電させた。上述したように、貫通電流が流れる場合には、単一のスイッチング素子に過度の電流が流れる場合と比較して、電流値が急激に大きくなり、且つその最大値もはるかに大きくなる傾向にある。このため、スイッチング素子がオン状態である場合に限って電流を制限したのでは、貫通電流がスイッチング素子の信頼性を低下させるほど大きくなることを十分に抑制することが困難となるおそれがある。この点、上記設定により、貫通電流がスイッチング素子の信頼性を低下させることを好適に回避することができる。   (2) Regardless of whether the switching element SW is in the on state or the off state, when the sense voltage is equal to or higher than the second threshold voltage vref2, the gate charge of the switching element SW is discharged. As described above, when a through current flows, compared to a case where an excessive current flows through a single switching element, the current value increases rapidly and the maximum value tends to be much larger. . For this reason, if the current is limited only when the switching element is in the ON state, it may be difficult to sufficiently suppress the through current from becoming large enough to reduce the reliability of the switching element. In this respect, the setting described above can preferably avoid the through current from lowering the reliability of the switching element.

(3)スイッチング素子SWがオフ状態であるか否かを、スイッチング素子SWの駆動信号に基づき判断した。これにより、スイッチング素子SWがオフ状態であることを好適に判断することができる。   (3) Whether the switching element SW is in the OFF state is determined based on the drive signal of the switching element SW. Thereby, it can be suitably determined that the switching element SW is in the OFF state.

(4)フェール信号FLに基づき、インバータ12をシャットダウンした。このため、スイッチング素子SWがオフ状態であるにもかかわらずフェール信号が生成されることによる不都合が大きい。このため、本発明の利用価値が特に高いものとなっている。   (4) The inverter 12 is shut down based on the fail signal FL. For this reason, inconvenience due to the generation of a fail signal despite the fact that the switching element SW is in the OFF state is great. For this reason, the utility value of the present invention is particularly high.

(その他の実施形態)
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
(Other embodiments)
The above embodiment may be modified as follows.

・上記実施形態では、スイッチング素子SWがオフ状態である場合にフェール信号FLを無効化すべく、タイマラッチ45の出力信号と駆動信号との論理積信号をOR回路47に出力したが、これに限らず、例えば過電流用比較器43の出力信号と駆動信号との論理積信号をタイマラッチ45に出力してもよい。また、フェール信号生成回路53の出力信号と駆動信号との論理積信号をフェール信号FLとしてもよい。   In the above embodiment, the logical product signal of the output signal of the timer latch 45 and the drive signal is output to the OR circuit 47 in order to invalidate the fail signal FL when the switching element SW is in the OFF state. For example, a logical product signal of the output signal of the overcurrent comparator 43 and the drive signal may be output to the timer latch 45. The logical product signal of the output signal of the fail signal generation circuit 53 and the drive signal may be used as the fail signal FL.

・スイッチング素子SWがオフ状態であることを判断するための信号としては、上記フォトカプラ60の出力信号に限らない。例えばドライバ31の出力信号であってもよい。   The signal for determining that the switching element SW is in the OFF state is not limited to the output signal of the photocoupler 60. For example, the output signal of the driver 31 may be used.

・上記実施形態では、貫通電流が流れると判断される場合(センス電圧が第2の閾値電圧vref2以上と判断される場合)には、フェール信号を有効としたがこれに限らない。貫通電流が流れると判断される場合に同貫通電流が流れていると判断されるスイッチング素子をオフする保護機能を備えるなら、フェール信号を無効としてもスイッチング素子SWにその信頼性の低下が懸念される電流が流れることを好適に回避することはできる。   In the above embodiment, when it is determined that a through current flows (when the sense voltage is determined to be equal to or higher than the second threshold voltage vref2), the fail signal is validated, but the present invention is not limited to this. If a protection function is provided to turn off a switching element in which it is determined that a through current flows when it is determined that a through current flows, the reliability of the switching element SW may be reduced even if the fail signal is disabled. It can be suitably avoided that a current flows.

・スイッチング素子SWの保護機能としては、スイッチング素子SWをオフとする機能に限らない。例えば、スイッチング素子SWの導通制御端子に出力する信号を、スイッチング素子SWの入出力端子間を流れる電流を低減(制限)する側の値とするものであってもよい。   -The protection function of the switching element SW is not limited to the function of turning off the switching element SW. For example, the signal output to the conduction control terminal of the switching element SW may be a value that reduces (limits) the current flowing between the input and output terminals of the switching element SW.

・保護回路40としては、貫通電流用比較器44及びタイマラッチ46を備えないものであってもよい。また、フェール信号FLをトリガとして、インバータ12の全スイッチング素子SW1〜SW6をオフ状態とする先の図3に示した専用の回路を備えるなら、マイコン20がフェール信号に基づきNAND回路86にシャットダウン指令信号を出力する機能を備えなくてもよい。また、これに代えて、スイッチング素子SW1〜SW6のいずれかにおいて過電流が流れる場合、過電流の流れたスイッチング素子のみをオフ状態とするための回路を備えるとともに、フェール信号をマイコン20に出力するようにしてもよい。これらの場合であれ、本発明を適用することで、ノイズの影響でインバータ12がシャットダウンされることを回避することはできる。更に、フェール信号に基づきインバータ12をシャットダウンするものにも限らない。例えばフェール信号に基づき、異常が生じた旨を外部(ユーザ)に通知するものであってもよい。なお、先の図3に示したシャットダウン用の専用の回路を備えずフェール信号をマイコン20に出力する構成の場合、スイッチング素子SWがオフ状態である場合にフェール信号の生成を禁止する代わりに、マイコン20に取り込まれるフェール信号を無効化してもよい。   The protection circuit 40 may not include the through current comparator 44 and the timer latch 46. If the dedicated circuit shown in FIG. 3 for turning off all the switching elements SW1 to SW6 of the inverter 12 using the fail signal FL as a trigger is provided, the microcomputer 20 instructs the NAND circuit 86 to shut down based on the fail signal. A function for outputting a signal may not be provided. Alternatively, when an overcurrent flows in any one of the switching elements SW1 to SW6, a circuit for turning off only the switching element in which the overcurrent flows is provided and a fail signal is output to the microcomputer 20. You may do it. Even in these cases, by applying the present invention, it is possible to prevent the inverter 12 from being shut down due to the influence of noise. Furthermore, the inverter 12 is not limited to being shut down based on the fail signal. For example, it may be notified to the outside (user) that an abnormality has occurred based on a fail signal. In the case of a configuration that does not include a dedicated circuit for shutdown shown in FIG. 3 and outputs a fail signal to the microcomputer 20, instead of prohibiting the generation of the fail signal when the switching element SW is in an off state, The fail signal taken into the microcomputer 20 may be invalidated.

・スイッチング素子SWの入出力端子間を流れる電流と相関を有する電気的な状態量としては、上記実施形態で例示したものに限らない。例えば特許第3367699号公報に見られるように、コレクタ及びエミッタ間の電圧であってもよい。   The electrical state quantity having a correlation with the current flowing between the input / output terminals of the switching element SW is not limited to that exemplified in the above embodiment. For example, as seen in Japanese Patent No. 3367699, the voltage between the collector and the emitter may be used.

・車載電力変換回路としては、インバータ12に限らず、例えば高圧バッテリ14の電圧を降圧して低圧バッテリ18に出力するDCDCコンバータであってもよい。更に、車載電力変換回路の保護回路に限らない。要は、パワースイッチング素子に過度の電流が流れる場合にフェール信号を生成するものにあっては、ノイズの影響に起因して誤ってフェール処理がされることを回避するために、本発明を適用することは有効である。   The in-vehicle power conversion circuit is not limited to the inverter 12, and may be a DCDC converter that steps down the voltage of the high voltage battery 14 and outputs it to the low voltage battery 18. Furthermore, it is not limited to a protection circuit for an in-vehicle power conversion circuit. In short, in the case of generating a fail signal when an excessive current flows in the power switching element, the present invention is applied to avoid erroneous fail processing due to the influence of noise. It is effective to do.

一実施形態にかかるシステム図。1 is a system diagram according to one embodiment. 同実施形態にかかる過電流保護回路の回路構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the circuit structure of the overcurrent protection circuit concerning the embodiment. 同実施形態にかかるインバータをシャットダウンする回路構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the circuit structure which shuts down the inverter concerning the embodiment. 同実施形態にかかる過電流保護態様を示すタイムチャート。The time chart which shows the overcurrent protection aspect concerning the embodiment. 従来の過電流保護回路の回路構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the circuit structure of the conventional overcurrent protection circuit. 上記従来の過電流保護態様を示すタイムチャート。The time chart which shows the said conventional overcurrent protection aspect.

符号の説明Explanation of symbols

41…センス抵抗、43…過電流用比較器、44…貫通電流用比較器、45,46…タイマラッチ、52…AND回路(禁止手段の一実施形態)、SW…スイッチング素子。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 41 ... Sense resistor, 43 ... Overcurrent comparator, 44 ... Through current comparator, 45, 46 ... Timer latch, 52 ... AND circuit (one embodiment of prohibition means), SW ... Switching element.

Claims (6)

パワースイッチング素子の入出力端子間を流れる電流と相関を有する電気的な状態量の検出値に基づき前記入出力端子間を流れる電流が閾値以上であると判断される場合、前記パワースイッチング素子に過度の電流が流れる旨のフェール信号を生成する過電流保護回路において、
前記パワースイッチング素子がオフ状態である場合、前記フェール信号を無効とする無効化手段を備えることを特徴とする過電流保護回路。
When it is determined that the current flowing between the input / output terminals is greater than or equal to a threshold based on the detected value of the electrical state quantity correlated with the current flowing between the input / output terminals of the power switching element, In the overcurrent protection circuit that generates a fail signal indicating that the current of
An overcurrent protection circuit comprising invalidating means for invalidating the fail signal when the power switching element is in an off state.
前記無効化手段は、前記パワースイッチング素子がオフ状態である場合、前記フェール信号の生成そのものを禁止する禁止手段であることを特徴とする請求項1記載の過電流保護回路。   2. The overcurrent protection circuit according to claim 1, wherein the invalidating unit is a prohibiting unit that prohibits generation of the fail signal itself when the power switching element is in an OFF state. 前記パワースイッチング素子は、互いに直列接続された複数のスイッチング素子の1つであり、
前記閾値は、前記互いに直列接続されたパワースイッチング素子のうちの隣接する複数のスイッチング素子に貫通電流が流れていることを判断するための値と、該値よりも小さい値とを含み、
前記スイッチング素子がオン状態であるかオフ状態であるかにかかわらず、前記検出値が、前記貫通電流が流れていることを判断するための値以上である場合、前記スイッチング素子の導通制御端子を前記スイッチング素子の入出力端子を流れる電流を低減させる側に操作する操作手段を更に備えることを特徴とする請求項1又は2記載の過電流保護回路。
The power switching element is one of a plurality of switching elements connected in series to each other,
The threshold includes a value for determining that a through current flows through a plurality of adjacent switching elements among the power switching elements connected in series to each other, and a value smaller than the value.
Regardless of whether the switching element is in an on state or an off state, if the detected value is equal to or greater than a value for determining that the through current is flowing, the conduction control terminal of the switching element is 3. The overcurrent protection circuit according to claim 1, further comprising operation means for operating the current flowing through the input / output terminal of the switching element to a side that reduces the current.
前記パワースイッチング素子がオフ状態であるか否かを、前記パワースイッチング素子の駆動信号に基づき判断することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の過電流保護回路。   4. The overcurrent protection circuit according to claim 1, wherein whether or not the power switching element is in an off state is determined based on a drive signal of the power switching element. 前記パワースイッチング素子は、電力変換回路を構成する複数のスイッチング素子の1つであり、
前記電力変換回路は、前記フェール信号に基づきシャットダウンされるものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の過電流保護回路。
The power switching element is one of a plurality of switching elements constituting a power conversion circuit,
The overcurrent protection circuit according to claim 1, wherein the power conversion circuit is shut down based on the fail signal.
請求項5記載の過電流保護回路と、
前記電力変換回路とを備えることを特徴とする電力変換システム。
An overcurrent protection circuit according to claim 5;
A power conversion system comprising the power conversion circuit.
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