JP2010259241A - スイッチング制御回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スイッチング素子の順方向導通時に流れる電流の向きと逆方向で、スイッチング素子に並列接続されるダイオードと、スイッチング素子又はダイオードの少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の検出温度に応じて、スイッチング素子の逆方向導通時に流れる電流を制御する制御手段を有する。
【選択図】 図1
Description
図1は、発明の実施形態に係るスイッチング制御回路を示す回路図である。図2はMOSFET1のプラスのドレイン電圧に対するドレイン電流を、図3はMOSFET1のマイナスのドレイン電圧に対するドレイン電流を示す。
図6は、発明の他の実施形態に係るスイッチング制御回路を示す。本例では上述した第1実施形態に対して、MOSFET1に電流センサ17を還流ダイオード2に電流センサ18を接続する。その他の構成については、第1実施形態の記載を適宜、援用する。
図7は、発明の他の実施形態に係るスイッチング制御回路を示す。本例では上述した第1実施形態に対して、逆導通可能なスイッチング素子として、MOSFET1の代わりに、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)とダイオードを組み合わせる双方向スイッチ31を接続する。その他の構成については、第1実施形態の記載を適宜、援用する。
図8は、発明の他の実施形態に係るスイッチング制御回路を示す。本例では上述した第1実施形態に対して、逆導通可能なスイッチング素子として、MOSFET1の代わりに、逆阻止IGBT32aと逆阻止IGBT32bとを逆並列に接続する双方向スイッチ33を用いる。その他の構成については、第1実施形態の記載を適宜、援用する。
図9は、発明の他の実施形態に係るスイッチング制御回路において、MOSFET11及び還流ダイオード12に流れる電流の時間的な変化を示す。本例は上述した第1実施形態に対して、温度制御期間108において、MOSFET1及び還流ダイオード2に流れる電流の割合を連続的に変化させている点で異なる。基本的な回路構成及び回路動作は上述した第1実施形態と同じであるため、その記載を援用する。
図10は、発明の他の実施形態に係るスイッチング制御回路において、MOSFET11及び還流ダイオード12に流れる電流の時間的な変化を示す。本例は上述した第1実施形態に対して、温度制御期間109において、MOSFET1及び還流ダイオード2に流れる電流の割合をパルスにより変化させている点で異なる。基本的な回路構成及び回路動作は上述した第1実施形態と同じであるため、その記載を援用する。
図11は、発明の他の実施形態に係るスイッチング制御回路において、MOSFET1及び還流ダイオード2の電流−電圧特性を示す。基本的な回路構成及び回路動作は上述した第1実施形態と同じであるため、その記載を援用する。
図12及び図13は、発明の他の実施形態に係るスイッチング制御回路において、MOSFET1及び還流ダイオード2の実装形態を示す。基本的な回路構成及び回路動作は上述した第1実施形態と同じであるため、その記載を援用する。
図14は、発明の他の実施形態に係る電力変換装置として、上記のスイッチング制御回路を用いたDC−DCコンバータを示す。
2…還流ダイオード
3…制御回路
4…ゲート信号発生部
5…ゲート駆動回路部
6…温度制御部
7…実装基板
8…三相同期モータ
9…直流電源
10…平滑用コンデンサ
11…上アームMOSFET
12…上アーム還流ダイオード
13 上アーム制御回路
14 下アームMOSFET
15 下アーム還流ダイオード
16 下アーム制御回路
17…電流センサー
18…電流センサー
19…演算回路
20…MOSFET
21…還流ダイオード
22…制御回路
23…MOSFET
24…還流ダイオード
25…制御回路
26…平滑コンデンサ
27…平滑コンデンサ
28…コイル
29a、29b…IGBT
30a、30b…ダイオード
31…双方向スイッチ
32a、32b…逆阻止IGBT
33a、33b 双方向スイッチ
101…還流動作期間
102 還流動作期間
103 還流動作期間
104…期間
105…第一デッドタイム期間
106…温度制御期間
107…第二デッドタイム期間
108…温度制御期間
109…温度制御期間
201、201a、201b…温度センサ
311…直列回路
312…直列回路
401…上下アーム回路
402…上下アーム回路
403…上下アーム回路
Claims (20)
- スイッチング素子の順方向導通時に流れる電流の向きと逆方向で、前記スイッチング素子に並列接続されるダイオードと、
前記スイッチング素子又は前記ダイオードの少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度検出手段の検出温度に応じて、前記スイッチング素子の逆方向導通時に流れる電流を制御する制御手段を有する
スイッチング制御回路。 - 前記制御手段は、
前記温度検出手段の検出温度に応じて、前記スイッチング素子の逆方向導通時に流れる電流と前記ダイオードの順方向電流との割合を制御することを特徴とする
請求項1記載のスイッチング制御回路。 - 前記制御手段は、
前記ダイオードの検出温度が所定値より高い場合、前記ダイオードの順方向電流の割合を減少させることを特徴とする
請求項2記載のスイッチング制御回路。 - 前記制御手段は、
前記スイッチング素子の検出温度が所定値より高い場合、前記スイッチング素子に逆方向導通時に流れる電流を減少させることを特徴とする
請求項1〜3のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記制御手段は、
前記ダイオードの検出温度が前記スイッチング素子の検出温度より高い場合、前記ダイオードの順方向電流の割合を減少させることを特徴とする
請求項2記載のスイッチング制御回路。 - 前記制御手段は、
前記スイッチング素子の検出温度が前記ダイオードの検出温度より高い場合、前記スイッチング素子の逆方向導通時に流れる電流の割合を減少させることを特徴とする
請求項2記載のスイッチング制御回路。 - 前記制御手段は、
前記スイッチング素子の逆方向導通時に流れる電流と前記ダイオードの順方向電流の割合を制御し、前記スイッチング素子の温度と前記ダイオードの温度を等しくすることを特徴とする
請求項1〜6のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記温度検出手段の検出温度が前記制御手段にフィードバックされるフィードバック回路を有することを特徴とする
請求項1〜7のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記温度検出手段は、
前記スイッチング素子又は前記還流ダイオードの少なくとも一方に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段の検出電流から前記検出温度を演算する演算手段を有する
請求項1〜8のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記スイッチング素子は、MOSFETであることを特徴とする
請求項1〜9のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記スイッチング素子は、
IGBTのコレクタ端子とダイオードのカソード端子を接続する第1の直列回路と、
IGBTのコレクタ端子とダイオードのカソード端子を接続する第2の直列回路とを有し、
前記第1の直列回路と前記第2の直列回路とを逆並列に接続した双方向スイッチであることを特徴とする
請求項1〜10のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記スイッチング素子は、
IGBTのエミッタ端子とダイオードのアノード端子を接続する第1の直列回路と、
IGBTのエミッタ端子とダイオードのアノード端子を接続する第2の直列回路とを有し、
前記第1の直列回路と前記第2の直列回路とを逆並列に接続した双方向スイッチであることを特徴とする
請求項1〜10のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記スイッチング素子は、逆阻止IGBTを逆並列に接続した双方向スイッチであることを特徴とする
請求項1〜10のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記制御手段は、
前記ダイオードが順バイアスされる期間において、前記スイッチング素子の逆方向導通時に流れる電流を制御する期間の前後で、前記スイッチング素子をオフすることを特徴とする
請求項1〜13のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記制御手段は、前記スイッチング素子の逆方向導通時に流れる電流を制御する期間において、前記スイッチング素子に送信する制御信号を一定にすることを特徴とする
請求項1〜14のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記制御手段は、前記スイッチング素子の逆方向導通時に流れる電流を制御する期間において、前記スイッチング素子に送信する制御信号を連続的に変化させることを特徴とする
請求項1〜14のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記制御手段は、
所定のデューティー比を有する制御信号をスイッチング素子に送信し、前記スイッチング素子をオンオフすることにより前記スイッチング素子の逆方向導通時に流れる電流を制御することを特徴とする
請求項1〜16のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路。 - 前記スイッチング素子がオンする場合に前記スイッチング素子の逆方向導通時に流れる電流は、前記ダイオードの順方向電流より多く、
前記スイッチング素子がオフする場合に前記スイッチング素子に流れる電流は、前記ダイオードの電流より小さいことを特徴とする
請求項1〜17のいずれか一項に載のスイッチング制御回路。 - 請求項1〜18のいずれか一項に記載のスイッチング制御回路を有することを特徴とする
インバータ。 - 請求項1〜18のいずれか一項に記載するスイッチング回路を有することを特徴とする
DC−DCコンバータ。
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