JP2012161123A - Electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スイッチング素子と、駆動回路とを備えた電子装置に関する。 The present invention relates to an electronic device including a switching element and a drive circuit.
従来、スイッチング素子と、駆動回路とを備えた電子装置として、例えば特許文献1に開示されているゲート駆動回路がある。 Conventionally, as an electronic device including a switching element and a drive circuit, for example, there is a gate drive circuit disclosed in Patent Document 1.
特許文献1に開示されているゲート駆動回路は、パワースイッチング素子を駆動する回路である。ゲート駆動回路は、第1オン側電源回路と、第2オン側電源回路とを備えている。第1オン側電源回路は、第1オン電源と、第1スイッチとを有している。第2オン側電源回路は、第2オン電源と、第2スイッチと、オン側遅延回路とを有している。第1オン電源の供給する第1オン電圧は、第2オン電源の供給する第2オン電圧より低く設定されている。 The gate drive circuit disclosed in Patent Document 1 is a circuit that drives a power switching element. The gate drive circuit includes a first on-side power supply circuit and a second on-side power supply circuit. The first on-side power supply circuit includes a first on-power supply and a first switch. The second on-side power supply circuit includes a second on-power supply, a second switch, and an on-side delay circuit. The first on-voltage supplied by the first on-power supply is set lower than the second on-voltage supplied by the second on-power supply.
パワースイッチング素子のオンを指示する信号が入力されると、第1スイッチがオンして、パワースイッチング素子のゲートに、第1オン電源の第1オン電圧が印加される。パワースイッチング素子のオンを指示する信号は、オン側遅延回路によって遅延される。オン側遅延回路によって遅延された信号が入力されると、第2スイッチがオンして、パワースイッチング素子のゲートに、第2オン電源の第2オン電圧が印加される。つまり、パワースイッチング素子のオン動作中には、ゲートに低く設定された第1オン電圧が印加され、パワースイッチング素子が定常状態になると、ゲートに高く設定された第2オン電圧が印加される。 When a signal instructing to turn on the power switching element is input, the first switch is turned on, and the first on voltage of the first on power supply is applied to the gate of the power switching element. A signal instructing to turn on the power switching element is delayed by the on-side delay circuit. When the signal delayed by the on-side delay circuit is input, the second switch is turned on, and the second on-voltage of the second on-power supply is applied to the gate of the power switching element. That is, during the ON operation of the power switching element, the first ON voltage set to be low is applied to the gate, and when the power switching element is in a steady state, the second ON voltage set to be high is applied to the gate.
パワースイッチング素子のオン動作中に、ゲート電圧を低くすることで、パワースイッチング素子に流れるコレクタ電流を抑えることができる。そのため、異常が発生してパワースイッチング素子をオフする場合であっても、サージ電圧による破損や発熱による破損を抑えることができる。従って、パワースイッチング素子の破損に対する耐量を向上させることができる。また、パワースイッチング素子が定常状態になると、ゲート電圧を高くすることで、パワースイッチング素子の定常損失を抑えることができる。 By reducing the gate voltage during the ON operation of the power switching element, the collector current flowing through the power switching element can be suppressed. Therefore, even when an abnormality occurs and the power switching element is turned off, damage due to surge voltage or damage due to heat generation can be suppressed. Accordingly, it is possible to improve the resistance to damage of the power switching element. Further, when the power switching element is in a steady state, the steady loss of the power switching element can be suppressed by increasing the gate voltage.
ところで、このゲート駆動回路は、電圧の異なる2つの電源を備えている。そのため、回路構成が複雑になるという問題があった。 By the way, this gate drive circuit includes two power supplies having different voltages. Therefore, there is a problem that the circuit configuration becomes complicated.
また、パワースイッチング素子には、特性のばらつきがある。そのため、パワースイッチング素子を適切に制御するためには、特性に応じてオン側遅延回路の遅延時間、第1オン電源の第1オン電圧及び第2オン電源の第2オン電圧を設定しなければならない。しかし、遅延時間、第1オン電圧及び第2オン電圧は、ハードウェアによって設定されている。そのため、パワースイッチング素子の特性に応じて設定を変更することはできない。従って、特性に応じてパワースイッチング素子を適切に制御することができないという問題があった。 Further, the power switching element has a variation in characteristics. Therefore, in order to appropriately control the power switching element, the delay time of the on-side delay circuit, the first on-voltage of the first on-power supply, and the second on-voltage of the second on-power supply must be set according to the characteristics. Don't be. However, the delay time, the first on-voltage, and the second on-voltage are set by hardware. Therefore, the setting cannot be changed according to the characteristics of the power switching element. Therefore, there is a problem that the power switching element cannot be appropriately controlled according to the characteristics.
これに対して、簡素な構成で、特性に応じてスイッチング素子を適切に制御することができる電子装置が提案されている。 On the other hand, an electronic device that can appropriately control a switching element according to characteristics with a simple configuration has been proposed.
この電子装置は、定電流回路と、電圧制限回路と、コントローラと、制御回路とを備えている。コントローラは、駆動信号を出力するとともに、予め記憶されているスイッチング素子の特性情報に基づいて電圧制限回路を制御するための制御情報を求め出力する。駆動信号がスイッチング素子のオンを指示すると、制御回路は、定電流回路を制御してスイッチング素子の制御端子に定電流を流し込むとともに、制御情報に基づいて電圧制限回路を制御してスイッチング素子の制御端子の電圧を制限する。 The electronic device includes a constant current circuit, a voltage limiting circuit, a controller, and a control circuit. The controller outputs a drive signal and obtains and outputs control information for controlling the voltage limiting circuit based on characteristic information of the switching element stored in advance. When the drive signal instructs the switching element to turn on, the control circuit controls the constant current circuit to flow a constant current into the control terminal of the switching element, and controls the voltage limiting circuit based on the control information to control the switching element. Limit terminal voltage.
そのため、前述したゲート駆動回路のように、2つの電源を用いることなく、定電流回路と電圧制限回路によって、スイッチング素子の制御端子に印加される電圧を調整することができる。従って、回路構成を簡素化することができる。また、予め記憶されているスイッチング素子の特性情報に基づいて電圧制限回路を制御するため、特性に応じてスイッチング素子を適切に制御することができる。 Therefore, the voltage applied to the control terminal of the switching element can be adjusted by the constant current circuit and the voltage limiting circuit without using two power supplies as in the gate drive circuit described above. Therefore, the circuit configuration can be simplified. Further, since the voltage limiting circuit is controlled based on the characteristic information of the switching element stored in advance, the switching element can be appropriately controlled according to the characteristic.
しかし、この電子装置は、コントローラから制御回路に、駆動信号に加え制御情報をも送らなければならない。制御情報が複数ある場合、回路構成が複雑になるという問題があった。 However, this electronic device must also send control information in addition to drive signals from the controller to the control circuit. When there is a plurality of control information, there is a problem that the circuit configuration becomes complicated.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、コントローラから制御回路に送る情報量を抑え、簡素な構成で、特性に応じてスイッチング素子を適切に制御することができる電子装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an electronic device capable of appropriately controlling a switching element in accordance with characteristics with a simple configuration while suppressing the amount of information sent from a controller to a control circuit. The purpose is to do.
そこで、本発明者らは、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、記憶されている、複数の制御情報の値の組合せとして構成される組合せ情報と、組合せ情報毎に設けられ、組合せ情報同士を識別する識別情報とに基づいて、求めた複数の制御情報から対応する識別情報を求めることで、コントローラから制御回路に送る情報を抑え、簡素な構成で、特性に応じてスイッチング素子を適切に制御できることを見出し、本発明を完成するに至った。 Therefore, as a result of intensive research and trial and error to solve this problem, the present inventors provide combination information configured as combinations of a plurality of control information values stored for each combination information. And determining the corresponding identification information from the obtained plurality of control information based on the identification information for identifying the combination information, and suppressing the information sent from the controller to the control circuit, with a simple configuration and according to the characteristics The inventors have found that the switching element can be appropriately controlled, and have completed the present invention.
すなわち、請求項1に記載の電子装置は、スイッチング素子と、スイッチング素子に接続され、スイッチング素子を駆動する駆動回路と、スイッチング素子のオン、オフを指示するための駆動信号と、駆動回路を制御するための複数の制御情報とを求めるコントローラと、駆動回路及びコントローラに接続され、複数の制御情報に基づいて駆動回路を制御し、駆動信号に基づいてスイッチング素子を駆動する制御回路と、を備えた電子装置であって、コントローラは、記憶されている、複数の制御情報の値の組合せとして構成される組合せ情報と、組合せ情報毎に設けられ組合せ情報同士を識別する識別情報とに基づいて、求めた複数の制御情報から対応する識別情報を求めて出力し、制御回路は、記憶されている組合せ情報と識別情報と、コントローラの出力した識別情報とに基づいて、複数の制御情報を求めることを特徴とする。 That is, the electronic device according to claim 1 controls the switching element, a drive circuit connected to the switching element and driving the switching element, a drive signal for instructing on / off of the switching element, and the drive circuit A controller for obtaining a plurality of control information for controlling, a control circuit connected to the drive circuit and the controller, controlling the drive circuit based on the plurality of control information, and driving the switching element based on the drive signal. The controller is based on stored combination information configured as a combination of values of a plurality of control information, and identification information that is provided for each combination information and identifies the combination information, The corresponding identification information is obtained and output from the obtained plurality of control information, and the control circuit stores the stored combination information and identification information, Based on the output identification information controller, and obtaining a plurality of control information.
この構成によれば、複数の制御情報を対応する識別情報に変換することができる。つまり、複数の情報を対応する1つの情報に変換することができる。そのため、コントローラから制御回路に送る情報量を抑えることができる。従って、複数の情報をパラレルやシリアルで送る場合に比べ、回路構成を簡素化することができる。これにより、簡素な構成で、特性に応じてスイッチング素子を適切に制御することができる。 According to this configuration, a plurality of control information can be converted into corresponding identification information. That is, a plurality of pieces of information can be converted into one piece of corresponding information. Therefore, the amount of information sent from the controller to the control circuit can be suppressed. Therefore, the circuit configuration can be simplified as compared with the case where a plurality of pieces of information are sent in parallel or serial. Thereby, it is possible to appropriately control the switching element according to characteristics with a simple configuration.
請求項2に記載の電子装置は、コントローラは、識別情報に応じた周期のパルス信号を連続して出力し、制御回路は、コントローラの出力したパルス信号の周期に基づいてコントローラの出力した識別情報を求めることを特徴とする。この構成によれば、識別情報に応じた周期のパルス信号が連続して出力される。そのため、識別情報を何度も確認することができる。従って、識別情報の誤認識を防止することができる。 The electronic device according to claim 2, wherein the controller continuously outputs a pulse signal having a period corresponding to the identification information, and the control circuit outputs the identification information output by the controller based on the period of the pulse signal output by the controller. It is characterized by calculating | requiring. According to this configuration, a pulse signal having a period corresponding to the identification information is continuously output. Therefore, identification information can be confirmed many times. Therefore, erroneous recognition of identification information can be prevented.
請求項3に記載の電子装置は、コントローラは、識別情報に応じた指定された周期のパルス信号を連続して出力し、制御回路は、コントローラの出力したパルス信号の周期が指定された周期以外である場合には、以前に求めた複数の制御情報に基づいて駆動回路を制御することを特徴とする。この構成によれば、パルス信号の周期が、ノイズによって一時的に指定された周期以外に変化しても、その影響を受けることなく、駆動回路を制御することができる。 In the electronic device according to claim 3, the controller continuously outputs a pulse signal having a specified period corresponding to the identification information, and the control circuit has a period of the pulse signal output by the controller other than the specified period. In this case, the drive circuit is controlled based on a plurality of control information obtained previously. According to this configuration, the drive circuit can be controlled without being affected even if the period of the pulse signal changes other than the period temporarily designated by noise.
請求項4に記載の電子装置は、制御回路は、コントローラの出力したパルス信号の周期が所定時間以上継続して指定された周期以外である場合には、異常信号を出力することを特徴とする。この構成によれば、コントローラの異常を知らせることができる。 The electronic device according to claim 4 is characterized in that the control circuit outputs an abnormal signal when the cycle of the pulse signal output from the controller is other than a specified cycle continuously for a predetermined time or more. . According to this configuration, an abnormality of the controller can be notified.
請求項5に記載の電子装置は、制御回路は、コントローラの出力したパルス信号に基づいて求めた識別情報が記憶されている識別情報と異なるときには、記憶されている初期設定用の複数の制御情報に基づいて駆動回路を制御することを特徴とする。この構成によれば、制御回路に記憶されている組合せ情報と識別情報が消去される異常状態においても、初期設定用の複数の制御情報に基づいて駆動回路を制御することができる。 The electronic device according to claim 5, wherein when the identification information obtained based on the pulse signal output from the controller is different from the stored identification information, a plurality of stored initial setting control information The drive circuit is controlled based on the above. According to this configuration, even in an abnormal state where the combination information and identification information stored in the control circuit are erased, the drive circuit can be controlled based on a plurality of control information for initial setting.
請求項6に記載の電子装置は、コントローラは、駆動信号の出力を停止しているときに
識別情報を出力することを特徴とする。この構成によれば、駆動信号の出力が停止すると、スイッチング素子の駆動も停止する。そのため、スイッチング素子の駆動に伴ってノイズが発生することもない。従って、ノイズの影響を受けることなく、コントローラから制御回路に識別情報を送ることができる。
The electronic apparatus according to claim 6 is characterized in that the controller outputs the identification information when the output of the drive signal is stopped. According to this configuration, when the output of the drive signal is stopped, the driving of the switching element is also stopped. Therefore, no noise is generated with the driving of the switching element. Therefore, identification information can be sent from the controller to the control circuit without being affected by noise.
請求項7に記載の電子装置は、コントローラは、駆動信号ラインを介して制御回路に
駆動信号を出力するとともに、駆動信号ラインを介して制御回路に識別情報を出力することを特徴とする。この構成によれば、識別情報を送るための信号ラインを別途設ける必要がない。そのため、回路構成をより簡素化することができる。
The electronic device according to claim 7 is characterized in that the controller outputs a drive signal to the control circuit via the drive signal line and outputs identification information to the control circuit via the drive signal line. According to this configuration, there is no need to separately provide a signal line for sending identification information. Therefore, the circuit configuration can be further simplified.
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電子装置を車両に搭載され、車両駆動用モータを制御するモータ制御装置に適用した例を示す。 Next, an embodiment is given and this invention is demonstrated in detail. In the present embodiment, an example in which an electronic device according to the present invention is mounted on a vehicle and applied to a motor control device that controls a vehicle driving motor will be described.
(第1実施形態)
まず、図1を参照して第1実施形態のモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図1は、第1実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。
(First embodiment)
First, the configuration of the motor control device of the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a circuit diagram of the motor control device according to the first embodiment.
図1に示すモータ制御装置1(電子装置)は、車体から絶縁された高電圧バッテリB1の出力する直流高電圧(例えば288V)を3相交流電圧に変換して車両駆動用モータM1に供給し、車両駆動用モータM1を制御する装置である。モータ制御装置1は、平滑コンデンサ10と、インバータ装置11と、制御装置12とを備えている。
The motor control device 1 (electronic device) shown in FIG. 1 converts a DC high voltage (for example, 288V) output from a high voltage battery B1 insulated from the vehicle body into a three-phase AC voltage and supplies it to the vehicle drive motor M1. This is a device for controlling the vehicle drive motor M1. The motor control device 1 includes a smoothing
平滑コンデンサ10は、高電圧バッテリB1の直流高電圧を平滑化するための素子である。平滑コンデンサ10の一端は、高電圧バッテリB1の正極端子に接続されている。また、他端は、高電圧バッテリB1の負極端子に接続されている。さらに、高電圧バッテリB1の負極端子は、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続されている。
The smoothing
インバータ装置11は、平滑コンデンサ10によって平滑化された直流電圧を3相交流電圧に変換して車両駆動用モータM1に供給する装置である。インバータ装置11は、IGBT110a〜110f(スイッチング素子)を備えている。
The
IGBT110a〜110fは、ゲート(制御端子)の電圧を制御することで駆動され、オン、オフすることで平滑コンデンサ10に平滑化された直流電圧を3相交流電圧に変換するためのスイッチング素子である。IGBT110a、110d、IGBT110b、110e及びIGBT110c、110fはそれぞれ直列接続されている。具体的には、IGBT110a〜110cのエミッタが、IGBT110d〜110fのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された3組のIGBT110a、110d、IGBT110b、110e及びIGBT110c、110fは並列接続されている。IGBT110a〜110cのコレクタは平滑コンデンサ10の一端に、IGBT110d〜110fのエミッタは平滑コンデンサ10の他端にそれぞれ接続されている。また、IGBT110a〜110fのゲートとエミッタは制御装置12にそれぞれ接続されている。さらに、直列接続されたIGBT110a、110d、IGBT110b、110e及びIGBT110c、110fの直列接続点は、車両駆動用モータM1にそれぞれ接続されている。
The
制御装置12は、IGBT110a〜110fを制御する装置である。制御装置12は、IGBT110a〜110fのゲートとエミッタにそれぞれ接続されている。
The
次に、図2〜図4を参照して制御装置について詳細に説明する。ここで、図2は、図1における制御装置の回路図である。具体的には、1つのIGBTに対する回路部分を示す回路図である。図3は、複数の制御情報の値の組合せとして構成される組合せ情報と、組合せ情報を識別する識別情報の関係を説明するための説明図である。図4は、識別情報とコントローラの出力するパルス信号の関係を説明するための説明図である。 Next, the control device will be described in detail with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is a circuit diagram of the control device in FIG. Specifically, it is a circuit diagram showing a circuit portion for one IGBT. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a relationship between combination information configured as a combination of a plurality of control information values and identification information for identifying the combination information. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the relationship between the identification information and the pulse signal output from the controller.
図2に示すように、制御装置12は、IGBT110dに対して、駆動用電源回路120と、オン駆動用定電流回路121(駆動回路)と、オフ駆動用回路122(駆動回路)と、電圧制限回路123(駆動回路)と、制御回路124と、を備えている。また、IGBT110a〜110fに対して、コントローラ125を備えている。制御装置12は、他のIGBT110a〜110c、110e、110fに対しても、それぞれ同様に、駆動用電源回路と、オン駆動用定電流回路と、オフ駆動用回路と、電圧制限回路と、制御回路とを備えている。
As shown in FIG. 2, the
駆動用電源回路120は、IGBT110dを駆動するための電圧を供給する回路である。駆動用電源回路120は、電源回路(図略)から供給される電圧を安定化して出力する。駆動用電源回路120の入力端子は、電源回路に接続されている。また、正極端子は、オン駆動用定電流回路121に接続されている。さらに、負極端子は、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介してIGBT110dのエミッタに接続されている。
The drive
オン駆動用定電流回路121は、IGBT110dをオンするための回路である。具体的には、IGBT110dのゲートに、制御回路124からの指示に基づいて一定の定電流を流し込んで電荷を充電して、ゲート電圧をオン、オフ閾値電圧より高くし、IGBT110dをオンする回路である。オン駆動用定電流回路121は、定電流源121aと、スイッチ121bとを備えている。
The on-drive constant
定電流源121aは、一定の定電流を出力する回路である。定電流源121aの電源端子は、駆動用電源回路120の正極端子に接続されている。また、出力端子は、スイッチ121bに接続されている。
The constant
スイッチ121bは、制御回路124の指示に基づいて、定電流源121aをIGBT110dのゲートに接続するための素子である。スイッチ121bの一端は、定電流源121aの出力端子に接続されている。また、他端は、IGBT110dのゲートに接続されている。さらに、制御端子は、制御回路124に接続されている。
The
オフ駆動用回路122は、IGBT110dをオフするための回路である。具体的には、IGBT110dのゲートから電荷を放電して、ゲート電圧をオン、オフ閾値電圧より低くし、IGBT110dをオフする回路である。オフ駆動用回路122は、オフ駆動用FET122aと、オフ駆動用抵抗122bとを備えている。
The
オフ駆動用FET122aは、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることでIGBT110dのゲートから電荷を放電するスイッチング素子である。具体的には、NチャネルMOSFETである。オフ駆動用FET122aのソースは、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源回路120の負極端子とIGBT110dのエミッタに接続されている。また、ドレインは、オフ駆動用抵抗122bを介してIGBT110dのゲートに接続されている。さらに、ゲートは、制御回路124に接続されている。
The off-
電圧制限回路123は、IGBT110dのゲート電圧を制限するための回路である。具体的には、IGBT110dのゲート電圧を、制御回路124の指示する所定の制限時間の間、制御回路124の指示する所定の制限電圧に制限する回路である。電圧制限回路123は、クランプ回路123aと、スイッチ123bとを備えている。
The
クランプ回路123aは、接続した端子の電圧を制御回路124の指示する所定の制限電圧に制限する回路である。クランプ回路123aの一端は、IGBT110dのゲートに接続されている。また、他端は、スイッチ123bに接続されている。さらに、制御端子は、制御回路124に接続されている。
The
スイッチ123bは、制御回路124の指示に基づいて、制御回路124の指示する所定の制限時間の間、クランプ回路123aをIGBT110dのゲートに接続するための素子である。スイッチ123bの一端は、クランプ回路123aの他端に接続されている。また、他端は、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源回路120の負極端子とIGBT110dのエミッタに接続されている。さらに、制御端子は、制御回路124に接続されている。
The switch 123b is an element for connecting the
制御回路124は、コントローラ125が識別情報として出力したパルス信号の周期に基づいて識別情報を求め、記憶されている、複数の制御情報の値の組合せとして構成される組合せ情報と、組合せ情報毎に設けられ組合せ情報同士を識別する識別情報とに基づいて、コントローラ125の出力した識別情報から複数の制御情報を求める回路である。また、コントローラ125の出力した駆動信号と、求めた複数の制御情報とに基づいて、オン駆動用定電流回路121と、電圧制限回路123と、オフ駆動用回路122を制御し、IGBT110dを駆動する回路でもある。
The
制御回路124は、コントローラ125が識別情報として出力したパルス信号の周期が指定された周期以外である場合には、以前に求めた複数の制御情報に基づいて、オン駆動用定電流回路121と、オフ駆動用回路122と、電圧制限回路123を制御する。また、コントローラ125が識別情報として出力したパルス信号の周期が所定時間以上継続して指定された周期以外である場合には、異常信号を出力する。さらに、求めた識別情報が複数の制御情報の組合せ情報と識別情報のテーブルにない場合、記憶されている初期設定用の複数の制御情報に基づいて、オン駆動用定電流回路121と、オフ駆動用回路122と、電圧制限回路123を制御する。制御回路124は、メモリ124aを備えている。
When the cycle of the pulse signal output as identification information by the
メモリ124aは、複数の制御情報の組合せ情報と識別情報のテーブルと、初期設定用の制限電圧と制限時間を記憶する素子である。具体的には、不揮発性メモリである。メモリ124aには、複数の制御情報の組合せ情報と識別情報のテーブルとして、図3に示す制限電圧と制限時間の組合せ情報と識別情報のテーブルが記憶されている。また、異常時に用いる初期設定用の制限電圧と制限時間が記憶されている。制御回路124は、コントローラ125に接続されている。また、スイッチ121bの制御端子に接続されている。さらに、オフ駆動用FET122aのゲートに接続されている。加えて、IGBT110dのゲートに接続されるとともに、クランプ回路123aとスイッチ123bの制御端子にそれぞれ接続されている。
The
ここで、駆動用電源回路120、オン駆動用定電流回路121、オフ駆動用FET122a、電圧制限回路123及び制御回路124は、ICとして一体的に構成されている。
Here, the drive
コントローラ125は、外部から入力される指令に基づいてIGBT110dをオン、オフするための駆動信号を生成して出力する回路である。また、記憶されているIGBT110dの特性情報と、検出したIGBT110dの温度とに基づいて、電圧制限回路123を制御するための複数の制御情報を求める回路でもある。さらに、記憶されている、複数の制御情報の値の組合せとして構成される組合せ情報と、組合せ情報毎に設けられ組合せ情報同士を識別するための識別情報とに基づいて、求めた複数の制御情報から対応する識別情報を求め、識別情報に応じた指定された周期のパルス信号を出力する回路でもある。コントローラ125は、メモリ125aと、マイクロコンピュータ125bとを備えている。
The
メモリ125aは、IGBT110dの特性情報を記憶するとともに、複数の制御情報の組合せ情報と識別情報のテーブルを記憶する素子である。具体的には、不揮発性メモリである。メモリ125aには、特性情報として、モータ制御装置1の組付けが完了した段階で事前に測定されたIGBT110dのオン、オフ閾値電圧が記憶されている。また、複数の制御情報の組合せ情報と識別情報のテーブルとして、図3に示す制限電圧と制限時間の組合せ情報と識別情報のテーブルが記憶されている。
The memory 125a is an element that stores characteristic information of the
マイクロコンピュータ125bは、外部から入力される指令に基づいて駆動信号を生成して出力する素子である。また、メモリ125aに記憶されているオン、オフ閾値電圧と、検出したIGBT110dの温度とに基づいて、制限電圧と制限時間を求める素子でもある。さらに、メモリ125a記憶されている、図3に示す制限電圧と制限時間の組合せ情報と識別情報のテーブルに基づいて、求めた制限電圧と制限時間から対応する識別情報を求め、図4に示す識別情報に応じた指定された周期のパルス信号を連続して出力する素子でもある。マイクロコンピュータ125bのバスは、メモリ125bに接続されている。また、駆動信号出力端子は、フォトカプラ126aを介して制御回路124の駆動信号入力端子に接続されている。さらに、制御情報出力端子は、フォトカプラ126bを介して制御回路124の制御情報入力端子に接続されている。
The
次に、図1を参照してモータ制御装置の動作について説明する。車両のイグニッションスイッチ(図略)がオンすると、図1に示すモータ制御装置1が動作を開始する。高電圧バッテリB1の直流高電圧は、平滑コンデンサ10によって平滑化される。制御装置12は、外部から入力される指令に基づいて、インバータ装置11を構成するIGBT110a〜110fを制御する。具体的には、IGBT110a〜110fを所定周期でオン、オフする。インバータ装置11は、平滑コンデンサ10によって平滑化された直流高電圧を3相交流電圧に変換して車両駆動用モータM1に供給する。このようにして、モータ制御装置1が車両駆動用モータM1を制御する。
Next, the operation of the motor control device will be described with reference to FIG. When the ignition switch (not shown) of the vehicle is turned on, the motor control device 1 shown in FIG. 1 starts its operation. The DC high voltage of the high voltage battery B1 is smoothed by the smoothing
次に、図2を参照してIGBTの駆動動作について説明する。 図2に示すマイクロコンピュータ125bは、メモリ125aに記憶されているIGBT110dのオン、オフ閾値電圧と、検出したIGBT110dの温度とに基づいて、電圧制限回路123の制限電圧と制限時間を求める。そして、メモリ125aに記憶されている、図3に示す制限電圧と制限時間の組合せ情報と識別情報のテーブルに基づいて、求めた制限電圧と制限時間から対応する識別情報を求め、図4に示す識別情報に応じた指定された周期のパルス信号を連続して出力する。
Next, the driving operation of the IGBT will be described with reference to FIG. The
例えば、図3に示すように、制限電圧に関する制御情報Aがa1、制限時間に関する制御情報Bがb1の場合、対応する識別情報はX1となり、制御回路124は、図4に示すように、識別情報X1に応じた周期T1のパルス信号を出力する。また、図3に示すように、制限電圧に関する制御情報Aがa2、制限時間に関する制御情報Bがb2の場合、対応する識別情報はX2となり、制御回路124は、図4に示すように、識別情報X2に応じた周期T2(>T1)のパルス信号を出力する。
For example, as shown in FIG. 3, when the control information A related to the limit voltage is a1 and the control information B related to the limit time is b1, the corresponding identification information is X1, and the
制御回路125は、フォトカプラ126aを介して入力されるパルス信号の周期に基づいて識別情報を求める。メモリ124aに記憶されている、図3に示す制限電圧と制限時間の組合せ情報と識別情報のテーブルと、求めた識別情報とに基づいて、制限電圧と制限時間を求める。そして、IGBT110dのゲート電圧が、求めた制限電圧で制限されるようクランプ回路123aを制御する。
The
その後、フォトカプラ126aを介して入力される駆動信号がIGBT110dのオンを指示すると、制御回路124は、スイッチ121bをオンするとともに、オフ駆動用FET122aをオフして、定電流源121aからIGBT110dのゲートに一定の定電流を流し込む。これにより、IGBT110dのゲートに電荷が充電され、ゲート電圧が上昇する。
After that, when the drive signal input via the
ゲート電圧が所定の電圧になると、制御回路124は、スイッチ123bをオンし、ゲート電圧の制限を開始する。ゲート電圧が上昇しオン、オフ閾値電圧を超えると、IGBT110dがオンする。IGBT110dがオンしてコレクタ電流が流れるようになると、電圧の上昇が停止し、ゲートの電圧がミラー電圧になる。その後、ゲート電圧がさらに上昇するが、電圧制限回路123によって制限電圧に制限される。制御回路124は、ゲート電圧の制限を開始してから、求めた制限時間経過後にスイッチ123bをオフし、電圧の制限を解除する。電圧の制限が解除されると、ゲート電圧が駆動用電源回路120の電圧まで上昇する。
When the gate voltage reaches a predetermined voltage, the
つまり、ゲート電圧がオン、オフ閾値電圧を超えてIGBTがオンすると、ゲート電圧が制限電圧に制限され、その後、制限が解除され、ゲート電圧が駆動用電源回路の電圧まで上昇する。そのため、従来と同様に、異常が発生してIGBT110dをオフする場合であっても、サージ電圧による破損や発熱による破損を抑えることができる。従って、IGBT110dの破損に対する耐量を向上させることができる。また、IGBT110dが定常状態になると、ゲート電圧を高くすることで、IGBT110dの定常損失を抑えることができる。
That is, when the gate voltage exceeds the on / off threshold voltage and the IGBT is turned on, the gate voltage is limited to the limit voltage, and then the limit is released, and the gate voltage rises to the voltage of the driving power supply circuit. Therefore, similarly to the conventional case, even when an abnormality occurs and the
一方、フォトカプラ126aを介して入力される駆動信号がIGBT110dのオフを指示すると、制御回路124は、オン駆動用定電流回路121の動作を停止し、オフ駆動用FET122aをオンする。これにより、IGBT110dのゲートからオフ駆動用抵抗122bを介して電荷が放電される。その結果、ゲート電圧がオン、オフ閾値電圧より低くなり、IGBT110dがオフする。
On the other hand, when the drive signal input through the
なお、制御回路124は、コントローラ125が識別情報として出力したパルス信号の周期が、図4に示す指定された周期T1、T2、T3以外である場合には、以前に求めた制限電圧と制限時間に基づいて、オン駆動用定電流回路121と、オフ駆動用回路122と、電圧制限回路123を制御する。また、コントローラ125が識別情報として出力したパルス信号の周期が所定時間以上継続して指定された周期T1、T2、T3以外である場合には、異常信号を出力する。さらに、求めた識別情報が、メモリ124aに記憶されている、図3に示す制限電圧と制限時間の組合せ情報と識別情報のテーブルにない場合、つまり、テーブルの識別情報と異なる場合、メモリ124aに記憶されている初期設定用の制限電圧と制限時間に基づいて、オン駆動用定電流回路121と、オフ駆動用回路122と、電圧制限回路123を制御する。
When the cycle of the pulse signal output as identification information by the
次に、効果について説明する。第1実施形態によれば、制限電圧と制限時間を対応する識別情報に変換することができる。つまり、複数の制御情報を対応する1つの識別情報に変換することができる。そのため、コントローラ125から制御回路124に送る情報量を抑えることができる。従って、複数の制御情報をパラレルやシリアルで送る場合に比べ、回路構成を簡素化することができる。これにより、簡素な構成で、特性に応じてIGBT110dを適切に制御することができる。
Next, the effect will be described. According to the first embodiment, the limit voltage and the limit time can be converted into corresponding identification information. That is, a plurality of control information can be converted into one corresponding identification information. Therefore, the amount of information sent from the
第1実施形態によれば、コントローラ125は、識別情報に応じた周期のパルス信号を連続して出力する。そのため、識別情報を何度も確認することができる。従って、識別情報の誤認識を防止することができる。
According to the first embodiment, the
第1実施形態によれば、制御回路124は、コントローラ125が識別情報として出力したパルス信号の周期が、図4に示す指定された周期T1、T2、T3以外である場合には、以前に求めた制限電圧と制限時間に基づいて、オン駆動用定電流回路121と、オフ駆動用回路122と、電圧制限回路123を制御する。そのため、パルス信号の周期が、ノイズによって一時的に指定された周期以外に変化しても、その影響を受けることなく、オン駆動用定電流回路121と、オフ駆動用回路122と、電圧制限回路123を制御する。
According to the first embodiment, the
第1実施形態によれば、制御回路124は、コントローラ125が識別情報として出力したパルス信号の周期が所定時間以上継続して指定された周期T1、T2、T3以外である場合には、異常信号を出力する。そのため、コントローラ125の異常を知らせることができる。
According to the first embodiment, the
第1実施形態によれば、制御回路125は、求めた識別情報が、メモリ124aに記憶されている、図3に示す制限電圧と制限時間の組合せ情報と識別情報のテーブルにない場合、メモリ124aに記憶されている初期設定用の制限電圧と制限時間に基づいて、オン駆動用定電流回路121と、オフ駆動用回路122と、電圧制限回路123を制御する。そのため、制御回路124に記憶されている組合せ情報と識別情報が消去される異常状態においても、初期設定用の制限電圧と制限時間に基づいて、オン駆動用定電流回路121と、オフ駆動用回路122と、電圧制限回路123を制御することができる。
According to the first embodiment, the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態のモータ制御装置について説明する。第2実施形態のモータ制御装置は、第1実施形態のモータ制御装置が、駆動信号と識別情報をそれぞれ別の信号ラインを介して、それぞれ独立して送っているのに対して、駆動信号を送るタイミングと、識別情報を送るタイミングとを調整し、駆動信号と識別情報を共通の信号ラインで送るようにしたものである。
(Second Embodiment)
Next, the motor control device of the second embodiment will be described. The motor control device according to the second embodiment is different from the motor control device according to the first embodiment that sends a drive signal and identification information independently via different signal lines. The timing for sending and the timing for sending the identification information are adjusted, and the drive signal and the identification information are sent on a common signal line.
まず、図5を参照して制御装置の構成と動作について説明する。ここで、図5は、第2実施形態における制御装置の回路図である。ここでは、第1実施形態の制御装置との相違部分について説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。 First, the configuration and operation of the control device will be described with reference to FIG. Here, FIG. 5 is a circuit diagram of the control device in the second embodiment. Here, a different part from the control apparatus of 1st Embodiment is demonstrated, and description is abbreviate | omitted except a required part about a common part.
図4に示すように、制御装置22は、IGBT210dに対して、駆動用電源回路220と、オン駆動用定電流回路221と、オフ駆動用回路222と、電圧制限回路223と、制御回路224と、コントローラ225とを備えている。IGBT210dは、第1実施形態のIGBT110dに相当する。駆動用電源回路220、オン駆動用定電流回路221、オフ駆動用回路222、電圧制限回路223及び制御回路224は、第1実施形態の駆動用電源回路120、オン駆動用定電流回路121、オフ駆動用回路122、電圧制限回路123及び制御回路124と同一構成である。
As shown in FIG. 4, the
コントローラ225は、メモリ225aと、マイクロコンピュータ225bとを備えている。
The
メモリ225aは、第1実施形態のメモリ125aと同一構成である。 The memory 225a has the same configuration as the memory 125a of the first embodiment.
マイクロコンピュータ225bは、外部から入力される指令に基づいて駆動信号を生成し、駆動信号ライン225cを介して制御回路224に出力する素子である。また、メモリ225aに記憶されているオン、オフ閾値電圧と、検出したIGBT210dの温度とに基づいて、制限電圧と制限時間を求める素子である。さらに、メモリ225a記憶されている制限電圧と制限時間の組合せ情報と識別情報のテーブルに基づいて、求めた制限電圧と制限時間から対応する識別情報を求め、駆動信号の出力を停止しているときに、駆動信号ライン225cを介して制御回路224に出力する素子である。マイクロコンピュータ225bの駆動信号出力端子は、駆動信号ライン225cを介して制御回路224の駆動信号入力端子に接続されている。また、制御情報出力端子は、駆動信号ライン225cを介して制御回路224の制御情報入力端子に接続されている。
The
動作については、駆動信号を送るタイミングと、識別情報を送るタイミングを除いて、第1実施形態のモータ制御装置と同一であるため、説明を省略する。 Since the operation is the same as that of the motor control device of the first embodiment except for the timing of sending the drive signal and the timing of sending the identification information, the description is omitted.
次に、効果について説明する。第2実施形態によれば、コントローラ225は、駆動信号の出力を停止しているときに識別情報を出力する。駆動信号の出力が停止すると、IGBT110dの駆動も停止する。そのため、IGBT110dの駆動に伴ってノイズが発生することもない。従って、ノイズの影響を受けることなく、コントローラ225から制御回路224に識別情報を送ることができる。
Next, the effect will be described. According to the second embodiment, the
第2実施形態によれば、コントローラ225は、駆動信号ライン225cを介して制御回路224に駆動信号を出力するとともに、駆動信号ライン225cを介して制御回路224に識別情報を出力する。そのため、識別情報を送るための信号ラインを別途設ける必要がない。従って、回路構成をより簡素化することができる。
According to the second embodiment, the
1・・・モータ制御装置(電子装置)、10・・・平滑コンデンサ、11・・・インバータ装置、110a〜110d・・・IGBT(スイッチング素子)、12、22・・・制御装置、120、220・・・駆動用電源回路、121、221・・・オン駆動用定電流回路(駆動回路)、121a、221a・・・定電流源、121b、221b・・・スイッチ、122、222・・・オフ駆動用回路(駆動回路)、122a、222a・・・オフ駆動用FET、122b、222b・・・オフ駆動用抵抗、123、223・・・電圧制限回路(駆動回路)、123a、223a・・・クランプ回路、123b、223b・・・スイッチ、124、224・・・制御回路、125、225・・・コントローラ、125a、225a・・・メモリ、125b、225b・・・マイクロコンピュータ、225c・・・駆動信号ライン、126a、126b、226a・・・フォトカプラ、B1・・・高電圧バッテリ、M1・・・車両駆動用モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor control apparatus (electronic device), 10 ... Smoothing capacitor, 11 ... Inverter apparatus, 110a-110d ... IGBT (switching element), 12, 22 ... Control apparatus, 120, 220 ... Power supply circuit for driving, 121, 221 ... Constant current circuit for driving (drive circuit), 121a, 221a ... Constant current source, 121b, 221b ... Switch, 122, 222 ... Off Driving circuit (driving circuit), 122a, 222a, off driving FET, 122b, 222b, off driving resistance, 123, 223, voltage limiting circuit (driving circuit), 123a, 223a, etc. Clamp circuit, 123b, 223b ... switch, 124, 224 ... control circuit, 125, 225 ... controller, 125a, 225a ... memo , 125b, 225b ··· microcomputer, 225c · · · drive signal lines, 126a, 126b, 226a ··· photocoupler, B1 · · · high-voltage battery, M1 · · · vehicle driving motor
Claims (7)
スイッチング素子に接続され、スイッチング素子を駆動する駆動回路と、
スイッチング素子のオン、オフを指示するための駆動信号と、駆動回路を制御するための複数の制御情報とを求めるコントローラと、
駆動回路及びコントローラに接続され、複数の制御情報に基づいて駆動回路を制御し、駆動信号に基づいてスイッチング素子を駆動する制御回路と、
を備えた電子装置であって、
コントローラは、記憶されている、複数の制御情報の値の組合せとして構成される組合せ情報と、組合せ情報毎に設けられ組合せ情報同士を識別する識別情報とに基づいて、求めた複数の制御情報から対応する識別情報を求めて出力し、
制御回路は、記憶されている組合せ情報と識別情報と、コントローラの出力した識別情報とに基づいて、複数の制御情報を求めることを特徴とする電子装置。 A switching element;
A driving circuit connected to the switching element and driving the switching element;
A controller for obtaining a drive signal for instructing on / off of the switching element and a plurality of control information for controlling the drive circuit;
A control circuit connected to the drive circuit and the controller, controlling the drive circuit based on a plurality of control information, and driving the switching element based on the drive signal;
An electronic device comprising:
Based on the stored combination information configured as a combination of values of a plurality of control information and identification information provided for each combination information for identifying the combination information, Find and output the corresponding identification information,
An electronic apparatus characterized in that the control circuit obtains a plurality of control information based on the stored combination information, identification information, and identification information output from the controller.
制御回路は、コントローラの出力したパルス信号の周期に基づいてコントローラの出力した識別情報を求めることを特徴とする請求項1に記載の電子装置。 The controller continuously outputs a pulse signal with a period according to the identification information,
The electronic device according to claim 1, wherein the control circuit obtains identification information output from the controller based on a period of a pulse signal output from the controller.
制御回路は、コントローラの出力したパルス信号の周期が指定された周期以外である場合には、以前に求めた複数の制御情報に基づいて駆動回路を制御することを特徴とする
請求項2に記載の電子装置。 The controller continuously outputs a pulse signal with a specified period according to the identification information,
3. The control circuit according to claim 2, wherein the control circuit controls the drive circuit based on a plurality of previously obtained control information when the period of the pulse signal output from the controller is other than the specified period. Electronic devices.
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