JP2012186937A - Circuit for driving switching element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem in which: a switching element S*# to be driven cannot be driven if there occur any anomalies in a constant current switching element 26 or a discharge switching element 30.SOLUTION: The constant current switching element 26 and the discharge switching element 30 are connected to a gate of the switching element S*# via a gate resistor 28. A voltage across the gate resistor 28 is converted to an output voltage Vgi by a differential amplifier circuit 70 and fed into an anomaly determination section 72. The anomaly determination section 72 determines whether or not there occur any anomalies in the constant current switching element 26 or discharge switching element 30 according to a current flowing through the gate resistor 28.

Description

本発明は、電圧制御形のスイッチング素子を駆動対象スイッチング素子とし、該駆動対象スイッチング素子のスイッチング状態を切り替えるべく、その開閉制御端子に正または負のいずれか一方の電荷を充電する処理を行うに際し、制限用抵抗体によって前記電荷の充電速度を制限するスイッチング素子の駆動回路に関する。   The present invention uses a voltage-controlled switching element as a driving target switching element, and performs a process of charging either the positive or negative charge to the open / close control terminal in order to switch the switching state of the driving target switching element. The present invention also relates to a drive circuit for a switching element that limits the charge rate of the charge by a limiting resistor.

この種の駆動回路としては、たとえば下記特許文献1に見られるように、駆動対象スイッチング素子としてのIGBTのゲートに正の電荷を充電するための充電経路と、ゲートから正の電荷を放電するための放電経路とに、それぞれゲート抵抗体とスイッチング素子の直列接続体を備えるものが周知である。   As this type of driving circuit, for example, as shown in Patent Document 1 below, a charging path for charging a positive charge to the gate of an IGBT as a driving target switching element, and a positive charge from the gate are discharged. It is well known that each of the discharge paths includes a series connection body of a gate resistor and a switching element.

特開2003−284318号公報JP 2003-284318 A

ところで、上記充電経路や放電経路のスイッチング素子が常時閉となるショート異常や、常時開となるオープン異常が生じる等、IGBTの駆動機能に異常が生じるときには、これに対処することが望まれる。   By the way, when an abnormality occurs in the driving function of the IGBT, such as a short abnormality in which the switching element of the charging path or the discharging path is normally closed or an open abnormality in which the switching element is normally open, it is desired to deal with this.

本発明は、上記課題を解決する過程でなされたものであり、その目的は、駆動対象スイッチング素子の駆動機能の異常の有無を判断することのできる新たなスイッチング素子の駆動回路を提供することにある。   The present invention has been made in the process of solving the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a new switching element drive circuit capable of determining whether there is an abnormality in the drive function of the drive target switching element. is there.

以下、上記課題を解決するための手段、およ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 effect thereof will be described.

請求項1記載の発明は、電圧制御形のスイッチング素子を駆動対象スイッチング素子とし、該駆動対象スイッチング素子のスイッチング状態を切り替えるべく、その開閉制御端子に正または負のいずれか一方の電荷を充電する処理を行うに際し、制限用抵抗体によって前記電荷の充電速度を制限するスイッチング素子の駆動回路において、前記制限用抵抗体を流れる電流を検出する検出手段と、該検出手段によって検出された電流に基づき、前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常があるか否かを判断する判断手段とを備えることを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, a voltage-controlled switching element is used as a driving target switching element, and the switching control terminal is charged with either a positive or negative charge so as to switch the switching state of the driving target switching element. In performing a process, in a switching element driving circuit that limits the charge rate of the charge by a limiting resistor, a detecting unit that detects a current flowing through the limiting resistor, and a current detected by the detecting unit And determining means for determining whether or not there is an abnormality in the function of driving the drive target switching element.

駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子の充放電処理に際しての電荷の移動態様は、駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子の寄生容量や、駆動回路の仕様等によって定まるものである。ただし、駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常が生じる場合には、電荷の移動態様が想定されるものから相違する事態が生じうる。上記発明では、この点に鑑み、制限用抵抗体を流れる電流の検出結果に基づき、異常の有無を判断する。   The mode of charge movement during charge / discharge processing of the switching control terminal of the driving target switching element is determined by the parasitic capacitance of the switching control terminal of the driving target switching element, the specifications of the driving circuit, and the like. However, when an abnormality occurs in the function of driving the switching element to be driven, a situation different from that in which the charge movement mode is assumed may occur. In the above invention, in view of this point, the presence or absence of abnormality is determined based on the detection result of the current flowing through the limiting resistor.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記検出手段は、前記制限用抵抗体の両端に接続されて且つ該両端の電位差を検出する差動増幅回路を備えることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the detection means includes a differential amplifier circuit connected to both ends of the limiting resistor and detecting a potential difference between the two ends. To do.

制限用抵抗体にノイズが重畳する場合、その一対の端部のそれぞれの電位は変化するものの、両端の電位差は変化しない可能性が高い。上記発明では、この点に鑑み、差動増幅回路を備えることで、電流の検出結果に対するノイズの影響を好適に抑制することができる。   When noise is superimposed on the limiting resistor, it is highly possible that the potential difference between both ends of the pair of end portions changes, but the potential difference between both ends does not change. In the above invention, in view of this point, the influence of noise on the current detection result can be suitably suppressed by providing the differential amplifier circuit.

請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、前記制限用抵抗体は、前記いずれか他方の電荷を前記開閉制御端子に充電するための充電経路および前記いずれか他方の電荷を前記開閉制御端子から放電するための放電経路の双方によって共有されるものであることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the limiting resistor includes a charging path for charging the open / close control terminal with the other charge and the charge of the other Is shared by both discharge paths for discharging from the open / close control terminal.

上記発明では、制限用抵抗体が充電経路および放電経路の双方を構成するため、単一の制限用抵抗体を用いて、いずれか他方の電荷の充電期間において流れる電流と、いずれか他方の電荷の放電期間(いずれか一方の電荷の充電期間)において流れる電流との双方を検出することができる。   In the above invention, since the limiting resistor constitutes both the charging path and the discharging path, the current flowing during the charging period of the other charge and the charge of the other using the single limiting resistor Both currents flowing during the discharge period (charging period of one of the charges) can be detected.

請求項4記載の発明は、請求項3記載の発明において、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に前記いずれか他方の電荷を充電するに際し、その充電経路内の電流を一定値に制御する定電流制御手段をさらに備えることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, when charging one of the other charges to the open / close control terminal of the drive target switching element, the constant current is controlled to be a constant value. It further has a current control means.

上記発明では、いずれか他方の電荷の充電に際して定電流制御がなされるために、いずれか他方の電荷の放電(いずれか一方の電荷の充電)に際しての放電速度の要求に応じて制限用抵抗体の抵抗値を調節するに際して、いずれか他方の電荷の充電によって制約を受けることを好適に回避することができる。   In the above invention, since the constant current control is performed at the time of charging one of the other charges, the limiting resistor according to the request for the discharge speed at the time of discharging the other charge (charging one of the charges) When adjusting the resistance value, it is possible to suitably avoid being restricted by the charge of one of the other charges.

請求項5記載の発明は、請求項4記載の発明において、前記定電流制御手段は、前記制限用抵抗体とは別に前記充電経路に設けられた定電流用抵抗体と、該定電流用抵抗体に直列接続された定電流用スイッチング素子と、前記定電流用抵抗体の電圧降下量が目標値となるように前記定電流用スイッチング素子の開閉制御端子を操作する操作手段と、を備えることを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the constant current control means includes a constant current resistor provided in the charging path separately from the limiting resistor, and the constant current resistor. A switching element for constant current connected in series to the body, and an operating means for operating an open / close control terminal of the switching element for constant current so that a voltage drop amount of the constant current resistor becomes a target value. It is characterized by.

上記発明では、定電流用抵抗体の抵抗値が変化したとしても、これが断線またはショートしたのではない限り、その電圧降下量は目標値に制御されると考えられる。このため、制限用抵抗体と定電流用抵抗体とを同一としたのでは、定電流用抵抗体の抵抗値が変化する異常を検出することは困難である。この点、上記発明では、定電流用抵抗体と制限用抵抗体とを別部材とすることで、定電流用抵抗体の抵抗値の異常を制限用抵抗体の電圧降下量の変化等として検出することができる。   In the above invention, even if the resistance value of the constant current resistor changes, the voltage drop amount is considered to be controlled to the target value as long as it is not disconnected or short-circuited. For this reason, if the limiting resistor and the constant current resistor are the same, it is difficult to detect an abnormality in which the resistance value of the constant current resistor changes. In this respect, in the above invention, the constant current resistor and the limiting resistor are separated from each other, thereby detecting an abnormality in the resistance value of the constant current resistor as a change in the voltage drop of the limiting resistor, etc. can do.

請求項6記載の発明は、請求項5記載の発明において、前記定電流制御手段は、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に前記いずれか他方の電荷を供給する直流電圧源を用いて、前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部および開閉制御端子間の電圧が前記直流電圧源の出力電圧になるまで前記いずれか他方の電荷を充電するものであり、前記直流電圧源の出力電圧は、前記駆動対象スイッチング素子に正常時に流れる最大電流を飽和電流とする前記開閉制御端子の充電電圧までは、前記定電流制御を行うことが可能な電圧に設定されていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect of the invention, the constant current control means uses a DC voltage source that supplies the other charge to the open / close control terminal of the drive target switching element. The other charge is charged until the voltage between one end of the current flow path of the switching element to be driven and the open / close control terminal reaches the output voltage of the DC voltage source, The output voltage is set to a voltage capable of performing the constant current control up to a charging voltage of the switching control terminal having a saturation current that is a maximum current that normally flows in the driving target switching element. To do.

上記定電流制御手段は、駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部および開閉制御端子間の電圧に、上記制限用抵抗体および定電流用抵抗体の電圧降下量や定電流用スイッチング素子における電圧降下量を加えた値が、直流電圧源の出力電圧となった後には、定電流制御を行うことができない。この点、上記発明によれば、駆動対象スイッチング素子が正常に駆動される場合には、ミラー期間を過ぎるまで定電流制御を行うことができる。   The constant current control means is configured such that the voltage drop between the limiting resistor and the constant current resistor and the constant current switching are applied to the voltage between one end of the current flow path of the switching element to be driven and the switching control terminal. The constant current control cannot be performed after the value obtained by adding the voltage drop amount in the element becomes the output voltage of the DC voltage source. In this regard, according to the above-described invention, when the drive target switching element is normally driven, constant current control can be performed until the mirror period has passed.

請求項7記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、前記いずれか他方の電荷を充電する充電経路と、前記充電経路を開閉する充電用スイッチング素子と、前記いずれか他方の電荷を放電する放電経路と、前記放電経路を開閉する放電用スイッチング素子とをさらに備え、前記充電用スイッチング素子、前記放電用スイッチング素子、前記検出手段および前記判断手段は、集積回路内に構成されるものであり、前記充電用スイッチング素子と前記放電用スイッチング素子とは、前記集積回路の各別の端子を介して前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に接続されるものであり、前記制限用抵抗体の両端部は、前記充電用スイッチング素子および前記放電用スイッチング素子のそれぞれに接続される前記集積回路の一対の端子を介して前記検出手段に接続されることを特徴とする。   According to a seventh aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a charging path for charging the other charge, a charging switching element for opening and closing the charging path, and the other charge. A discharge path for discharging and a discharging switching element for opening and closing the discharging path, wherein the charging switching element, the discharging switching element, the detecting means, and the determining means are configured in an integrated circuit The charging switching element and the discharging switching element are connected to the open / close control terminal of the drive target switching element via different terminals of the integrated circuit, and the limiting resistor Both ends of the integrated circuit connected to the charging switching element and the discharging switching element, respectively. Characterized in that it is connected to the detecting means via.

上記発明では、充電用スイッチング素子と開閉制御端子とを接続するための端子と、放電用スイッチング素子と開閉制御端子とを接続するための端子とを用いて、検出手段と制限用抵抗体の両端とを接続することができるため、集積回路の端子の増加を回避することができる。   In the above invention, both ends of the detection means and the limiting resistor are connected using a terminal for connecting the charging switching element and the switching control terminal and a terminal for connecting the discharging switching element and the switching control terminal. Therefore, an increase in the number of terminals of the integrated circuit can be avoided.

請求項8記載の発明は、請求項3〜6のいずれか1項に記載の発明において、前記判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の前記開閉制御端子に前記いずれか他方の電荷が充電される期間において前記制限用抵抗体に流れる電流が充電側大電流閾値を超える場合、前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to sixth aspects, the determination unit charges the opening / closing control terminal of the drive target switching element with the other charge. When the current flowing through the limiting resistor in the period exceeds a charging-side large current threshold, it is determined that there is an abnormality in the function of driving the drive target switching element.

請求項9記載の発明は、請求項3〜6,8のいずれか1項に記載の発明において、前記判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の前記開閉制御端子に前記いずれか他方の電荷が充電される期間において前記制限用抵抗体に流れる電流が充電側小電流閾値未満である場合、前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断することを特徴とする。   According to a ninth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to sixth and eighth aspects, the determination means charges the one of the other charges to the open / close control terminal of the drive target switching element. When the current flowing through the limiting resistor is less than the charging-side small current threshold during the period to be determined, it is determined that there is an abnormality in the function of driving the drive target switching element.

請求項10記載の発明は、請求項3〜9のいずれか1項に記載の発明において、前記判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の前記開閉制御端子から前記いずれか他方の電荷が放電される期間において前記制限用抵抗体に流れる電流が放電側大電流閾値を超える場合、前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断することを特徴とする。   According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to ninth aspects, the determination means discharges the other charge from the open / close control terminal of the drive target switching element. When the current flowing through the limiting resistor during a period exceeds a discharge-side large current threshold, it is determined that there is an abnormality in the function of driving the drive target switching element.

請求項11記載の発明は、請求項3〜10のいずれか1項に記載の発明において、前記判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の前記開閉制御端子から前記いずれか他方の電荷が放電される期間において前記制限用抵抗体に流れる電流が放電側小電流閾値未満である場合、前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断することを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to tenth aspects, the determination means discharges the other charge from the open / close control terminal of the drive target switching element. When the current flowing through the limiting resistor during the period is less than the discharge-side small current threshold, it is determined that there is an abnormality in the function of driving the drive target switching element.

請求項12記載の発明は、請求項3〜11のいずれか1項に記載の発明において、前記放電経路は、前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部および開閉制御端子間を接続する経路であって且つ前記制限用抵抗体に直列接続された放電用スイッチング素子を備えて構成され、前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部および開閉制御端子間を前記放電経路よりも小さい抵抗値の経路で接続する低抵抗経路と、該低抵抗経路を開閉するオフ保持用スイッチング素子と、前記判断手段によって前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断される場合、前記オフ保持用スイッチング素子をオン操作するフェールセーフ手段とを備えることを特徴とする。   The invention according to claim 12 is the invention according to any one of claims 3 to 11, wherein the discharge path is between one end of the current flow path of the drive target switching element and the switching control terminal. A discharge switching element connected in series to the limiting resistor, and the discharge between the one end of the current flow path of the driving target switching element and the open / close control terminal. A low resistance path connected by a path having a resistance value smaller than the path, an off-holding switching element that opens and closes the low resistance path, and a function for driving the switching target switching element by the determination unit. A fail-safe means for turning on the off-holding switching element.

上記発明では、オフ保持用スイッチング素子を用いることで、駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に充電されたいずれか他方の電荷を確実に放電することができる。そして、これにより、駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部と開閉制御端子との間の電位差がなくなるため、駆動対象スイッチング素子をオフ状態とすることができる。   In the above-described invention, by using the off-holding switching element, it is possible to reliably discharge the other charge charged to the opening / closing control terminal of the driving target switching element. This eliminates the potential difference between one end of the current flow path of the driving target switching element and the open / close control terminal, so that the driving target switching element can be turned off.

請求項13記載の発明は、請求項3〜12のいずれか1項に記載の発明において、前記放電経路は、前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部および開閉制御端子間を接続する経路であって且つ前記制限用抵抗体に直列接続された放電用スイッチング素子を備えて構成され、前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部および開閉制御端子間を前記放電経路よりも大きい抵抗値の経路で接続する高抵抗経路と、該高抵抗経路を開閉するソフト遮断用スイッチング素子と、前記判断手段によって前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断される場合、前記ソフト遮断用スイッチング素子をオン操作するフェールセーフ手段とを備えることを特徴とする。   A thirteenth aspect of the present invention is the invention according to any one of the third to twelfth aspects, wherein the discharge path is between one end of a current flow path of the drive target switching element and the open / close control terminal. A discharge switching element connected in series to the limiting resistor, and the discharge between the one end of the current flow path of the driving target switching element and the open / close control terminal. It is determined that there is an abnormality in the function of driving the driving target switching element by the determination means and the high resistance path connected by a path having a resistance value larger than the path, the soft cutoff switching element that opens and closes the high resistance path. A fail-safe means for turning on the soft-blocking switching element.

上記発明では、ソフト遮断用スイッチング素子を用いることで、駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に充電されたいずれか他方の電荷を確実に放電することができる。そして、これにより、駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部と開閉制御端子との間の電位差がなくなるため、駆動対象スイッチング素子をオフ状態とすることができる。   In the above-described invention, by using the soft cutoff switching element, it is possible to reliably discharge the other charge charged to the open / close control terminal of the drive target switching element. This eliminates the potential difference between one end of the current flow path of the driving target switching element and the open / close control terminal, so that the driving target switching element can be turned off.

請求項14記載の発明は、請求項1〜13のいずれか1項に記載の発明において、前記判断手段によって前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断される場合、前記駆動対象スイッチング素子のオン・オフ指令信号の入力を遮断する遮断手段をさらに備えることを特徴とする。   According to a fourteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to thirteenth aspects, when the determination means determines that there is an abnormality in the function of driving the driving target switching element, the driving target It further comprises a blocking means for blocking the input of the on / off command signal of the switching element.

上記発明では、駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常があると判断される場合、駆動対象スイッチング素子がオン操作指令によってオン操作される事態を確実に回避することができる。   In the above invention, when it is determined that there is an abnormality in the function of driving the drive target switching element, it is possible to reliably avoid the situation where the drive target switching element is turned on by the on operation command.

請求項15記載の発明は、請求項1〜14のいずれか1項に記載の発明において、前記判断手段によって前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断される場合、その旨を外部に通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする。   In the invention of claim 15, in the invention of any one of claims 1 to 14, when it is judged by the judging means that there is an abnormality in the function of driving the switching element to be driven, that fact It further comprises a notification means for notifying outside.

第1の実施形態にかかるシステム構成図。1 is a system configuration diagram according to a first embodiment. FIG. 同実施形態にかかるドライブユニットの回路構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the circuit structure of the drive unit concerning the embodiment. 同実施形態にかかる異常判断処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the abnormality determination process concerning the embodiment. 第2の実施形態にかかる異常判断処理の手順を示す流れ図。The flowchart which shows the procedure of the abnormality determination process concerning 2nd Embodiment. 第3の実施形態にかかるドライブユニットの回路構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the circuit structure of the drive unit concerning 3rd Embodiment.

<第1の実施形態>
以下、本発明にかかるスイッチング素子の駆動回路を車載主機としての回転機に接続される電力変換回路の駆動回路に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment in which a drive circuit for a switching element according to the present invention is applied to a drive circuit for a power conversion circuit connected to a rotating machine as an in-vehicle main machine will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態にかかる制御システムの全体構成を示す。モータジェネレータ10は、車載主機であり、図示しない駆動輪に機械的に連結されている。モータジェネレータ10は、インバータINVおよび昇圧コンバータCNVを介して高電圧バッテリ12に接続されている。ここで、昇圧コンバータCNVは、コンデンサCと、コンデンサCに並列接続された一対のスイッチング素子Scp,Scnと、一対のスイッチング素子Scp,Scnの接続点と高電圧バッテリ12の正極とを接続するリアクトルLとを備えている。そして、スイッチング素子Scp,Scnのオン・オフによって、高電圧バッテリ12の電圧(例えば百V以上)を所定の電圧(例えば「666V」)を上限として昇圧するものである。一方、インバータINVは、スイッチング素子Sup,Sunの直列接続体と、スイッチング素子Svp,Svnの直列接続体と、スイッチング素子Swp,Swnの直列接続体とを備えており、これら各直列接続体の接続点がモータジェネレータ10のU,V,W相にそれぞれ接続されている。これらスイッチング素子S*#(*=u,v,w,c;#=p,n)として、本実施形態では、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)が用いられている。そして、これらにはそれぞれ、ダイオードD*#が逆並列に接続されている。   FIG. 1 shows an overall configuration of a control system according to the present embodiment. The motor generator 10 is an in-vehicle main machine and is mechanically coupled to drive wheels (not shown). Motor generator 10 is connected to high voltage battery 12 via inverter INV and boost converter CNV. Here, boost converter CNV includes a capacitor C, a pair of switching elements Scp and Scn connected in parallel to capacitor C, and a reactor that connects a connection point between the pair of switching elements Scp and Scn and the positive electrode of high-voltage battery 12. L. The voltage of the high voltage battery 12 (for example, 100 V or more) is boosted up to a predetermined voltage (for example, “666 V”) by turning on / off the switching elements Scp, Scn. On the other hand, the inverter INV includes a series connection body of the switching elements Sup and Sun, a series connection body of the switching elements Svp and Svn, and a series connection body of the switching elements Swp and Swn. The points are connected to the U, V, and W phases of the motor generator 10, respectively. In the present embodiment, an insulated gate bipolar transistor (IGBT) is used as these switching elements S * # (* = u, v, w, c; # = p, n). In addition, a diode D * # is connected in antiparallel to each of these.

制御装置18は、低電圧バッテリ16を電源とする制御装置である。制御装置18は、モータジェネレータ10を制御対象とし、その制御量を所望に制御すべく、インバータINVや昇圧コンバータCNVを操作する。詳しくは、昇圧コンバータCNVのスイッチング素子Scp,Scnを操作すべく、操作信号gcp、gcnをドライブユニットDUに出力する。また、インバータINVのスイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnを操作すべく、操作信号gup,gun,gvp,gvn,gwp,gwnをドライブユニットDUに出力する。ここで、高電位側の操作信号g*pと、対応する低電位側の操作信号g*nとは、互いに相補的な信号となっている。換言すれば、高電位側のスイッチング素子S*pと、対応する低電位側のスイッチング素子S*nとは、交互にオン状態とされる。   The control device 18 is a control device that uses the low-voltage battery 16 as a power source. The control device 18 controls the motor generator 10 and operates the inverter INV and the boost converter CNV to control the control amount as desired. Specifically, operation signals gcp and gcn are output to drive unit DU in order to operate switching elements Scp and Scn of boost converter CNV. Further, in order to operate the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn of the inverter INV, operation signals gup, gun, gvp, gvn, gwp, gwn are output to the drive unit DU. Here, the high-potential side operation signal g * p and the corresponding low-potential side operation signal g * n are complementary to each other. In other words, the high-potential side switching element S * p and the corresponding low-potential side switching element S * n are alternately turned on.

ここで、高電圧バッテリ12を備える高電圧システムと低電圧バッテリ16を備える低電圧システムとは、互いに絶縁されており、これらの間の信号の授受は、例えばフォトカプラ等の絶縁素子を備えるインターフェース14を介して行われる。   Here, the high-voltage system including the high-voltage battery 12 and the low-voltage system including the low-voltage battery 16 are insulated from each other, and transmission and reception of signals between them is an interface including an insulating element such as a photocoupler. 14 is performed.

図2に、上記ドライブユニットDUの構成を示す。   FIG. 2 shows the configuration of the drive unit DU.

図示されるように、ドライブユニットDUは、1チップ化された半導体集積回路であるドライブIC20を備えている。ドライブIC20は、端子電圧Vomの電源22を備え、これが、定電流用抵抗体24、PチャネルMOS電界効果トランジスタ(定電流用スイッチング素子26)を介して端子T1に接続されている。そして端子T1には、ゲート抵抗体28を介してスイッチング素子S*#のゲートが接続されている。   As shown in the figure, the drive unit DU includes a drive IC 20 that is a one-chip semiconductor integrated circuit. The drive IC 20 includes a power source 22 having a terminal voltage Vom, which is connected to the terminal T1 via a constant current resistor 24 and a P-channel MOS field effect transistor (constant current switching element 26). The gate of the switching element S * # is connected to the terminal T1 through the gate resistor 28.

一方、上記端子T1は、放電用スイッチング素子30を介して端子T2に接続されている。そして、端子T2は、スイッチング素子S*#の出力端子(エミッタ)に接続されている。   On the other hand, the terminal T1 is connected to the terminal T2 through the discharging switching element 30. The terminal T2 is connected to the output terminal (emitter) of the switching element S * #.

上記定電流用抵抗体24と定電流用スイッチング素子26との間には、オペアンプ32の反転入力端子が接続されており、オペアンプ32の非反転入力端子には、基準電源31の基準電圧Vrefが印加されている。そして、オペアンプ32の出力端子には、スイッチング素子34を介して定電流用スイッチング素子26のゲートが接続されている。これにより、オペアンプ32の出力端子と定電流用スイッチング素子26のゲートとが接続される場合、オペアンプ32の反転入力端子と非反転入力端子との電圧を同一とするように、定電流用スイッチング素子26のゲートの電圧が操作される。これにより、定電流用抵抗体24の電圧降下量は、目標値(Vom−Vref)に操作されることとなり、ひいてはスイッチング素子S*#のゲートの充電電流を一定値に制御することができる。   An inverting input terminal of an operational amplifier 32 is connected between the constant current resistor 24 and the constant current switching element 26, and the reference voltage Vref of the reference power supply 31 is connected to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 32. Applied. The output terminal of the operational amplifier 32 is connected to the gate of the constant current switching element 26 via the switching element 34. Thus, when the output terminal of the operational amplifier 32 and the gate of the constant current switching element 26 are connected, the constant current switching element is set so that the voltages at the inverting input terminal and the non-inverting input terminal of the operational amplifier 32 are the same. 26 gate voltages are manipulated. As a result, the voltage drop amount of the constant current resistor 24 is manipulated to the target value (Vom−Vref), and as a result, the charging current of the gate of the switching element S * # can be controlled to a constant value.

このように本実施形態では、スイッチング素子S*#のゲートの充電処理を定電流制御によって行なっている。一方、ゲートの放電処理については、ゲートおよびエミッタ間をゲート抵抗体28を介して接続することで、ゲート抵抗体28によって放電電流を制限しつつ行う。ここで、ゲート抵抗体28の抵抗値R2は、放電電流を制限するうえで適切な値に調節されるものの、充電処理によってはその制約を受けない。なぜなら、充電処理は、定電流制御によってなされるからである。   Thus, in the present embodiment, the charging process of the gate of the switching element S * # is performed by constant current control. On the other hand, the gate discharge process is performed while limiting the discharge current by the gate resistor 28 by connecting the gate and the emitter via the gate resistor 28. Here, the resistance value R2 of the gate resistor 28 is adjusted to an appropriate value for limiting the discharge current, but is not limited by the charging process. This is because the charging process is performed by constant current control.

ちなみに、定電流制御の制御性は、スイッチング素子S*#のゲートおよびエミッタ間電圧(ゲート電圧Vge)が上昇することで低下する。これは、一定電流によるゲート抵抗体28での電圧降下量と、定電流用スイッチング素子26での電圧降下量の最小値(ソースドレイン間電圧Vds)と、ゲート電圧Vgeとの和が、基準電圧Vref以上となる場合には、定電流用スイッチング素子26のゲート電圧の操作によっては電流値を一定値に制御できなくなるからである。そこで、本実施形態では、スイッチング素子S*#が正常に駆動される場合の電流Icの最大値Imaxを飽和電流とするゲート電圧(最大電圧Vmax)までは定電流制御の制御性が低下しないように、電源22の電圧Vomの設定を以下としている。
R2・(Vom−Vref)/R1+Vmax+Vds≦Vref
上記の式においては、定電流用抵抗体24の抵抗値R1を用いている。なお、上記第1項は、ゲート抵抗体28の電圧降下量である。
Incidentally, the controllability of the constant current control decreases as the gate-emitter voltage (gate voltage Vge) of the switching element S * # increases. This is because the sum of the voltage drop amount at the gate resistor 28 due to a constant current, the minimum value of the voltage drop amount at the constant current switching element 26 (source-drain voltage Vds), and the gate voltage Vge is the reference voltage. This is because when the voltage is Vref or higher, the current value cannot be controlled to a constant value depending on the operation of the gate voltage of the constant current switching element 26. Therefore, in the present embodiment, the controllability of the constant current control does not deteriorate until the gate voltage (maximum voltage Vmax) in which the maximum value Imax of the current Ic when the switching element S * # is normally driven is a saturation current. In addition, the setting of the voltage Vom of the power source 22 is as follows.
R2 · (Vom−Vref) / R1 + Vmax + Vds ≦ Vref
In the above equation, the resistance value R1 of the constant current resistor 24 is used. The first term is the voltage drop amount of the gate resistor 28.

上記放電用スイッチング素子30や、スイッチング素子34は、ドライブIC20内の駆動制御部36によって操作される。すなわち、駆動制御部36では、端子T3およびスリーステートバッファ38を介して入力される上記操作信号g*#に基づき、スイッチング素子34および放電用スイッチング素子30を相補的にオン・オフすることでスイッチング素子S*#を駆動する。すなわち、操作信号g*#がオン操作指令となることで、スイッチング素子34をオンして且つ放電用スイッチング素子30をオフし、操作信号g*#がオフ操作指令となることで、スイッチング素子34をオフして且つ放電用スイッチング素子30をオンする。   The discharge switching element 30 and the switching element 34 are operated by a drive control unit 36 in the drive IC 20. That is, in the drive control unit 36, switching is performed by complementarily turning on and off the switching element 34 and the discharging switching element 30 based on the operation signal g * # input via the terminal T3 and the three-state buffer 38. Drive element S * #. That is, when the operation signal g * # becomes an on operation command, the switching element 34 is turned on and the discharge switching element 30 is turned off, and when the operation signal g * # becomes an off operation command, the switching element 34 And the discharge switching element 30 is turned on.

上記スイッチング素子S*#のゲートは、ソフト遮断用抵抗体40を介して端子T4に接続されており、端子T4は、ソフト遮断用スイッチング素子42を介して端子T2に接続されている。   The gate of the switching element S * # is connected to the terminal T4 via the soft cutoff resistor 40, and the terminal T4 is connected to the terminal T2 via the soft cutoff switching element.

また、上記端子T1は、ツェナーダイオード44およびクランプ用スイッチング素子46の直列接続体を介して端子T2に接続されている。ここで、ツェナーダイオード44のブレークダウン電圧は、スイッチング素子S*#に過度の電流が流れない程度にスイッチング素子S*#のゲート電圧を制限するものである。   The terminal T1 is connected to the terminal T2 via a series connection body of the Zener diode 44 and the clamping switching element 46. Here, the breakdown voltage of the Zener diode 44 limits the gate voltage of the switching element S * # to such an extent that an excessive current does not flow through the switching element S * #.

一方、上記スイッチング素子S*#は、その入力端子(コレクタ)および出力端子(エミッタ)間に流れる電流(コレクタ電流)と相関を有する微少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、抵抗体50,51の直列接続体を介してエミッタに電気的に接続されている。これにより、センス端子Stから出力される電流によって抵抗体51に電圧降下が生じるため、抵抗体51による電圧降下量を、スイッチング素子S*#の入力端子および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することができる。   On the other hand, the switching element S * # includes a sense terminal St that outputs a minute current having a correlation with a current (collector current) flowing between its input terminal (collector) and output terminal (emitter). The sense terminal St is electrically connected to the emitter via a series connection body of resistors 50 and 51. As a result, a voltage drop occurs in the resistor 51 due to the current output from the sense terminal St. Therefore, the voltage drop amount due to the resistor 51 has a correlation with the current flowing between the input terminal and the output terminal of the switching element S * #. It can be an electrical state quantity.

上記抵抗体51による電圧降下量は、端子T5を介して、コンパレータ52の非反転入力端子に取り込まれる。一方、コンパレータ52の反転入力端子には、閾値電源54の閾値電圧Vthが印加されている。これにより、コレクタ電流が閾値電流以上となることで、コンパレータ52の出力信号が論理「L」から論理「H」に反転する。コンパレータ52の出力する論理「H」の信号は、クランプ用スイッチング素子46に印加されるとともに、ディレイ56に取り込まれる。ディレイ56は、入力信号が所定時間に渡って論理「H」となることで、フェール信号FLを出力する。フェール信号FLは、スイッチング素子S*#を強制的にオフ状態とすべく、OR回路58を介してソフト遮断用スイッチング素子42をオン操作したり、定電流用スイッチング素子26および放電用スイッチング素子30の駆動を停止させるべく駆動制御部36に指令するものである。   The amount of voltage drop due to the resistor 51 is taken into the non-inverting input terminal of the comparator 52 via the terminal T5. On the other hand, the threshold voltage Vth of the threshold power supply 54 is applied to the inverting input terminal of the comparator 52. Accordingly, when the collector current becomes equal to or greater than the threshold current, the output signal of the comparator 52 is inverted from the logic “L” to the logic “H”. The logic “H” signal output from the comparator 52 is applied to the clamp switching element 46 and is taken into the delay 56. The delay 56 outputs a fail signal FL when the input signal becomes logic “H” for a predetermined time. The fail signal FL turns on the soft shut-off switching element 42 via the OR circuit 58 to force the switching element S * # to be in the OFF state, or the constant current switching element 26 and the discharge switching element 30. The drive control unit 36 is instructed to stop the drive.

こうした構成によれば、スイッチング素子S*#を過電流が流れる場合には、まずクランプ用スイッチング素子46のオン操作に伴ってツェナーダイオード44がオン状態とされることで、スイッチング素子S*#のゲート電圧が低下する。これにより、スイッチング素子S*#を流れる電流を制限することができる。そしてその後、過電流が所定時間継続する場合には、ソフト遮断用スイッチング素子42がオン状態とされることから、スイッチング素子S*#が強制的にオフとされる。   According to such a configuration, when an overcurrent flows through the switching element S * #, first, the Zener diode 44 is turned on in accordance with the ON operation of the clamping switching element 46, so that the switching element S * # The gate voltage decreases. Thereby, the electric current which flows through switching element S * # can be restrict | limited. After that, when the overcurrent continues for a predetermined time, the switching element S * # is forcibly turned off because the soft cutoff switching element 42 is turned on.

これにより、コレクタ電流が閾値以上となる状態が所定時間以上継続することで、ソフト遮断用スイッチング素子42がオンとされ、ソフト遮断用抵抗体40を介してスイッチング素子S*#のゲートの電荷が放電される。ここで、ソフト遮断用抵抗体40は、放電経路の抵抗値を高抵抗とするためのものである。これは、コレクタ電流が過大である状況下にあっては、スイッチング素子S*#をオン状態からオフ状態へと切り替える速度、換言すればコレクタおよびエミッタ間の遮断速度を大きくすると、サージが過大となるおそれがあることに鑑みたものである。このため、コレクタ電流が閾値以上となると判断される状況下にあっては、ゲート抵抗体28および放電用スイッチング素子30を備える放電経路よりも抵抗値の大きい経路によってスイッチング素子S*#のゲートを放電させる。   As a result, the state where the collector current is equal to or greater than the threshold value continues for a predetermined time or longer, so that the soft cutoff switching element 42 is turned on, and the charge of the gate of the switching element S * # is transferred via the soft cutoff resistor 40. Discharged. Here, the soft-blocking resistor 40 is used to increase the resistance value of the discharge path. This is because, under a situation where the collector current is excessive, if the speed at which the switching element S * # is switched from the on state to the off state, in other words, the cutoff speed between the collector and the emitter is increased, the surge will be excessive. This is in view of the possibility of becoming. For this reason, under the situation where the collector current is determined to be equal to or greater than the threshold value, the gate of the switching element S * # is connected by a path having a larger resistance value than the discharge path including the gate resistor 28 and the discharge switching element 30. Discharge.

なお、フェール信号FLは、端子T8を介して低電圧システム(制御装置18)に出力される。また、このフェール信号FLによって、先の図1に示すフェール処理部14aでは、インバータINVやコンバータCNVをシャットダウンする。ちなみに、フェール処理部14aの構成は、例えば特開2009−60358号公報の図3に記載のものとすればよい。   The fail signal FL is output to the low voltage system (control device 18) via the terminal T8. In addition, the fail signal FL shuts down the inverter INV and the converter CNV in the fail processing unit 14a shown in FIG. Incidentally, the configuration of the fail processing unit 14a may be, for example, as shown in FIG. 3 of Japanese Patent Laid-Open No. 2009-60358.

上記ドライブユニットDUは、さらに、スイッチング素子S*#のゲートおよびエミッタ間を短絡するためのNチャネルMOS型電界効果トランジスタ(オフ保持用スイッチング素子62)を備えている。オフ保持用スイッチング素子62は、スイッチング素子S*#のゲートおよびエミッタ間を低抵抗にて接続すべく、スイッチング素子S*#に極力近接して設けられている。そして、スイッチング素子S*#のゲートおよびエミッタ間を接続させる経路のうち、オフ保持用スイッチング素子62を備える経路のインピーダンスは、ゲート抵抗体28を備える経路のインピーダンスよりも低くなるように設定されている。これは、上記操作信号g*#に応じてスイッチング素子S*#がオフ状態とされている際、スイッチング素子S*#の入力端子(コレクタ)や出力端子(エミッタ)とゲートとの間の寄生容量を介してゲートに高周波ノイズが重畳することでスイッチング素子S*#が誤ってオン状態となることを回避するためのものである。   The drive unit DU further includes an N-channel MOS field effect transistor (off-holding switching element 62) for short-circuiting between the gate and emitter of the switching element S * #. The off-holding switching element 62 is provided as close as possible to the switching element S * # in order to connect the gate and emitter of the switching element S * # with a low resistance. Of the paths connecting the gate and the emitter of the switching element S * #, the impedance of the path including the off-holding switching element 62 is set to be lower than the impedance of the path including the gate resistor 28. Yes. This is because when the switching element S * # is turned off in response to the operation signal g * #, the parasitic between the input terminal (collector) or output terminal (emitter) of the switching element S * # and the gate. This is to prevent the switching element S * # from being erroneously turned on due to the high frequency noise superimposed on the gate through the capacitor.

上記オフ保持用スイッチング素子62のゲートは、端子T6を介して、ドライブIC20内のオフ保持回路64に接続されている。オフ保持回路64は、端子T1に印加される電圧に基づき、スイッチング素子S*#のゲート電圧をモニタし、この電圧が所定電圧となることで、オフ保持用スイッチング素子62をオン操作する処理を行うものである。また、駆動制御部36から放電用スイッチング素子30のゲートに出力される信号をモニタし、放電用スイッチング素子30がオフ操作されることに同期してオフ保持用スイッチング素子62をオフ操作する処理を行うものでもある。   The gate of the off-holding switching element 62 is connected to an off-holding circuit 64 in the drive IC 20 via a terminal T6. The off hold circuit 64 monitors the gate voltage of the switching element S * # based on the voltage applied to the terminal T1, and performs a process of turning on the off hold switching element 62 when this voltage becomes a predetermined voltage. Is what you do. Further, a signal output from the drive control unit 36 to the gate of the discharge switching element 30 is monitored, and a process for turning off the off-holding switching element 62 in synchronization with the discharge switching element 30 being turned off. It is also something to do.

上記ドライブIC20は、さらに、スイッチング素子S*#を正常に駆動することができない異常(駆動異常)の有無を判断する異常判断部72を備えている。異常判断部72は、ゲート抵抗体28を流れる電流に基づき、駆動異常の有無を判断する。詳しくは、ゲート抵抗体28のうちスイッチング素子S*#のゲート側の端部は、端子T7に接続されている。これにより、端子T1,T7の電位差は、ゲート抵抗体28の電圧降下量となる。そしてこれは、差動増幅回路70の出力電圧Vgiに変換されて異常判断部72に入力される。異常判断部72では、出力電圧Vgiに基づき、駆動異常の有無を判断する。   The drive IC 20 further includes an abnormality determination unit 72 that determines whether there is an abnormality (driving abnormality) in which the switching element S * # cannot be normally driven. The abnormality determination unit 72 determines the presence or absence of drive abnormality based on the current flowing through the gate resistor 28. Specifically, the end of the gate element 28 on the gate side of the switching element S * # is connected to the terminal T7. Thereby, the potential difference between the terminals T1 and T7 becomes the voltage drop amount of the gate resistor 28. This is converted into the output voltage Vgi of the differential amplifier circuit 70 and input to the abnormality determination unit 72. The abnormality determination unit 72 determines whether there is a drive abnormality based on the output voltage Vgi.

そして駆動異常があると判断される場合、OR回路60および端子T8を介して、先の図1に示したフェール処理部14aにフェール信号FLを出力することで、インバータINVやコンバータCNVをシャットダウンする。また、フェール信号FLをスリーステートバッファ38に出力することで、操作信号g*#の入力を遮断する。また、フェール信号FLを駆動制御部36に出力することで、スイッチング素子34をオフ操作する。さらに、フェール信号FLをOR回路58に出力することで、ソフト遮断用スイッチング素子42をオン状態とする。   If it is determined that there is a drive abnormality, the inverter INV and the converter CNV are shut down by outputting the fail signal FL to the fail processing unit 14a shown in FIG. 1 via the OR circuit 60 and the terminal T8. . Further, by outputting the fail signal FL to the three-state buffer 38, the input of the operation signal g * # is blocked. In addition, the switching element 34 is turned off by outputting the fail signal FL to the drive control unit 36. Further, the fail signal FL is output to the OR circuit 58, whereby the soft cutoff switching element 42 is turned on.

図3に、異常判断部72による異常判断処理の手順を示す。この処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。   FIG. 3 shows a procedure of abnormality determination processing by the abnormality determination unit 72. This process is repeatedly executed at a predetermined cycle, for example.

この一連の処理では、まずステップS10において、操作信号g*#がオン操作指令からオフ操作指令に切り替わったところであるか否かを判断する。そしてステップS10において肯定判断される場合、ステップS12において、ゲートの充電処理によってゲート抵抗体28に流れる電流を検出する期間を計時するタイマTによって、計時動作を行う。続くステップS14では、タイマTが閾値時間Tth1以上であるか否かを判断する。この処理は、充電処理に際してゲート抵抗体28を流れる電流の検出に基づく駆動異常の有無の判断処理を終了するか否かの判断のためのものである。ここで閾値時間Tth1は、ゲートの充電が完了すると想定される時間以下の時間に設定されるものであり、特に定電流制御の制御性が低下すると想定されるまでに要する時間以下に設定されることが望ましい。   In this series of processes, first, in step S10, it is determined whether or not the operation signal g * # has been switched from an on operation command to an off operation command. If the determination in step S10 is affirmative, in step S12, the timer T counts the period during which the current flowing through the gate resistor 28 is detected by the gate charging process. In a succeeding step S14, it is determined whether or not the timer T is equal to or longer than a threshold time Tth1. This process is for determining whether or not to end the process for determining whether there is a drive abnormality based on the detection of the current flowing through the gate resistor 28 during the charging process. Here, the threshold time Tth1 is set to a time that is less than or equal to the time when the charging of the gate is expected to be completed, and is particularly set to be less than or equal to the time required until the controllability of the constant current control is assumed to deteriorate. It is desirable.

上記ステップS14において否定判断される場合、ステップS16において、差動増幅回路70の出力電圧Vgiが、充電側小電流閾値VthL1以上であって且つ充電側大電流閾値VthH1以下であるか否かを判断する。この処理は、駆動異常の有無を判断するためのものである。ここで、充電側小電流閾値VthL1は、充電処理時においてゲート抵抗体28を流れる実際の電流量が想定される電流値よりも過度に小さいことを判断するためのものである。こうした事態は、たとえば定電流用スイッチング素子26が常時開状態となるオープン異常によって生じうる。一方、充電側大電流閾値VthH1は、充電処理時においてゲート抵抗体28を流れる実際の電流量が想定される電流値よりも過度に大きいことを判断するためのものである。こうした事態は、たとえば定電流用スイッチング素子26が常時閉状態となるショート異常等によって生じうる。なお、このステップS16において肯定判断される場合、ステップS12に戻る。   When a negative determination is made in step S14, it is determined in step S16 whether or not the output voltage Vgi of the differential amplifier circuit 70 is equal to or higher than the charging side small current threshold VthL1 and equal to or lower than the charging side large current threshold VthH1. To do. This process is for determining the presence or absence of drive abnormality. Here, the charging-side small current threshold VthL1 is for determining that the actual amount of current flowing through the gate resistor 28 during the charging process is excessively smaller than the assumed current value. Such a situation may be caused by, for example, an open abnormality in which the constant current switching element 26 is normally open. On the other hand, the charging-side large current threshold VthH1 is for determining that the actual amount of current flowing through the gate resistor 28 during the charging process is excessively larger than the assumed current value. Such a situation can occur, for example, due to a short circuit abnormality in which the constant current switching element 26 is normally closed. If a positive determination is made in step S16, the process returns to step S12.

一方、上記ステップS14において肯定判断される場合、ステップS18において、タイマTを初期化する。   On the other hand, if a positive determination is made in step S14, the timer T is initialized in step S18.

そしてステップS18の処理が完了する場合や,上記ステップS10において否定判断される場合には、ステップS20において、操作信号g*#がオフ操作指令からオン操作指令に切り替わったところであるか否かを判断する。そしてステップS20において肯定判断される場合、ステップS22において、ゲートの放電処理によってゲート抵抗体28に流れる電流を検出する期間を計時するタイマTによって、計時動作を行う。続くステップS24では、タイマTが閾値時間Tth2以上であるか否かを判断する。この処理は、放電処理に際してゲート抵抗体28を流れる電流の検出に基づく駆動異常の有無の判断処理を終了するか否かの判断のためのものである。ここで閾値時間Tth2は、ゲートの放電処理が完了すると想定されるまでに要する時間以下に設定される。   When the process of step S18 is completed or when a negative determination is made in step S10, it is determined in step S20 whether or not the operation signal g * # has been switched from the off operation command to the on operation command. To do. If the determination in step S20 is affirmative, in step S22, the timer T counts the period during which the current flowing through the gate resistor 28 is detected by the gate discharge process, and the timing operation is performed. In a succeeding step S24, it is determined whether or not the timer T is equal to or longer than a threshold time Tth2. This process is for determining whether or not to end the process of determining whether there is a drive abnormality based on the detection of the current flowing through the gate resistor 28 during the discharge process. Here, the threshold time Tth2 is set to be equal to or shorter than the time required for completing the gate discharge process.

上記ステップS24において否定判断される場合、ステップS26において、差動増幅回路70の出力電圧Vgiの符号を反転させたものが、放電側小電流閾値VthL2以上であって且つ放電側大電流閾値VthH2以下であるか否かを判断する。この処理は、駆動異常の有無を判断するためのものである。ここで、放電側小電流閾値VthL2は、放電処理時においてゲート抵抗体28を流れる実際の電流量が想定される電流値よりも過度に小さいことを判断するためのものである。こうした事態は、たとえば放電用スイッチング素子30が常時開状態となるオープン異常によって生じうる。一方、放電側大電流閾値VthH2は、放電処理時においてゲート抵抗体28を流れる実際の電流量が想定される電流値よりも過度に大きいことを判断するためのものである。こうした事態は、たとえば電源22と端子T1とのショート等によって生じうる。なお、このステップS26において肯定判断される場合、ステップS22に戻る。   If a negative determination is made in step S24, the result of inverting the sign of the output voltage Vgi of the differential amplifier circuit 70 in step S26 is equal to or greater than the discharge side small current threshold VthL2 and equal to or less than the discharge side large current threshold VthH2. It is determined whether or not. This process is for determining the presence or absence of drive abnormality. Here, the discharge-side small current threshold VthL2 is for determining that the actual amount of current flowing through the gate resistor 28 during the discharge process is excessively smaller than the assumed current value. Such a situation may be caused by, for example, an open abnormality in which the discharge switching element 30 is normally open. On the other hand, the discharge-side large current threshold VthH2 is for determining that the actual amount of current flowing through the gate resistor 28 during the discharge process is excessively larger than the assumed current value. Such a situation may occur, for example, due to a short circuit between the power supply 22 and the terminal T1. If a positive determination is made in step S26, the process returns to step S22.

一方、上記ステップS24において肯定判断される場合、ステップS28において、タイマTを初期化する。また上記ステップS16、S26において否定判断される場合、ステップS30において、駆動異常がある旨判定するとともに、フェールセーフ処理を行う。すなわち、まず第1に、スイッチング素子34をオフ操作した後、ソフト遮断用スイッチング素子42をオン操作する。第2に、スリーステートバッファ38を操作することで、操作信号g*#の入力を遮断する。第3に、フェール信号FLを出力する。このフェール信号FLにより、制御装置18から出力される操作信号g*#の値にかかわらず、インターフェース14内において、ドライブユニットDUに入力される操作信号g*#の論理値が常時オフ操作指令に対応したものに固定される。これにより、インバータINVやコンバータCNVがシャットダウンされる。また、制御装置18側で駆動異常が生じたことを把握することができ、ひいては制御装置18からユーザにその旨を通知することができる。   On the other hand, when a positive determination is made in step S24, the timer T is initialized in step S28. When a negative determination is made in steps S16 and S26, it is determined in step S30 that there is a drive abnormality and a fail safe process is performed. That is, first, after the switching element 34 is turned off, the soft cutoff switching element 42 is turned on. Secondly, by operating the three-state buffer 38, the input of the operation signal g * # is blocked. Third, a fail signal FL is output. By this fail signal FL, the logical value of the operation signal g * # input to the drive unit DU corresponds to the always-off operation command in the interface 14 regardless of the value of the operation signal g * # output from the control device 18. It is fixed to what you did. Thereby, the inverter INV and the converter CNV are shut down. Further, it is possible to grasp that a drive abnormality has occurred on the control device 18 side, and as a result, the control device 18 can notify the user to that effect.

なお、上記ステップS28,S30の処理が完了する場合や、ステップS20において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。   In addition, when the process of said step S28, S30 is completed, or when negative determination is made in step S20, this series of processes is once complete | finished.

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)ゲート抵抗体28を流れる電流を用いることで、スイッチング素子S*#を駆動する機能に異常があるか否かを判断することができる。   (1) By using the current flowing through the gate resistor 28, it can be determined whether or not there is an abnormality in the function of driving the switching element S * #.

(2)ゲート抵抗体28の両端に接続された差動増幅回路70の出力電圧Vgiに基づき、駆動異常の有無を判断した。これにより、電流の検出結果に対するノイズの影響を好適に抑制することができる。   (2) Based on the output voltage Vgi of the differential amplifier circuit 70 connected to both ends of the gate resistor 28, the presence / absence of drive abnormality was determined. Thereby, the influence of the noise with respect to the detection result of an electric current can be suppressed suitably.

(3)スイッチング素子S*#のゲートに正の電荷を充電するための充電経路およびゲートから正の電荷を放電させるための放電経路の双方によって、ゲート抵抗体28を共有した。これにより、充電期間において流れる電流と放電期間において流れる電流との双方を単一の抵抗体の電圧降下量として検出することができる。   (3) The gate resistor 28 is shared by both the charging path for charging positive charges to the gate of the switching element S * # and the discharging path for discharging positive charges from the gate. Thereby, both the current flowing during the charging period and the current flowing during the discharging period can be detected as a voltage drop amount of a single resistor.

(4)充電処理を定電流制御として行うことで、ゲート抵抗体28の抵抗値R2を放電速度の調節のみのために設定することができる。   (4) By performing the charging process as constant current control, the resistance value R2 of the gate resistor 28 can be set only for adjusting the discharge rate.

(5)ゲート抵抗体28とは別に定電流用抵抗体24を備えた。これにより、充電側小電流閾値VthL1や充電側大電流閾値VthH1の設定によっては、定電流用抵抗体24の抵抗値R1の異常についてもこれを検出することができる。これに対し、ゲート抵抗体28と定電流用抵抗体24とを共有した場合、定電流用抵抗体24の抵抗値が変化してもその電圧降下量は目標値に制御されるため、異常を検出できないおそれがある。   (5) A constant current resistor 24 is provided separately from the gate resistor 28. Thereby, depending on the setting of the charging side small current threshold VthL1 and the charging side large current threshold VthH1, it is possible to detect an abnormality in the resistance value R1 of the constant current resistor 24. On the other hand, when the gate resistor 28 and the constant current resistor 24 are shared, the voltage drop amount is controlled to the target value even if the resistance value of the constant current resistor 24 changes. May not be detected.

(6)スイッチング素子S*#に正常時に流れる電流の最大値Imaxを飽和電流とするゲート電圧(最大電圧Vmax)までは、定電流制御を行うことが可能な設定とした。これにより、スイッチング素子S*#が正常に駆動される場合には、ミラー期間を過ぎるまで定電流制御を行うことができ、ひいてはスイッチング損失を低減することができる。   (6) The constant current control can be performed up to the gate voltage (maximum voltage Vmax) in which the maximum value Imax of the current that normally flows through the switching element S * # is the saturation current. Thereby, when the switching element S * # is normally driven, constant current control can be performed until the mirror period is passed, and thus switching loss can be reduced.

(7)スイッチング素子S*#を駆動する機能に異常がある旨判断される場合、ソフト遮断用スイッチング素子42をオン操作した。これにより、スイッチング素子S*#がオン状態であったとしても、これを強制的にオフするに際してのサージを好適に抑制することができる。   (7) When it is determined that there is an abnormality in the function of driving the switching element S * #, the soft cutoff switching element 42 is turned on. Thereby, even when the switching element S * # is in the on state, it is possible to suitably suppress a surge when the switching element S * # is forcibly turned off.

(8)スイッチング素子S*#を駆動する機能に異常がある旨判断される場合、スリーステートバッファ38によって駆動制御部36への操作信号g*#の入力を遮断した。これにより、スイッチング素子S*#がオン操作指令によってオン操作される事態を確実に回避することができる。
<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
(8) When it is determined that there is an abnormality in the function of driving the switching element S * #, the input of the operation signal g * # to the drive control unit 36 is blocked by the three-state buffer 38. Thus, it is possible to reliably avoid the situation where the switching element S * # is turned on by the on operation command.
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

図4に、本実施形態にかかる異常判断部72による異常判断処理の手順を示す。この処理は、たとえば所定周期で繰り返し実行される。なお、図4に示す処理のうち先の図3に示した処理に対応するものについては、便宜上同一のステップ番号を付している。   FIG. 4 shows a procedure of abnormality determination processing by the abnormality determination unit 72 according to the present embodiment. This process is repeatedly executed at a predetermined cycle, for example. 4 that correspond to the processes shown in FIG. 3 are given the same step numbers for the sake of convenience.

図示されるように、本実施形態では、駆動異常が生じる場合、ステップS30aにおいて、オフ保持用スイッチング素子62をオン操作する。この処理は、フェール処理部14aがインバータINVやコンバータCNVをシャットダウンしない構成の場合には、特に有効である。すなわちこの場合、スイッチング素子S*#のうち駆動異常が生じていないものについては、フェールセーフ処理等によって駆動が継続されうる。そしてこの場合、駆動異常を生じたドライブユニットDUに混入するノイズによって、駆動対象とするスイッチング素子S*#の誤動作が誘発されるおそれがある。こうした事態は、オフ保持用スイッチング素子62をオン状態に維持することで好適に回避することができる。
<第3の実施形態>
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
As shown in the figure, in the present embodiment, when a drive abnormality occurs, the off-holding switching element 62 is turned on in step S30a. This process is particularly effective when the fail processing unit 14a is configured not to shut down the inverter INV and the converter CNV. In other words, in this case, the switching element S * # that does not have a driving abnormality can be continuously driven by fail-safe processing or the like. In this case, the malfunction of the switching element S * # to be driven may be induced by noise mixed in the drive unit DU in which the drive abnormality has occurred. Such a situation can be suitably avoided by maintaining the off-holding switching element 62 in the on state.
<Third Embodiment>
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

図5に、上記ドライブユニットDUの構成を示す。なお、図5において、先の図2に示した部材に対応するものについては便宜上同一の符号を付している。   FIG. 5 shows the configuration of the drive unit DU. In FIG. 5, the same reference numerals are given for the sake of convenience corresponding to the members shown in FIG.

図示されるように、本実施形態では、端子T1に定電流用スイッチング素子26を接続して且つ端子T7に放電用スイッチング素子30を接続することで、充電経路と放電経路とでドライブIC20の端子を各別のものとする。   As shown in the figure, in this embodiment, the constant current switching element 26 is connected to the terminal T1, and the discharge switching element 30 is connected to the terminal T7, so that the terminal of the drive IC 20 is connected to the charging path and the discharging path. Are different from each other.

この場合であっても、たとえば放電処理時においてゲート抵抗体28を流れる電流に基づき駆動異常の有無を判断することができる。すなわち、放電処理時においてゲート抵抗体28を流れる電流が過度に小さい場合、放電用スイッチング素子30や定電流用スイッチング素子26が常時開状態となるオープン異常等が生じたと考えられる。また、放電処理時においてゲート抵抗体28を流れる電流が過度に大きい場合、定電流用スイッチング素子26が常時閉状態となるショート異常等が生じたと考えられる。   Even in this case, for example, the presence or absence of drive abnormality can be determined based on the current flowing through the gate resistor 28 during the discharge process. That is, it is considered that when the current flowing through the gate resistor 28 is excessively small during the discharge process, an open abnormality or the like in which the discharge switching element 30 or the constant current switching element 26 is normally open occurs. Further, if the current flowing through the gate resistor 28 is excessively large during the discharge process, it is considered that a short circuit abnormality has occurred in which the constant current switching element 26 is normally closed.

こうした処理は、放電用スイッチング素子30がオン状態である期間のうち電流が流れると想定される期間において行なえばよい。もっともこれに限らず、たとえば、放電用スイッチング素子30がオン状態である期間のうち電流が流れると想定される期間を経過した後に行なってもよい。すなわち、たとえばこのときの電流がゼロでない場合、定電流用スイッチング素子26が常時閉状態となるショート異常等が生じたと考えられる。   Such a process may be performed in a period in which a current flows in a period in which the discharge switching element 30 is in an on state. However, the present invention is not limited to this. For example, the discharge switching element 30 may be performed after a period during which a current is expected to flow out of a period in which the discharge switching element 30 is in an on state. That is, for example, when the current at this time is not zero, it is considered that a short circuit abnormality in which the constant current switching element 26 is normally closed has occurred.

もっとも、放電用スイッチング素子30がオン状態である期間に限らず、オフ操作されているときにゲート抵抗体28に電流が流れる場合に、放電用スイッチング素子30が常時閉状態となるショート異常等が生じたと判断してもよい。
<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
However, not only during the period in which the discharge switching element 30 is in the on state, but when a current flows through the gate resistor 28 when the discharge switching element 30 is being turned off, there is a short circuit abnormality in which the discharge switching element 30 is normally closed. It may be determined that it has occurred.
<Other embodiments>
Each of the above embodiments may be modified as follows.

「判断手段について」
上記各実施形態において、閾値時間Tth1,Tth2における電圧Vgiに限らず、オン操作指令への切替からオフ操作指令への切替までの期間や、オフ操作指令への切替からオン操作指令への切替までの期間における電圧Vgiに基づき、異常の有無を判断してもよい。
About judgment means
In each of the above embodiments, not only the voltage Vgi at the threshold times Tth1 and Tth2, but also the period from switching to the on operation command to switching to the off operation command, or from switching to the off operation command to switching to the on operation command. The presence or absence of abnormality may be determined based on the voltage Vgi during the period.

上記各実施形態において、ゲート抵抗体28を介して電流が流れている時間に基づき異常の有無を判断してもよい。これにより、たとえば放電用スイッチング素子30がオン状態となる全期間にわたってゲート抵抗体28に電流が流れることに基づき、定電流用スイッチング素子26にショート異常等が生じていると判断することができる。   In each of the above embodiments, the presence / absence of an abnormality may be determined based on the time during which current flows through the gate resistor 28. Thereby, for example, it can be determined that a short circuit abnormality or the like has occurred in the constant current switching element 26 based on the current flowing through the gate resistor 28 over the entire period in which the discharge switching element 30 is in the ON state.

「検出手段について」
制限用抵抗体の両端の電位差を検出する差動増幅回路を備えるものに限らない。たとえば上記第3の実施形態(先の図5)において、放電用スイッチング素子30のオン状態時に限って異常の有無を判断するなら、端子T1の電位と、端子T2を基準とする所定の電位との大小を比較する手段を備えて構成してもよい。
About detection means
The present invention is not limited to the one provided with a differential amplifier circuit that detects a potential difference between both ends of the limiting resistor. For example, in the third embodiment (above FIG. 5), if it is determined whether or not there is an abnormality only when the discharge switching element 30 is in the ON state, the potential of the terminal T1 and the predetermined potential with respect to the terminal T2 are You may comprise with the means to compare the magnitude of.

なお、検出手段としては、ドライブIC20内に構成されるものに限らない。   Note that the detection means is not limited to one configured in the drive IC 20.

「定電流用抵抗体について」
上記第1の実施形態において、定電流用抵抗体をゲート抵抗体28と共有してもよい。この場合、ゲート抵抗体28がショートまたは断線しないまでも抵抗値が変化したとしても、その電圧降下量が目標値に制御されるため、抵抗値の変化についてはその異常を検出することができない。ただし、この場合であっても、ゲート抵抗体の断線、ショートや、定電流用スイッチング素子26、放電用スイッチング素子30の異常についてはこれを検出することができる。
"Constant current resistor"
In the first embodiment, the constant current resistor may be shared with the gate resistor 28. In this case, even if the resistance value changes even if the gate resistor 28 is not short-circuited or disconnected, the voltage drop amount is controlled to the target value, so that an abnormality cannot be detected for the change in resistance value. However, even in this case, it is possible to detect the disconnection or short circuit of the gate resistor and the abnormality of the constant current switching element 26 and the discharge switching element 30.

なお、定電流用抵抗体をドライブIC20に外付けしてもよい。   A constant current resistor may be externally attached to the drive IC 20.

「定電流制御手段について」
定電流用スイッチング素子としては、MOS電界効果トランジスタに限らず、たとえばバイポーラトランジスタであってもよい。
"Constant current control means"
The constant current switching element is not limited to a MOS field effect transistor, and may be, for example, a bipolar transistor.

定電流用スイッチング素子と、定電流用抵抗体の電圧降下量を目標値に制御すべく定電流用スイッチング素子の開閉制御端子を操作する操作手段とを備えるものにも限らない。たとえば、定電流ダイオードと、これに直列接続されたスイッチング素子とを備えるものであってもよい。   The present invention is not limited to the one provided with the constant current switching element and the operation means for operating the switching control terminal of the constant current switching element to control the voltage drop amount of the constant current resistor to the target value. For example, you may provide a constant current diode and the switching element connected in series with this.

なお、定電流制御手段によってゲートに正の電荷を充電するものに限らず、正の電荷を放電する(負の電荷を充電する)ものとしてもよい。   In addition, it is good also as what discharges a positive charge (charges a negative charge), not only what charges a positive charge to a gate by a constant current control means.

「定電流制御について」
上記各実施形態において、定電流制御に代えて、電源22とスイッチング素子S*#のゲートとの間を開閉するスイッチング素子を2値的に操作することで、いわゆる定電圧制御によってゲートに正の電荷を充電する処理を行なってもよい。
About constant current control
In each of the above embodiments, instead of the constant current control, the switching element that opens and closes between the power source 22 and the gate of the switching element S * # is operated in a binary manner, so that the gate is positively controlled by so-called constant voltage control. You may perform the process which charges an electric charge.

「フェールセーフ手段について」
上記第2の実施形態において、ソフト遮断用スイッチング素子42を強制的にオン操作して所定時間が経過した後にオフ保持用スイッチング素子62をオン状態に切り替え、この状態をフェールセーフ処理の行なわれている間中、保持するようにしてもよい。
"About fail-safe measures"
In the second embodiment, the soft-breaking switching element 42 is forcibly turned on and after a predetermined time has elapsed, the off-holding switching element 62 is switched to the on state, and this state is subjected to fail-safe processing. It may be held throughout.

たとえば第1の実施形態のように、フェール信号FLの出力によって全てのスイッチング素子S*#の操作信号g*#の入力がオフ操作指令とされる構成であるなら、スリーステートバッファ38を省いても操作信号g*#の入力を遮断したことになる。   For example, if the configuration is such that the input of the operation signal g * # of all the switching elements S * # is an OFF operation command by the output of the fail signal FL as in the first embodiment, the three-state buffer 38 is omitted. Also, the input of the operation signal g * # is cut off.

「駆動対象スイッチング素子について」
駆動対象スイッチング素子としては、IGBTに限らず、たとえばパワーMOS電界効果トランジスタ等であってもよい。この際、Nチャネルにも限らず、Pチャネルであってもよい。ただしこの場合、ソース電位に対してゲート電位を低下させることでオン状態となるため、ゲートに「負」の電荷を充電することで駆動対象スイッチング素子がオン状態となる。
"About switching elements to be driven"
The switching element to be driven is not limited to the IGBT but may be a power MOS field effect transistor, for example. At this time, not only the N channel but also the P channel may be used. However, in this case, since the gate potential is lowered with respect to the source potential, the on-state is turned on. Therefore, the driving target switching element is turned on by charging the gate with “negative” charge.

「そのほか」
・モータジェネレータ10としては、車載主機に限らず、たとえばシリーズハイブリッド車に搭載される発電機であってもよい。
"others"
The motor generator 10 is not limited to the in-vehicle main unit, but may be a generator mounted on a series hybrid vehicle, for example.

22…電源(直流電圧源の一実施形態)、26…定電流用スイッチング素子、28…ゲート抵抗体(制限用抵抗体の一実施形態)、S*#…スイッチング素子。   22 ... Power supply (one embodiment of DC voltage source), 26 ... Constant current switching element, 28 ... Gate resistor (one embodiment of limiting resistor), S * # ... Switching element.

Claims (15)

電圧制御形のスイッチング素子を駆動対象スイッチング素子とし、該駆動対象スイッチング素子のスイッチング状態を切り替えるべく、その開閉制御端子に正または負のいずれか一方の電荷を充電する処理を行うに際し、制限用抵抗体によって前記電荷の充電速度を制限するスイッチング素子の駆動回路において、
前記制限用抵抗体を流れる電流を検出する検出手段と、
該検出手段によって検出された電流に基づき、前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常があるか否かを判断する判断手段とを備えることを特徴とするスイッチング素子の駆動回路。
When a voltage-controlled switching element is used as a driving target switching element, and a process for charging either the positive or negative charge to the switching control terminal in order to switch the switching state of the driving target switching element, In the drive circuit of the switching element that limits the charge rate of the charge by the body,
Detecting means for detecting a current flowing through the limiting resistor;
A switching element drive circuit comprising: a determination unit that determines whether there is an abnormality in a function of driving the drive target switching element based on the current detected by the detection unit.
前記検出手段は、前記制限用抵抗体の両端に接続されて且つ該両端の電位差を検出する差動増幅回路を備えることを特徴とする請求項1記載のスイッチング素子の駆動回路。   2. The switching element drive circuit according to claim 1, wherein the detection means includes a differential amplifier circuit connected to both ends of the limiting resistor and detecting a potential difference between the both ends. 前記制限用抵抗体は、前記いずれか他方の電荷を前記開閉制御端子に充電するための充電経路および前記いずれか他方の電荷を前記開閉制御端子から放電するための放電経路の双方によって共有されるものであることを特徴とする請求項1または2記載のスイッチング素子の駆動回路。   The limiting resistor is shared by both a charging path for charging the other charge to the open / close control terminal and a discharge path for discharging the other charge from the open / close control terminal. 3. The switching element drive circuit according to claim 1, wherein the drive circuit is a switching element drive circuit. 前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に前記いずれか他方の電荷を充電するに際し、その充電経路内の電流を一定値に制御する定電流制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項3記載のスイッチング素子の駆動回路。   The constant current control means which controls the electric current in the charge path | route to the constant value when charging the said other charge to the switching control terminal of the said drive object switching element is characterized by the above-mentioned. Switching element drive circuit. 前記定電流制御手段は、
前記制限用抵抗体とは別に前記充電経路に設けられた定電流用抵抗体と、
該定電流用抵抗体に直列接続された定電流用スイッチング素子と、
前記定電流用抵抗体の電圧降下量が目標値となるように前記定電流用スイッチング素子の開閉制御端子を操作する操作手段と、
を備えることを特徴とする請求項4記載のスイッチング素子の駆動回路。
The constant current control means includes
A constant current resistor provided in the charging path separately from the limiting resistor,
A constant current switching element connected in series to the constant current resistor;
Operating means for operating the switching control terminal of the constant current switching element so that the voltage drop amount of the constant current resistor becomes a target value;
The switching element drive circuit according to claim 4, further comprising:
前記定電流制御手段は、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に前記いずれか他方の電荷を供給する直流電圧源を用いて、前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部および開閉制御端子間の電圧が前記直流電圧源の出力電圧になるまで前記いずれか他方の電荷を充電するものであり、
前記直流電圧源の出力電圧は、前記駆動対象スイッチング素子に正常時に流れる最大電流を飽和電流とする前記開閉制御端子の充電電圧までは、前記定電流制御を行うことが可能な電圧に設定されていることを特徴とする請求項5記載のスイッチング素子の駆動回路。
The constant current control means uses a DC voltage source that supplies the other charge to the open / close control terminal of the drive target switching element, and opens and closes one end of the current flow path of the drive target switching element Charging one of the other charges until the voltage between the control terminals becomes the output voltage of the DC voltage source,
The output voltage of the DC voltage source is set to a voltage capable of performing the constant current control until the charging voltage of the switching control terminal having a saturation current that is the maximum current that normally flows through the drive target switching element. 6. The switching element drive circuit according to claim 5, wherein:
前記いずれか他方の電荷を充電する充電経路と、
前記充電経路を開閉する充電用スイッチング素子と、
前記いずれか他方の電荷を放電する放電経路と、
前記放電経路を開閉する放電用スイッチング素子とをさらに備え、
前記充電用スイッチング素子、前記放電用スイッチング素子、前記検出手段および前記判断手段は、集積回路内に構成されるものであり、
前記充電用スイッチング素子と前記放電用スイッチング素子とは、前記集積回路の各別の端子を介して前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に接続されるものであり、
前記制限用抵抗体の両端部は、前記充電用スイッチング素子および前記放電用スイッチング素子のそれぞれに接続される前記集積回路の一対の端子を介して前記検出手段に接続されることを特徴とする請求項1または2記載のスイッチング素子の駆動回路。
A charging path for charging one of the other charges;
A charging switching element for opening and closing the charging path;
A discharge path for discharging one of the other charges;
A discharge switching element for opening and closing the discharge path;
The charging switching element, the discharging switching element, the detection means and the determination means are configured in an integrated circuit,
The charging switching element and the discharging switching element are connected to the open / close control terminal of the driving target switching element via different terminals of the integrated circuit,
The both ends of the limiting resistor are connected to the detection means via a pair of terminals of the integrated circuit connected to the charging switching element and the discharging switching element, respectively. Item 3. A driving circuit for a switching element according to Item 1 or 2.
前記判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の前記開閉制御端子に前記いずれか他方の電荷が充電される期間において前記制限用抵抗体に流れる電流が充電側大電流閾値を超える場合、前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断することを特徴とする請求項3〜6のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。   When the current flowing through the limiting resistor exceeds a charging-side large current threshold during a period in which the other charge is charged to the switching control terminal of the driving target switching element, the determination unit switches the driving target switching 7. The switching element drive circuit according to claim 3, wherein it is determined that there is an abnormality in a function of driving the element. 前記判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の前記開閉制御端子に前記いずれか他方の電荷が充電される期間において前記制限用抵抗体に流れる電流が充電側小電流閾値未満である場合、前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断することを特徴とする請求項3〜6,8のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。   When the current flowing through the limiting resistor is less than a charging side small current threshold during a period in which the other charge is charged to the switching control terminal of the driving target switching element, 9. The switching element drive circuit according to claim 3, wherein it is determined that the function of driving the switching element is abnormal. 前記判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の前記開閉制御端子から前記いずれか他方の電荷が放電される期間において前記制限用抵抗体に流れる電流が放電側大電流閾値を超える場合、前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断することを特徴とする請求項3〜9のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。   When the current flowing through the limiting resistor exceeds the discharge-side large current threshold during the period in which the other charge is discharged from the switching control terminal of the driving target switching element, the determination unit switches the driving target switching. The switching element drive circuit according to claim 3, wherein an abnormality is determined in a function of driving the element. 前記判断手段は、前記駆動対象スイッチング素子の前記開閉制御端子から前記いずれか他方の電荷が放電される期間において前記制限用抵抗体に流れる電流が放電側小電流閾値未満である場合、前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断することを特徴とする請求項3〜10のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。   When the current flowing through the limiting resistor is less than the discharge-side small current threshold during the period in which the other charge is discharged from the switching control terminal of the driving target switching element, The switching element drive circuit according to any one of claims 3 to 10, wherein it is determined that there is an abnormality in a function of driving the switching element. 前記放電経路は、前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部および開閉制御端子間を接続する経路であって且つ前記制限用抵抗体に直列接続された放電用スイッチング素子を備えて構成され、
前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部および開閉制御端子間を前記放電経路よりも小さい抵抗値の経路で接続する低抵抗経路と、
該低抵抗経路を開閉するオフ保持用スイッチング素子と、
前記判断手段によって前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断される場合、前記オフ保持用スイッチング素子をオン操作するフェールセーフ手段とを備えることを特徴とする請求項3〜11のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The discharge path includes a discharge switching element connected in series between the one end of the current flow path of the switching element to be driven and the open / close control terminal and connected in series to the limiting resistor. Configured,
A low resistance path that connects one end of the current flow path of the switching element to be driven and the open / close control terminal with a path having a smaller resistance value than the discharge path;
An off-holding switching element for opening and closing the low-resistance path;
The fail-safe means for turning on the off-holding switching element when the judgment means judges that there is an abnormality in the function of driving the drive target switching element. The drive circuit of the switching element of any one of Claims 1.
前記放電経路は、前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部および開閉制御端子間を接続する経路であって且つ前記制限用抵抗体に直列接続された放電用スイッチング素子を備えて構成され、
前記駆動対象スイッチング素子の電流の流通経路の一方の端部および開閉制御端子間を前記放電経路よりも大きい抵抗値の経路で接続する高抵抗経路と、
該高抵抗経路を開閉するソフト遮断用スイッチング素子と、
前記判断手段によって前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断される場合、前記ソフト遮断用スイッチング素子をオン操作するフェールセーフ手段とを備えることを特徴とする請求項3〜12のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The discharge path includes a discharge switching element connected in series between the one end of the current flow path of the switching element to be driven and the open / close control terminal and connected in series to the limiting resistor. Configured,
A high resistance path that connects between one end of the current flow path of the switching element to be driven and the open / close control terminal via a path having a resistance value larger than that of the discharge path;
A switching element for soft cutoff that opens and closes the high-resistance path;
The fail-safe means for turning on the soft shut-off switching element when the determination means determines that there is an abnormality in the function of driving the drive target switching element. The drive circuit of the switching element of any one of Claims 1.
前記判断手段によって前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断される場合、前記駆動対象スイッチング素子のオン・オフ指令信号の入力を遮断する遮断手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。   When the determination means determines that there is an abnormality in the function of driving the drive target switching element, the determination means further comprises a blocking means for blocking input of an on / off command signal of the drive target switching element. Item 14. The switching element drive circuit according to any one of Items 1 to 13. 前記判断手段によって前記駆動対象スイッチング素子を駆動する機能に異常がある旨判断される場合、その旨を外部に通知する通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。   15. The information processing apparatus according to claim 1, further comprising notification means for notifying the outside when the determination means determines that there is an abnormality in the function of driving the switching element to be driven. A switching element driving circuit according to claim 1.
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