JP2015216818A - スイッチング素子の駆動回路 - Google Patents

Abstract

【課題】デッドタイムを短縮できるスイッチング素子の駆動回路を提供する。
【解決手段】ドライブＩＣ２０は、ハイサイドスイッチＳＣｐとローサイドスイッチＳＣｎとを駆動する外部駆動信号ＳｉｇＣを入力する入力端子Ｔｉｎと、信号生成回路２１と、ハイサイド駆動部２３Ｈと、ローサイド駆動部２３Ｌとを備えている。信号生成回路２１は、デッドタイムを算出する機能を有し、また、ハイサイド駆動信号ｇＣｐ及びローサイド駆動信号ｇＣｎを生成する。ハイサイド駆動部２３Ｈは、生成されたハイサイド駆動信号ｇＣｐに基づき、ハイサイドスイッチＳＣｐをオンオフ操作する。ローサイド駆動部２３Ｌは、ローサイド駆動信号ｇＣｎに基づき、ローサイドスイッチＳＣｎをオンオフ操作する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子との直列接続体を備え、前記直列接続体が直流電源に並列接続された電力変換回路に適用され、ハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子との双方がオン状態とされることを回避するためのデッドタイムを設定するスイッチング素子の駆動回路に関する。

従来、例えば下記特許文献１に見られるように、ハイサイドスイッチング素子とローサイドスイッチング素子との直列接続体を備えるインバータに適用される制御装置が知られている。詳しくは、この制御装置は、予め記憶されたスイッチング素子のターンオフ遅延時間特性、スイッチング素子の温度、及びスイッチング素子に流れる電流等に基づき、デッドタイムを補正する。制御装置は、補正されたデッドタイムに基づき、ハイサイドスイッチング素子をオンオフ操作するＰＷＭ制御信号と、ローサイドスイッチング素子をオンオフ操作するＰＷＭ制御信号とを生成してインバータに対して出力する。インバータは、入力された各ＰＷＭ制御信号に基づき、ハイサイド，ローサイドスイッチング素子をオンオフ操作することで、インバータに電気的に接続されたモータに交流電圧を印加する。デッドタイムを補正可能な上記構成によれば、デッドタイムの短縮を図ることができる。

特開２０１０−１４２０７４号公報

ここで、ハイサイド及びローサイドのそれぞれのＰＷＭ制御信号が制御装置から出力されてから、インバータに伝達されるまでの時間がばらつくことがある。ばらつきの要因としては、例えば、制御装置及びインバータを備えるシステムの個体差や、システムが設置される周囲の環境が挙げられる。伝達時間がばらつくと、補正されたデッドタイムに基づき制御装置においてＰＷＭ制御信号を生成したとしても、実際のデッドタイムが想定したデッドタイムに対してばらつくこととなる。デッドタイムのばらつきにより、実際のデッドタイムが０になると、ハイサイド，ローサイドスイッチング素子がオン状態とされ、スイッチング素子に短絡電流が流れることとなる。こうした事態を回避すべく、制御装置において設定するデッドタイムを長くすることも考えられる。ただし、この場合、インバータの電力変換機能が低下することとなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、デッドタイムを短縮することができるスイッチング素子の駆動回路を提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明は、ハイサイドスイッチング素子（ＳＣｐ）とローサイドスイッチング素子（ＳＣｎ）との直列接続体を備え、前記直列接続体が直流電源（１２ｂ）に並列接続された電力変換回路（１２）に適用され、単一の集積回路（２０）を備えるスイッチング素子の駆動回路であって、前記集積回路は、前記ハイサイドスイッチング素子と前記ローサイドスイッチング素子とを駆動する外部駆動信号を入力する入力端子（Ｔｉｎ）と、前記ハイサイドスイッチング素子と前記ローサイドスイッチング素子との双方がオン状態とされることを回避するためのデッドタイムを算出するデッドタイム算出部（２１）と、前記入力端子を介して入力された前記外部駆動信号と、前記デッドタイム算出部によって算出された前記デッドタイムとに基づき、前記デッドタイムを実現するための駆動信号であって、前記ハイサイドスイッチング素子をオンオフ操作するハイサイド駆動信号と、前記デッドタイムを実現するための駆動信号であって、前記ローサイドスイッチング素子をオンオフ操作するローサイド駆動信号とを生成する信号生成部（２１）と、前記ハイサイド駆動信号に基づき前記ハイサイドスイッチング素子をオンオフ操作し、前記ローサイド駆動信号に基づき前記ローサイドスイッチング素子をオンオフ操作する駆動部（２３Ｈ，２３Ｌ）と、を有することを特徴とする。

上記発明では、単一の集積回路そのものがデッドタイム算出部と信号生成部とを有している。このため、ハイサイド，ローサイドスイッチング素子のそれぞれをオンオフ操作する駆動信号が外部装置で生成され、外部装置で生成された駆動信号が集積回路の駆動部に入力される構成とは異なり、外部装置から集積回路までの信号伝達時間のばらつきに起因したデッドタイムのばらつきを解消できる。これにより、実際のデッドタイムのばらつきを低減することができ、ひいてはデッドタイムを短縮することができる。

第１実施形態にかかるモータ制御システムの構成図。 駆動回路の構成図。 デッドタイムの生成手法を示す図。 昇圧コンバータの出力電圧の変動を示す図。 ターンオン時の遅延時間及び立ち上がり時間を示す図。 ターンオフ時の遅延時間及び立ち下がり時間を示す図。 デッドタイム算出処理の手順を示すフローチャート。 ハイサイド側のコレクタ電流及び素子温度と遅延時間との関係を示す図。 ローサイド側のコレクタ電流及び素子温度と遅延時間との関係を示す図。 デッドタイムの算出手法を説明するための図。 デッドタイムの算出手法を説明するための図。 電流流通方向判別処理の手順を示すフローチャート。 電流流通方向判別処理の手順を示すフローチャート。 デッドタイム補償処理の手順を示すフローチャート。 第２実施形態にかかる電流流通方向判別処理の手順を示すフローチャート。 電流流通方向判別処理の手順を示すフローチャート。

（第１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回転機を備える車両に適用した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に示すように、車載モータ制御システムは、モータジェネレータ１０、インバータ１１、昇圧コンバータ１２、及びモータジェネレータ１０を制御対象とする制御装置１３を備えている。モータジェネレータ１０は、車載主機としての多相回転機（３相回転機）であり、図示しない駆動輪に連結されている。モータジェネレータ１０は、インバータ１１及び昇圧コンバータ１２を介してバッテリ１４に接続されている。バッテリ１４は、その出力電圧が例えば百Ｖ以上である。なお、バッテリ１４としては、例えば、リチウムイオン蓄電池やニッケル水素蓄電池を用いることができる。また、モータジェネレータ１０としては、例えば、同期機（永久磁石同期機）を用いることができる。

昇圧コンバータ１２は、リアクトル１２ａ、「直流電源」としてのコンデンサ１２ｂ、昇圧用ハイサイドスイッチＳＣｐ、及び昇圧用ローサイドスイッチＳＣｎを備えている。詳しくは、昇圧用ハイサイドスイッチＳＣｐと昇圧用ローサイドスイッチＳＣｎとは直列接続されている。この直列接続体には、コンデンサ１２ｂが並列接続されている。昇圧用ローサイドスイッチＳＣｎには、リアクトル１２ａとバッテリ１４との直列接続体が並列接続されている。本実施形態では、各スイッチＳＣｐ，ＳＣｎとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、具体的には、ＩＧＢＴを用いている。昇圧用ハイサイドスイッチＳＣｐには、昇圧用ハイサイドダイオードＤＣｐが逆並列に接続され、昇圧用ローサイドスイッチＳＣｎには、昇圧用ローサイドダイオードＤＣｎが逆並列に接続されている。

インバータ１１は、￥相ハイサイドスイッチＳ￥ｐ（￥＝Ｕ，Ｖ，Ｗ）と、￥相ローサイドスイッチＳ￥ｎとの直列接続体を３組備えている。￥相各スイッチＳ￥ｐ，Ｓ￥ｎの接続点には、モータジェネレータ１０の￥相が接続されている。本実施形態では、各スイッチとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、具体的には、ＩＧＢＴを用いている。￥相ハイサイドスイッチＳ￥ｐには、￥相ハイサイドダイオードＤ￥ｐが逆並列に接続され、￥相ローサイドスイッチＳ￥ｎには、￥相ローサイドダイオードＤ￥ｎが逆並列に接続されている。

制御装置１３は、マイコンを主体として構成され、モータジェネレータ１０の制御量（例えばトルク）をその指令値に制御すべく、インバータ１１と昇圧コンバータ１２とを操作する。まず、昇圧コンバータ１２の操作について説明する。制御装置１３は、昇圧コンバータ１２の入力電圧（バッテリ１４の出力電圧）を検出する入力電圧センサ１５の検出値と、昇圧コンバータ１２の出力電圧（コンデンサ１２ｂの端子間電圧）を検出する出力電圧センサ１６の検出値とを取り込む。制御装置１３は、入力電圧センサ１５によって検出された入力電圧Ｖｉｎと、出力電圧センサ１６によって検出された出力電圧Ｖｏｕｔとに基づき、出力電圧Ｖｏｕｔを目標電圧Ｖｔｇｔに制御するための外部駆動信号ＳｉｇＣであって、時比率Ｄｕｔｙを有する外部駆動信号ＳｉｇＣを昇圧用駆動回路ＤｒＣに対して出力する。これにより、昇圧用ハイサイドスイッチＳＣｐと昇圧用ローサイドスイッチＳＣｎとは、交互にオン操作される。ここで、時比率Ｄｕｔｙとは、各スイッチＳＣｐ，ＳＣｎのオンオフ操作１周期（１スイッチング周期）に対するオン操作時間の比率のことである。ここでは、目標電圧Ｖｔｇｔが高いほど、時比率Ｄｕｔｙが高く設定される。なお、昇圧コンバータ１２の操作において、昇圧用ハイサイドスイッチＳＣｐを常時オフ操作してもよい。この場合、昇圧用ローサイドスイッチＳＣｎがオフ操作されるときに昇圧用ハイサイドダイオードＤＣｐが電流流通経路とされる。

続いて、インバータ１１の操作について説明する。制御装置１３は、モータジェネレータ１０に交流電圧を印加すべく、￥相駆動回路Ｄｒ￥に対して駆動信号Ｓｉｇ￥を出力する。これにより、￥相ハイサイドスイッチＳ￥ｐと￥相ローサイドスイッチＳ￥ｎとが交互にオン操作され、モータジェネレータ１０のＵ，Ｖ，Ｗ相のそれぞれには、電気角で位相が互いに１２０°ずれた正弦波状の電流が流れることとなる。

続いて、図２を用いて、本実施形態にかかる各駆動回路Ｄｒ＊（＊＝Ｃ，Ｕ，Ｖ，Ｗ）について説明する。

図示されるように、駆動回路Ｄｒ＊は、１チップ化された半導体集積回路である単一のドライブＩＣ２０を備えている。ドライブＩＣ２０は、信号生成回路２１、レベルシフト回路２２、ハイサイド駆動部２３Ｈ、及びローサイド駆動部２３Ｌを内蔵しているいわゆるＨＶＩＣ（ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｉｕｔ）である。詳しくは、信号生成回路２１には、ドライブＩＣ２０の単一の入力端子Ｔｉｎを介して、ＰＷＭ信号である外部駆動信号Ｓｉｇ＊が入力される。信号生成回路２１は、図３に示すように、外部駆動信号Ｓｉｇ＊に基づき、デッドタイムＤＴを付与しつつ、ハイサイド駆動信号ｇ＊ｐと、ローサイド駆動信号ｇ＊ｎとを生成する。本実施形態において、ハイサイド駆動信号ｇ＊ｐと、ローサイド駆動信号ｇ＊ｎとのそれぞれは、その立ち上がりタイミングが外部駆動信号Ｓｉｇ＊に対してデッドタイムＤＴだけ遅延したものとなる。

レベルシフト回路２２は、外部駆動信号Ｓｉｇ＊等の信号の基準電位を、ローサイドスイッチＳ＊ｎ側の基準電位であるローサイド基準電位から、ハイサイドスイッチＳ＊ｐ側の基準電位であるハイサイド基準電位に変換する回路である。

ハイサイド駆動部２３Ｈは、ハイサイド充電スイッチ２３Ｈ１（ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）と、ハイサイド放電スイッチ２３Ｈ２（ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）とを備えるプリブッファ回路である。詳しくは、ハイサイド充電スイッチ２３Ｈ１のドレインには、第１定電圧電源２５が接続され、ハイサイド充電スイッチ２３Ｈ１のソースには、ハイサイド放電スイッチ２３Ｈ２のドレインが接続されている。ハイサイド放電スイッチ２３Ｈ２のソースには、ドライブＩＣ２０の有する端子であって、ハイサイドスイッチＳ￥ｐの第２端子（エミッタ）に接続されたハイサイド基準電位端子ＴＨｂが接続されている。本実施形態において、ハイサイド基準電位端子ＴＨｂの電位が、上記ハイサイド基準電位とされている。ハイサイド充電スイッチ２３Ｈ１とハイサイド放電スイッチ２３Ｈ２とのそれぞれのゲートには、信号生成回路２１から出力されたハイサイド駆動信号ｇ＊ｐが、レベルシフト回路２２を介して供給される。

ハイサイド充電スイッチ２３Ｈ１とハイサイド放電スイッチ２３Ｈ２との接続点には、ドライブＩＣ２０のハイサイド出力端子ＴＨＯが接続されている。ハイサイド出力端子ＴＨＯには、ハイサイドゲート抵抗２６Ｈを介してハイサイドスイッチＳ＊ｐの開閉制御端子（ゲート）が接続されている。なお、充電経路及び放電経路のそれぞれで共通のゲート抵抗が備えられる図２に示した構成に限らず、充電経路と放電経路とで個別にゲート抵抗が備えられる構成であってもよい。

ハイサイド駆動部２３Ｈは、入力されるハイサイド駆動信号ｇ＊ｐに基づき、ゲート電荷の充放電処理を行う。本実施形態において、ハイサイド駆動信号ｇ＊ｐは、「Ｈ」によってハイサイドスイッチＳ＊ｐをオン状態に切り替えるオン操作指令を表し、「Ｌ」によってハイサイドスイッチＳ＊ｐをオフ状態に切り替えるオフ操作指令を表す。このため、ハイサイド駆動信号ｇ＊ｐがオン操作指令「Ｈ」とされることで、ハイサイド充電スイッチ２３Ｈ１がオン操作され、また、ハイサイド放電スイッチ２３Ｈ２がオフ操作される充電処理が行われる。これにより、ハイサイドスイッチＳ＊ｐがオン状態に切り替えられる。一方、ハイサイド駆動信号ｇ＊＃がオフ操作指令「Ｌ」とされることで、ハイサイド充電スイッチ２３Ｈ１がオフ操作に切り替えられ、また、ハイサイド放電スイッチ２３Ｈ２がオン操作に切り替えられる放電処理が行われる。これにより、ハイサイドスイッチＳ＊ｐがオフ状態に切り替えられる。

ローサイド駆動部２３Ｌは、ローサイド充電スイッチ２３Ｌ１（ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ）と、ローサイド放電スイッチ２３Ｌ２（ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）とを備えるプリブッファ回路である。詳しくは、ローサイド充電スイッチ２３Ｌ１のドレインには、第２定電圧電源２７が接続され、ローサイド充電スイッチ２３Ｌ１のソースには、ローサイド放電スイッチ２３Ｌ２のドレインが接続されている。ローサイド放電スイッチ２３Ｌ２のソースには、ドライブＩＣ２０の有する端子であって、ローサイドスイッチＳ￥ｎのエミッタに接続されたローサイド基準電位端子ＴＬｂが接続されている。本実施形態において、ローサイド基準電位端子ＴＬｂの電位が、上記ローサイド基準電位とされている。ローサイド充電スイッチ２３Ｌ１とローサイド放電スイッチ２３Ｌ２とのそれぞれのゲートには、信号生成回路２１から出力されたローサイド駆動信号ｇ＊ｎが供給される。なお、本実施形態において、第２定電圧電源２７の出力電圧Ｖｏｍ（例えば１５Ｖ）は、第１定電圧電源２５の出力電圧Ｖｏｍと同一とされている。

ローサイド充電スイッチ２３Ｌ１とローサイド放電スイッチ２３Ｌ２との接続点には、ドライブＩＣ２０のローサイド出力端子ＴＬＯが接続されている。ローサイド出力端子ＴＬＯには、ローサイドゲート抵抗２６Ｌを介してローサイドスイッチＳ＊ｎのゲートが接続されている。ローサイド駆動部２３Ｌは、入力されるローサイド駆動信号ｇ＊ｎに基づき、ゲート電荷の充放電処理を行う。本実施形態において、ローサイド駆動部２３Ｌとハイサイド駆動部２３Ｈとの動作態様は同じである。このため、ローサイド駆動部２３Ｌの動作態様の詳細な説明を省略する。

ドライブＩＣ２０は、さらに、ハイサイド温度検出部２４Ｈと、ローサイド温度検出部２４Ｌとを内蔵している。詳しくは、ハイサイドスイッチＳ＊ｐ付近には、ハイサイドスイッチＳ＊ｐを温度検出対象とするハイサイド感温ダイオード３２Ｈが設けられている。ハイサイド感温ダイオード３２Ｈのカソードには、ハイサイド基準電位端子ＴＨｂが接続され、アノードには、ドライブＩＣ２０のハイサイド温度検出端子ＴＨｔを介してハイサイド温度検出部２４Ｈが接続されている。ハイサイド感温ダイオード３２Ｈは、ハイサイドスイッチＳ＊ｐの温度（以下、ハイサイド素子温度）に応じた出力電圧を出力する。ハイサイド温度検出部２４Ｈは、上記出力電圧に基づき、ハイサイド素子温度を都度検出する。ハイサイド温度検出部２４Ｈによって検出されたハイサイド素子温度αＨは、レベルシフト回路２２を介して信号生成回路２１に入力される。なお、本実施形態では、ハイサイド素子温度αＨを、ハイサイドスイッチＳ＊ｐのジャンクション温度とする。

ローサイドスイッチＳ＊ｎ付近には、ローサイドスイッチＳ＊ｎを温度検出対象とするローサイド感温ダイオード３２Ｌが設けられている。ローサイド感温ダイオード３２Ｌのカソードには、ローサイド基準電位端子ＴＬｂが接続され、アノードには、ドライブＩＣ２０のローサイド温度検出端子ＴＬｔを介してローサイド温度検出部２４Ｌが接続されている。ローサイド感温ダイオード３２Ｌは、ローサイドスイッチＳ＊ｎの温度（以下、ローサイド素子温度）に応じた出力電圧を出力する。ローサイド温度検出部２４Ｌは、上記出力電圧に基づき、ローサイドスイッチＳ＊ｎの温度を都度検出する。ローサイド温度検出部２４Ｌによって検出されたローサイド素子温度αＬは、信号生成回路２１に入力される。なお、本実施形態では、ローサイド素子温度αＬを、ローサイドスイッチＳ＊ｎのジャンクション温度とする。

ドライブＩＣ２０は、加えて、ハイサイド電流検出部２８Ｈ、ハイサイド電流方向検出部２９Ｈ、ハイサイド時間検出部３０Ｈ、ローサイド電流検出部２８Ｌ、ローサイド電流方向検出部２９Ｌ、及びローサイド時間検出部３０Ｌを内蔵している。詳しくは、ハイサイドスイッチＳ＊ｐは、その第１端子（コレクタ）及びエミッタ間に流れるコレクタ電流（以下、ハイサイド電流）と相関を有する微少電流（例えば、コレクタ電流の「１／１００００」）を出力するハイサイドセンス端子Ｓｔｐを備えている。ハイサイドセンス端子Ｓｔｐには、ドライブＩＣ２０のハイサイド電流検出端子ＴＨＩｃを介してハイサイド電流検出部２８Ｈが接続されている。ハイサイド電流検出部２８Ｈは、ハイサイドセンス端子Ｓｔｐの出力電流に基づき、ハイサイド電流を都度検出する。ハイサイド電流検出部２８Ｈによって都度検出されたコレクタ電流ＩｃＨは、レベルシフト回路２２を介して信号生成回路２１に入力される。なお、本実施形態において、ハイサイド電流ＩｃＨが０よりも大きい場合、ハイサイドスイッチのコレクタからエミッタに向かう方向に電流が流れているとする。

ローサイドスイッチＳ＊ｎは、そのコレクタ及びエミッタ間に流れるコレクタ電流（以下、ローサイド電流）と相関を有する微少電流を出力するローサイドセンス端子Ｓｔｎを備えている。ローサイドセンス端子Ｓｔｎには、ドライブＩＣ２０のローサイド電流検出端子ＴＬＩｃを介してローサイド電流検出部２８Ｌが接続されている。ローサイド電流検出部２８Ｌは、ローサイドセンス端子Ｓｔｎの出力電流に基づき、ローサイド電流を都度検出する。ローサイド電流検出部２８Ｌによって都度検出されたコレクタ電流ＩｃＬは、信号生成回路２１に入力される。なお、本実施形態において、ローサイド電流ＩｃＬが０よりも大きい場合、ローサイドスイッチのコレクタからエミッタに向かう方向に電流が流れているとする。

ハイサイド電流方向検出部２９Ｈは、ドライブＩＣ２０のハイサイド電圧検出端子ＴＨｖを介して検出されたハイサイドスイッチＳ＊ｐのコレクタ及びエミッタ間電圧（以下、ハイサイドコレクタ電圧ＶｃｅＨ）と、ハイサイド駆動部２３Ｈに入力されるハイサイド駆動信号ｇ＊ｐとに基づき、ハイサイド電流の流通方向を検出する。ローサイド電流方向検出部２９Ｌは、ドライブＩＣ２０のローサイド電圧検出端子ＴＬｖを介して検出されたローサイドスイッチＳ＊ｎのコレクタ及びエミッタ間電圧（以下、ローサイドコレクタ電圧ＶｃｅＬ）と、ローサイド駆動部２３Ｌに入力されるローサイド駆動信号ｇ＊ｎとに基づき、ローサイド電流の流通方向を検出する。なお、各電流方向検出部２９Ｈ，２９Ｌについては、後に詳述する。

ハイサイド時間検出部３０Ｈは、ハイサイド出力端子ＴＨＯを介して検出されたゲート電圧（以下、ハイサイドゲート電圧ＶｇＨ）と、レベルシフト回路２２を介して入力された外部駆動信号とに基づき、各遅延時間を都度検出する。また、ローサイド時間検出部３０Ｌは、ローサイド出力端子ＴＬＯを介して検出されたゲート電圧（以下、ローサイドゲート電圧ＶｇＬ）と、外部駆動信号とに基づき、各遅延時間を都度検出する。なお、本実施形態において、各時間検出部３０Ｈ，３０Ｌが「計時部」に相当する。各時間検出部３０Ｈ，３０Ｌについては、後に詳述する。

続いて、本実施形態にかかるデッドタイム算出処理について説明する。本実施形態において、この処理は、各駆動回路ＤｒＣ，ＤｒＵ，ＤｒＶ，ＤｒＷのうち、昇圧コンバータ１２に対応する駆動回路ＤｒＣのみによって行われる。以下、図４を用いてデッドタイム算出処理が駆動回路ＤｒＣのみによって行われる理由を説明した後、この処理の詳細について説明する。

図４（ａ）は昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｏｕｔの推移を示し、図４（ｂ），（ｃ）は昇圧用ハイサイド，ローサイドスイッチＳＣｐ，ＳＣｎの操作状態の推移を示す。

昇圧コンバータ１２においては、昇圧用ハイサイド，ローサイドスイッチＳＣｐ，ＳＣｎのスイッチング周波数が低くなったり、デッドタイムが長くなったりすると、目標電圧Ｖｔｇｔを基準とした出力電圧Ｖｏｕｔの変動幅ΔＶが大きくなる。変動幅ΔＶが大きくなると、昇圧コンバータ１２の出力電圧が、インバータ１１を構成する各スイッチのコレクタ及びエミッタ間電圧の許容上限値を超えるおそれがある。こうした事態を回避するには、例えば、昇圧用ハイサイド，ローサイドスイッチＳＣｐ，ＳＣｎのスイッチング周波数を高めることも考えられる。ただし、スイッチング周波数を高めると、損失や発熱量が増大することから、スイッチング周波数の上限が制約される。そこで、本実施形態では、デッドタイムを短縮して上記変動幅ΔＶを減少させるべく、駆動回路ＤｒＣによってデッドタイム算出処理を行う。

続いて、駆動回路ＤｒＣの信号生成回路２１におけるデッドタイム算出処理について説明する。

まず、この処理で用いられる各時間検出部３０Ｈ，３０Ｌについて説明する。ハイサイド時間検出部３０Ｈは、図５に示すように、外部駆動信号ＳｉｇＣの論理が「Ｌ」から「Ｈ」に反転されたと判断してから、ハイサイドゲート電圧ＶｇＨがハイサイド基準電位「０」から上昇して第１規定電圧Ｖｔｈ１に到達するまでの時間を、ハイサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＨとして検出する。ハイサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＨは、ハイサイド駆動信号ｇＣｐがオフ操作指令からオン操作指令に切り替えられてから、ハイサイドゲート電圧ＶｇＨが第１規定電圧Ｖｔｈ１まで上昇するまでの遅延時間に相当する時間である。ここで、本実施形態では、第１規定電圧Ｖｔｈ１を、昇圧用ハイサイドスイッチＳＣｐがオン状態及びオフ状態のうち一方から他方に切り替わるスレッショルド電圧に設定する。本実施形態では、スレッショルド電圧が、スイッチＳＣｐのミラー電圧よりもやや低い電圧に設定されている。なお、図５（ａ）は、外部駆動信号ＳｉｇＵの推移を示し、図５（ｂ）は、ハイサイドゲート電圧ＶｇＨの推移を示す。

また、ハイサイド時間検出部３０Ｈは、ハイサイドゲート電圧ＶｇＨが第１規定電圧Ｖｔｈ１に到達してから、ハイサイドゲート電圧ＶｇＨがさらに上昇して第２規定電圧Ｖｔｈ２に到達するまでの時間を、ハイサイド立ち上がり時間ｔｒｏｎＨとして検出する。本実施形態では、第２規定電圧Ｖｔｈ２を、第１規定電圧Ｖｔｈ１よりも高い電圧であって、第１定電圧電源２５の出力電圧Ｖｏｍ未満の電圧に設定する。

ハイサイド時間検出部３０Ｈは、図６に示すように、外部駆動信号ＳｉｇＣの論理が「Ｈ」から「Ｌ」に反転されたと判断してから、ハイサイドゲート電圧ＶｇＨが第１定電圧電源２５の出力電圧Ｖｏｍから下降して第２規定電圧Ｖｔｈ２に到達するまでの時間を、ハイサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＨとして検出する。ハイサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＨは、ハイサイド駆動信号ｇＣｐがオン操作指令からオフ操作指令に切り替えられてから、ハイサイドゲート電圧ＶｇＨが第２規定電圧Ｖｔｈ２まで下降するまでの遅延時間に相当する時間である。なお、図６は、図５に対応している。

また、ハイサイド時間検出部３０Ｈは、ハイサイドゲート電圧ＶｇＨが第２規定電圧Ｖｔｈ２に到達してから、ハイサイドゲート電圧ＶｇＨがさらに下降して第１規定電圧Ｖｔｈ１に到達するまでの時間を、ハイサイド立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＨとして検出する。

ローサイド時間検出部３０Ｌは、外部駆動信号Ｓｉｇ＊の論理が「Ｈ」から「Ｌ」に反転されたと判断してから、ローサイドゲート電圧ＶｇＬがローサイド基準電位「０」から上昇して第１規定電圧Ｖｔｈ１に到達するまでの時間をローサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＬとして検出する。また、ローサイド時間検出部３０Ｌは、ローサイドゲート電圧ＶｇＬが第１規定電圧Ｖｔｈ１に到達してから、ローサイドゲート電圧ＶｇＬがさらに上昇して第２規定電圧Ｖｔｈ２に到達するまでの時間を、ローサイド立ち上がり時間ｔｒｏｎＬとして検出する。

ローサイド時間検出部３０Ｌは、外部駆動信号ＳｉｇＵの論理が「Ｌ」から「Ｈ」に反転されたと判断してから、ローサイドゲート電圧ＶｇＬが第２定電圧電源２７の出力電圧Ｖｏｍから下降して第２規定電圧Ｖｔｈ２に到達するまでの時間を、ローサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＬとして検出する。また、ローサイド時間検出部３０Ｌは、ローサイドゲート電圧ＶｇＬが第２規定電圧Ｖｔｈ２に到達してから、ローサイドゲート電圧ＶｇＬがさらに下降して第１規定電圧Ｖｔｈ１に到達するまでの時間を、ローサイド立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＬとして検出する。

続いて、図７に、デッドタイム算出処理の手順を示す。この処理は、信号生成回路２１によって、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態において、信号生成回路２１が「デッドタイム算出部」、「信号生成部」及び「出力部」に相当する。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、各温度検出部２４Ｈ，２４Ｌによって検出された最新のハイサイド，ローサイド素子温度αＨ，αＬと、各電流検出部２８Ｈ，２８Ｌによって検出された最新のハイサイド，ローサイド電流ＩｃＨ，ＩｃＬとを取得する。本実施形態では、ハイサイド，ローサイドスイッチＳＣｐ，ＳＣｎがオン状態とされている状況下において各電流検出部２８Ｈ，２８Ｌによって検出された最新のハイサイド，ローサイド電流ＩｃＨ，ＩｃＬを取得する。

続くステップＳ１１では、ハイサイド時間検出部３０Ｈによって検出された最新のハイサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＨ、ハイサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＨ、及びハイサイド立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＨを取得する。また、ローサイド時間検出部３０Ｌによって検出された最新のローサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＬ、ローサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＬ、及びローサイド立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＬを取得する。

続くステップＳ１２では、取得されたハイサイド電流ＩｃＨ及びハイサイド素子温度αＨと関係付けて、取得されたハイサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＨ及びハイサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＨを、ドライブＩＣ２０が内蔵しているメモリ３１（例えば、不揮発性メモリ）に記憶及び更新する。ここで、各遅延時間ｔｄｏｆｆＨ，ｔｄｏｎＨは、図８に示すように、ハイサイド電流ＩｃＨが大きかったり、ハイサイド素子温度αＨが高かったりするほど長くなる。

続くステップＳ１３では、取得されたローサイド電流ＩｃＬ及びローサイド素子温度αＬと関係付けて、取得されたローサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＬ及びローサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＬをメモリ３１に記憶及び更新する。ここで、これら各遅延時間ｔｄｏｆｆＬ，ｔｄｏｎＬは、図９に示すように、ローサイド電流ＩｃＬが大きかったり、ローサイド素子温度αＬが高かったりするほど長くなる。

続くステップＳ１４では、メモリ３１に記憶された前回のハイサイド，ローサイド立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＨ，ｔｒｏｆｆＬを、今回取得されたハイサイド，ローサイド立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＨ，ｔｒｏｆｆＬで更新する。

続くステップＳ１５では、次回の外部駆動信号ＳｉｇＵが「Ｈ」から「Ｌ」に反転される状況であるか否かを判断する。ステップＳ１５において肯定判断した場合には、外部駆動信号ＳｉｇＵが「Ｌ」に反転されると判断し、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、デッドタイムを補正するための第１補正量ΔＤＴ１、第２補正量ΔＤＴ２、及び第３補正量ΔＤＴ３を算出する。本ステップにおいて、第１補正量ΔＤＴ１は、ハイサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＨの初期値（以下、ハイサイドオフ遅延初期値ｔｄｏｆｆＨＦ）から、ハイサイド電流ＩｃＨ及びハイサイド素子温度αＨに基づきメモリ３１から選択されたハイサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＨを減算した値である。第２補正量ΔＤＴ２は、ハイサイド立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＨの初期値（以下、ハイサイド立ち下がり初期値ｔｒｏｆｆＨＦ）から、メモリ３１に記憶されたハイサイド立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＨを減算した値である。第３補正量ΔＤＴ３は、ローサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＬの初期値（以下、ローサイドオン遅延初期値ｔｄｏｎＬＦ）から、ローサイド電流ＩｃＬ及びローサイド素子温度αＬに基づきメモリ３１から選択されたローサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＬを減算した値である。

続くステップＳ１７では、デッドタイムの初期値ＤＴＦから、第１，第２補正量ΔＤＴ１，ΔＤＴ２の加算値を減算し、さらに、第３補正量ΔＤＴ３を加算する。これにより、デッドタイムＤＴｓを算出する。以下、図１０を用いて、各補正量ΔＤＴ１〜ΔＤＴ３について説明する。ここで、図１０（ａ），（ｂ）は、ハイサイド，ローサイド駆動信号ｇＣｐ，ｇＣｎの推移を示し、図１０（ｃ），（ｄ）は、昇圧用ハイサイド，ローサイドスイッチＳＣｐ，ＳＣｎのゲート電圧ＶｇＨ，ＶｇＬの推移を示す。なお、図１０では、実際のデッドタイムＤＴｒの開始タイミング直前にオフ操作に切り替えられる昇圧用ハイサイドスイッチＳＣｐが「第１スイッチング素子」に相当する。また、昇圧用ローサイドスイッチＳＣｎが「第２スイッチング素子」に相当する。

図示されるように、外部駆動信号ＳｉｇＣの論理が「Ｌ」に反転される状況下におけるデッドタイムの初期値ＤＴＦと実際のデッドタイムＤＴｒとは、下式（ｅｑ１）で表される関係を有する。

ＤＴｒ＝ＤＴＦ−（ｔｄｏｆｆＨＦ＋ｔｒｏｆｆＨＦ）＋ｔｄｏｎＬＦ …（ｅｑ１）
本実施形態において、ハイサイドオフ遅延初期値ｔｄｏｆｆＨＦ、及びローサイドオン遅延初期値ｔｄｏｎＬＦは、ハイサイド，ローサイド電流が基準電流とされてかつ、ハイサイド，ローサイド素子温度が基準温度とされる状況下において設計時に予め設定された値である。このため、デッドタイムの初期値ＤＴＦも、ハイサイド，ローサイド電流が基準電流とされてかつ、ハイサイド，ローサイド素子温度が基準温度とされる状況下において設計時に予め設定された値となる。

したがって、第１補正量ΔＤＴ１は、設計時に想定したハイサイドオフ遅延初期値ｔｄｏｆｆＨＦと、実際のハイサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＨとのずれを示す。また、第３補正量ΔＤＴ３は、設計時に想定したローサイドオン遅延初期値ｔｄｏｎＬＦと、実際のローサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＬとのずれを示す。これらのずれは、設計時に想定した基準値（基準電流及び基準温度）に対して、実際の値（コレクタ電流及び素子温度）が相違することで生じる。これらのずれは、基準値と実際の値との差が大きいほど大きくなる。一方、第２補正量ΔＤＴ２は、設計時に想定したハイサイドオフ立ち下がり初期値ｔｄｏｆｆＨＦと、実際のハイサイドオフ立ち下がり時間ｔｄｏｆｆＨとのずれを示す。このずれは、モータ制御システムの個体差等によって生じる。したがって、各補正量ΔＤＴ１〜ΔＤＴ３は、デッドタイムの初期値ＤＴＦを短縮又は伸張補正するパラメータとなる。

先の図７の説明に戻り、上記ステップＳ１５において否定判断した場合には、ステップＳ１８に進み、第１〜第３補正量ΔＤＴ１〜ΔＤＴ３を算出する。本ステップにおいて、第１補正量ΔＤＴ１は、ローサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＬの初期値（以下、ローサイドオフ遅延初期値ｔｄｏｆｆＬＦ）から、ローサイド電流ＩｃＬ及びローサイド素子温度αＬに基づきメモリ３１から選択されたローサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＬを減算した値である。第２補正量ΔＤＴ２は、ローサイド立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＬの初期値（以下、ローサイド立ち下がり初期値ｔｒｏｆｆＬＦ）から、メモリ３１に記憶されたローサイド立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＬを減算した値である。第３補正量ΔＤＴ３は、ハイサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＨの初期値（以下、ハイサイドオン遅延初期値ｔｄｏｎＨＦ）から、ハイサイド電流ＩｃＨ及びハイサイド素子温度αＨに基づきメモリ３１から選択されたハイサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＨを減算した値である。以下、図１１を用いて、各補正量ΔＤＴ１〜ΔＤＴ３について説明する。ここで、図１１は先の図１０に対応している。なお、図１１では、実際のデッドタイムＤＴｒの開始タイミング直前にオフ操作に切り替えられる昇圧用ローサイドスイッチＳＣｎが「第１スイッチング素子」に相当する。また、昇圧用ハイサイドスイッチＳＣｐが「第２スイッチング素子」に相当する。

図示されるように、外部駆動信号ＳｉｇＣの論理が「Ｈ」に反転される状況下におけるデッドタイムの初期値ＤＴＦと実際のデッドタイムＤＴｒとは、下式（ｅｑ２）で表される関係を有する。

ＤＴｒ＝ＤＴＦ−（ｔｄｏｆｆＬＦ＋ｔｒｏｆｆＬＦ）＋ｔｄｏｎＨＦ …（ｅｑ２）
本実施形態において、ローサイドオフ遅延初期値ｔｄｏｆｆＬＦ、及びハイサイドオン遅延初期値ｔｄｏｎＨＦは、ハイサイド，ローサイド電流が基準電流とされてかつ、ハイサイド，ローサイド素子温度が基準温度とされる状況下において設計時に予め設定された値である。このため、第１補正量ΔＤＴ１は、設計時に想定したローサイドオフ遅延初期値ｔｄｏｆｆＬＦと、実際のローサイドオフ遅延時間ｔｄｏｆｆＬとのずれを示す。また、第２補正量ΔＤＴ２は、設計時に想定したローサイドオフ立ち下がり初期値ｔｄｏｆｆＬＦと、実際のローサイドオフ立ち下がり時間ｔｄｏｆｆＬとのずれを示す。さらに、第３補正量ΔＤＴ３は、設計時に想定したハイサイドオン遅延初期値ｔｄｏｎＨＦと、実際のハイサイドオン遅延時間ｔｄｏｎＨとのずれを示す。

ステップＳ１７の処理完了後、続くステップＳ１９では、上記ステップＳ１７で算出されたデッドタイムＤＴｓを、ドライブＩＣ２０の外部出力端子Ｔｏｕｔを介して制御装置１３に対して出力する。本実施形態において、制御装置１３は、入力されたデッドタイムＤＴｓと、デッドタイムの初期値ＤＴＦとの差の絶対値が規定値よりも大きいと判断した場合、昇圧コンバータ１２において各スイッチＳＣｐ，Ｓｃｎの駆動に関して何らかの異常が生じている旨判断する。制御装置１３は、異常が生じている旨判断した場合、例えば、各スイッチＳＣｐ，ＳＣｎの駆動を停止させる等のフェールセーフを実行する。なお、制御装置１３は、この装置よりもさらに上位の制御装置（例えば、車両制御を統括する制御装置）に対して異常が生じている旨を通知してもよい。

なお、ステップＳ１９の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

続いて、本実施形態にかかるデッドタイム補償処理について説明する。まず、この処理の説明に先立ち、図１２を用いて、ハイサイド側の電流流通方向判別処理について説明する。この処理は、インバータ１１を構成する駆動回路Ｄｒ￥のハイサイド電流方向検出部２９Ｈにより、例えば所定周期で繰り返し実行される。ちなみに、本実施形態において、ハイサイド電流方向検出部２９Ｈが「判別部」に相当する。

この一連の処理では、まずステップＳ２０において、ハイサイド駆動信号ｇ￥ｐの論理が「Ｈ」であって、かつハイサイドゲート電圧ＶｇＨが０よりも高いか否かを判断する。この処理は、￥相電流の流通方向を判断するための処理である。本実施形態において、￥相ハイサイド，ローサイドスイッチＳ￥ｐ，Ｓ￥ｎの接続点からモータジェネレータ１０の￥相へと向かう方向に流れる￥相電流を正と定義する。

ステップＳ２０において肯定判断した場合には、ステップＳ２１に進み、￥相電流の流通方向が正方向である旨を信号生成回路２１に対して出力する。なお、上記ステップＳ２０において否定判断した場合や、ステップＳ２１の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

続いて、図１３を用いて、ローサイド側の電流流通方向判別処理について説明する。この処理は、インバータ１１を構成する駆動回路Ｄｒ￥のローサイド電流方向検出部２９Ｌにより、例えば所定周期で繰り返し実行される。ちなみに、本実施形態において、ローサイド電流方向検出部２９Ｌが「判別部」に相当する。

この一連の処理では、まずステップＳ２２において、ローサイド駆動信号ｇ￥ｎの論理が「Ｈ」であって、かつローサイドゲート電圧ＶｇＬが０よりも高いか否かを判断する。この処理は、￥相電流の流通方向を判断するための処理である。ここで、電流流通方向の判断に駆動信号と電圧情報との双方を用いるのは、電流流通方向の判断精度を向上させるためである。ステップＳ２２において肯定判断した場合には、ステップＳ２３に進み、￥相電流の流通方向が負方向である旨を信号生成回路２１に対して出力する。なお、上記ステップＳ２２において否定判断した場合や、ステップＳ２３の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

続いて、図１４を用いて、デッドタイム補償処理について説明する。この処理は、インバータ１１を構成する駆動回路Ｄｒ￥の信号生成回路２１により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態において、信号生成回路２１が「デッドタイム補償部」に相当する。

この一連の処理では、まずステップＳ３０において、各電流方向検出部２９Ｈ，２９Ｌから取得された情報に基づき、￥相電流の方向が正方向であるか否かを判断する。ステップＳ３０において正方向であると判断した場合には、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、（ａ）に示す入力された外部駆動信号Ｓｉｇ￥の立ち上がりエッジを、（ｃ）に示すように、規定時間（デッドタイムＤＴｓの「１／２」）だけ進ませ、（ａ）に示す外部駆動信号Ｓｉｇ￥の立ち下がりエッジを上記規定時間（デッドタイムＤＴｓの「１／２」）だけ遅らせる。これは、￥相電流ｉ￥の流通方向が正方向である場合、（ｂ）に示すように、外部駆動信号Ｓｉｇ￥の立ち上がりエッジが、（ａ）に示す外部駆動信号Ｓｉｇ￥の立ち上がりエッジよりもデッドタイムＤＴｓだけ遅延する現象に対処するための処理である。こうした現象が生じるのは、デッドタイム期間において、￥相ローサイドダイオードＤ￥ｎを介して電流が流れることによる。なお、（ａ）は信号生成回路２１に入力される外部駆動信号Ｓｉｇ￥の推移を示し、（ｂ）はデッドタイム補償のない場合の外部駆動信号Ｓｉｇ￥の推移を示し、（ｃ）はデッドタイム補償のある場合の外部駆動信号Ｓｉｇ￥の推移を示す。

一方、上記ステップＳ３０において負方向であると判断した場合には、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、（ａ）に示す入力された外部駆動信号Ｓｉｇ￥の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジのそれぞれを、（ｃ）に示すように、上記規定時間（デッドタイムＤＴｓの「１／２」）だけ遅らせる。これは、￥相電流ｉ￥の流通方向が負方向である場合、（ｂ）に示すように、外部駆動信号Ｓｉｇ￥の立ち下がりエッジが、（ａ）に示す外部駆動信号Ｓｉｇ￥の立ち下がりエッジよりもデッドタイムＤＴｓだけ遅延する現象に対処するための処理である。こうした現象が生じるのは、デッドタイム期間において、￥相ハイサイドダイオードＤ￥ｐを介して電流が流れることによる。

なお、ステップＳ３１、Ｓ３２の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

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。

（１）デッドタイムの算出機能と、ハイサイド，ローサイド駆動信号ｇ＊ｐ，ｇ＊ｎの生成機能とを単一のドライブＩＣ２０に内蔵した。このため、制御装置１３からドライブＩＣ２０までの信号伝達時間のばらつきに起因したデッドタイムのばらつきを解消できる。これにより、実際のデッドタイムのばらつきを低減することができ、ひいてはデッドタイムを短縮することができる。

また、デッドタイム算出機能と、ハイサイド，ローサイド駆動信号生成機能とをドライブＩＣ２０に内蔵したため、外部駆動信号Ｓｉｇ＊を入力する入力端子Ｔｉｎを１つにすることができる。これにより、ドライブＩＣ２０の端子数を削減することもできる。

さらに、各電流検出部２８Ｈ，２８Ｌと、各電流方向検出部２９Ｈ，２９Ｌとを単一のドライブＩＣ２０に内蔵した。このため、デッドタイム補償処理を適切に行うことができる。

（２）ドライブＩＣ２０に各電流検出部２８Ｈ，２８Ｌ及び各温度検出部２４Ｈ，２４Ｌを内蔵した。そして、ハイサイド電流ＩｃＨ及びローサイド電流ＩｃＬに基づき、デッドタイムを都度補正した。また、ハイサイド素子温度αＨ及びローサイド素子温度αＬに基づき、デッドタイムを都度補正した。このため、モータ制御システムの駆動状態が変化したり、このシステムに経年変化や個体差があったりする場合であっても、デッドタイムを短縮することができる。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、先の第１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。本実施形態では、電流流通方向の判別手法を変更する。

図１５に、本実施形態にかかるハイサイド側の電流流通方向判別処理の手順を示す。この処理は、インバータ１１を構成する駆動回路Ｄｒ￥のハイサイド電流方向検出部２９Ｈにより、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１５において、先の図１２と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、まずステップＳ２０ａにおいて、ローサイド電流ＩｃＬが０よりも大きくて、かつハイサイドゲート電圧ＶｇＨが０よりも高いか否かを判断する。ここで、電流流通方向の判断に電流情報と電圧情報との双方を用いるのは、電流流通方向の判断精度を向上させるためである。ステップＳ２０ａにおいて肯定判断した場合には、ステップＳ２１に進み、￥相電流の流通方向が正方向である旨を信号生成回路２１に対して出力する。なお、上記ステップＳ２０ａにおいて否定判断した場合や、ステップＳ２１の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

続いて、図１６に、本実施形態にかかるローサイド側の電流流通方向判別処理の手順を示す。この処理は、インバータ１１を構成する駆動回路Ｄｒ￥のローサイド電流方向検出部２９Ｌにより、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１６において、先の図１３と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、まずステップＳ２２ａにおいて、ローサイド電流ＩｃＬが０よりも大きくて、かつローサイドゲート電圧ＶｇＬが０よりも高いか否かを判断する。ステップＳ２２ａにおいて肯定判断した場合には、ステップＳ２３に進み、￥相電流の流通方向が負方向である旨を信号生成回路２１に対して出力する。なお、上記ステップＳ２２ａにおいて否定判断した場合や、ステップＳ２３の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。

以上説明した本実施形態によっても、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

（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。

・上記第１実施形態において、デッドタイムの補正に用いるパラメータを、電流検出値又は温度検出値のいずれか一方としてもよい。

・上記第１実施形態において、第１規定電圧Ｖｔｈ１の下限値「０」よりも高くてかつ上限値Ｖｏｍ未満の電圧であれば、第１規定電圧Ｖｔｈ１をスレッショルド電圧以外の電圧に設定してもよい。

・ハイサイド，ローサイド立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＨ，ｔｒｏｆｆＬがコレクタ電流及び素子温度に依存する場合、各立ち下がり時間ｔｒｏｆｆＨ，ｔｒｏｆｆＬの電流及び温度依存性を考慮してデッドタイムを補正してもよい。

・上記第１実施形態では、コレクタ電流に応じて、デッドタイムの補正量ΔＤＴ１〜ΔＤＴ３を連続的に変化させたがこれに限らない。例えば、コレクタ電流が基準電流よりも大きいか小さいかに応じて、上記補正量ΔＤＴ１〜ΔＤＴ３を２値的に変化させてもよい。なお、素子温度についても同様である。

・上記各実施形態において、ハイサイドスイッチ素子を駆動する第１外部駆動信号を入力する第１入力端子と、ローサイドスイッチ素子を駆動する第２外部駆動信号を入力する第２入力端子と単一の集積回路に備えてもよい。

・上記第１実施形態において、インバータ１１に対応するドライブＩＣ２０を構成する信号生成回路２１にデッドタイムを算出する機能を備えてもよい。

・ハイサイド，ローサイドスイッチング素子としては、ＩＧＢＴに限らず、他の電圧制御形の半導体スイッチング素子（例えば電界効果トランジスタ）であってもよい。この場合、電界効果トランジスタのドレインが第１端子となり、ソースが第２端子となる。また、この場合、電界効果トランジスタに逆並列に接続されるフリーホールダイオードとしては、外付けのダイオードに限らず、電界効果トランジスタの寄生ダイオードであってもよい。また、上記スイッチング素子としては、電圧制御形の半導体スイッチング素子に限らず、電流制御形のスイッチング素子（例えばバイポーラトランジスタ）であってもよい。さらに、スイッチング素子を構成部品とする電力変換回路としては、昇圧コンバータに限らず、入力電圧を降圧して出力するチョッパ式の降圧コンバータであってもよい。

１２…昇圧コンバータ、２０…ドライブＩＣ、２１…信号生成回路、Ｔｉｎ…入力端子、２３Ｈ，２３Ｌ…ハイサイド，ローサイド駆動部。

Claims (10)

1. ハイサイドスイッチング素子（ＳＣｐ）とローサイドスイッチング素子（ＳＣｎ）との直列接続体を備え、前記直列接続体が直流電源（１２ｂ）に並列接続された電力変換回路（１２）に適用され、単一の集積回路（２０）を備えるスイッチング素子の駆動回路であって、
   前記集積回路は、
   前記ハイサイドスイッチング素子と前記ローサイドスイッチング素子とを駆動する外部駆動信号を入力する入力端子（Ｔｉｎ）と、
   前記ハイサイドスイッチング素子と前記ローサイドスイッチング素子との双方がオン状態とされることを回避するためのデッドタイムを算出するデッドタイム算出部（２１）と、
   前記入力端子を介して入力された前記外部駆動信号と、前記デッドタイム算出部によって算出された前記デッドタイムとに基づき、前記デッドタイムを実現するための駆動信号であって、前記ハイサイドスイッチング素子をオンオフ操作するハイサイド駆動信号と、前記デッドタイムを実現するための駆動信号であって、前記ローサイドスイッチング素子をオンオフ操作するローサイド駆動信号とを生成する信号生成部（２１）と、
   前記ハイサイド駆動信号に基づき前記ハイサイドスイッチング素子をオンオフ操作し、前記ローサイド駆動信号に基づき前記ローサイドスイッチング素子をオンオフ操作する駆動部（２３Ｈ，２３Ｌ）と、を有することを特徴とするスイッチング素子の駆動回路。
2. 前記集積回路は、前記ハイサイドスイッチング素子に流れる電流と、前記ローサイドスイッチング素子に流れる電流とを検出する電流検出部（２８Ｈ，２８Ｌ）をさらに有し、
   前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子のうち、実際の前記デッドタイムの開始タイミング直前にオフ操作に切り替えられる方を第１スイッチング素子とし、前記第１スイッチング素子がオフ操作に切り替えられた後、オン操作に切り替えられる方を第２スイッチング素子とし、
   前記デッドタイム算出部は、前記第１スイッチング素子がオン状態とされている場合において前記電流検出部による前記第１スイッチング素子に流れる電流検出値が小さいとき、該電流検出値が大きいときよりも前記デッドタイムを短縮補正し、前記第２スイッチング素子がオン状態とされている場合において前記電流検出部による前記第２スイッチング素子に流れる電流検出値が小さいとき、該電流検出値が大きいときよりも前記デッドタイムを伸張補正する請求項１記載のスイッチング素子の駆動回路。
3. 前記集積回路は、前記ハイサイドスイッチング素子の温度と、前記ローサイドスイッチング素子の温度とを検出する温度検出部（２４Ｈ，２４Ｌ）をさらに有し、
   前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子のうち、実際の前記デッドタイムの開始タイミング直前にオフ操作に切り替えられる方を第１スイッチング素子とし、前記第１スイッチング素子がオフ操作に切り替えられた後、オン操作に切り替えられる方を第２スイッチング素子とし、
   前記デッドタイム算出部は、前記温度検出部による前記第１スイッチング素子の温度検出値が低い場合、該温度検出値が高い場合よりも前記デッドタイムを短縮補正し、前記温度検出部による前記第２スイッチング素子の温度検出値が低い場合、該温度検出値が高い場合よりも前記デッドタイムを伸張補正する請求項１又は２記載のスイッチング素子の駆動回路。
4. 前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子のうち、実際の前記デッドタイムの開始タイミング直前にオフ操作に切り替えられる方を第１スイッチング素子とし、前記第１スイッチング素子がオフ操作に切り替えられた後、オン操作に切り替えられる方を第２スイッチング素子とし、
   前記集積回路は、前記信号生成部によって生成された前記第２スイッチング素子に対応する前記駆動信号がオフ操作指令からオン操作指令に切り替えられてから、前記第２スイッチング素子の開閉制御端子の電圧がその上限値未満の規定電圧まで上昇するまでの遅延時間に相当する時間を計時する計時部（３０Ｈ，３０Ｌ）をさらに有し、
   前記デッドタイム算出部は、前記計時部によって計時された時間に基づき、前記デッドタイムを算出する請求項１〜３のいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
5. 前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子のうち、実際の前記デッドタイムの開始タイミング直前にオフ操作に切り替えられる方を第１スイッチング素子とし、前記第１スイッチング素子がオフ操作に切り替えられた後、オン操作に切り替えられる方を第２スイッチング素子とし、
   前記集積回路は、前記信号生成部によって生成された前記第１スイッチング素子に対応する前記駆動信号がオン操作指令からオフ操作指令に切り替えられてから、前記第１スイッチング素子の開閉制御端子の電圧がその下限値よりも高い所定電圧まで下降するまでの遅延時間に相当する時間を計時する計時部（３０Ｈ，３０Ｌ）をさらに有し、
   前記デッドタイム算出部は、前記計時部によって計時された時間に基づき、前記デッドタイムを算出する請求項１〜４のいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
6. 前記電力変換回路は、前記ハイサイドスイッチング素子と前記ローサイドスイッチング素子との接続点に接続されたリアクトル（１２ｂ）を有し、前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子のうち少なくとも一方がオンオフ操作されることで、入力された直流電圧を目標電圧に変圧して出力するチョッパ式のコンバータを含む請求項１〜５のいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
7. 前記集積回路は、前記入力端子を１つ有し、
   前記集積回路は、
   前記ハイサイドスイッチング素子の開閉制御端子に接続されるハイサイド出力端子（ＴＨＯ）と、
   前記ローサイドスイッチング素子の開閉制御端子に接続されるローサイド出力端子（ＴＬＯ）とをさらに有し、
   前記駆動部は、
   前記ハイサイド駆動信号に基づき、前記ハイサイド出力端子を介して前記ハイサイドスイッチング素子の開閉制御端子の電圧を調整することで、前記ハイサイドスイッチング素子をオンオフ操作するハイサイド駆動部（２３Ｈ）と、
   前記ローサイド駆動信号に基づき、前記ローサイド出力端子を介して前記ローサイドスイッチング素子の開閉制御端子の電圧を調整することで、前記ローサイドスイッチング素子をオンオフ操作するローサイド駆動部（２３Ｌ）とを含む請求項１〜６のいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
8. 前記電力変換回路は、入力される直流電圧を交流電圧に変換して電圧印加対象（１０）に印加するインバータ（１２）を含み、
   前記インバータにおいて、前記ハイサイドスイッチング素子（Ｓ￥ｐ）及び前記ローサイドスイッチング素子（Ｓ￥ｎ）のそれぞれには、フリーホイールダイオード（Ｄ￥ｐ，Ｄ￥ｎ）が逆並列に接続され、
   前記インバータにおいて、前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子のそれぞれは、第１端子及び第２端子を有し、
   前記インバータにおいて、前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子のそれぞれは、その開閉制御端子の電圧がそのスレッショルド電圧以上とされることで、前記第１端子と前記第２端子との間の電流の流通が可能とされ、
   前記インバータに対応する前記集積回路は、
   前記ハイサイド駆動信号、前記ハイサイドスイッチング素子の前記第１端子と前記第２端子との間の電位差、前記ローサイド駆動信号、及び前記ローサイドスイッチング素子の前記第１端子と前記第２端子との間の電位差に基づき、前記ハイサイドスイッチング素子と前記ローサイドスイッチング素子との接続点と、前記電圧印加対象との間に流れる電流の流通方向を判別する判別部と、
   前記判別部によって判別された電流の流通方向と、前記デッドタイム算出部によって算出された前記デッドタイムとに基づき、前記ハイサイド駆動信号及び前記ローサイド駆動信号を生成するためのデッドタイム補償を行うデッドタイム補償部とをさらに有する請求項１〜７のいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
9. 前記電力変換回路は、入力される直流電圧を交流電圧に変換して電圧印加対象（１０）に印加するインバータ（１２）を含み、
   前記インバータにおいて、前記ハイサイドスイッチング素子（Ｓ￥ｐ）及び前記ローサイドスイッチング素子（Ｓ￥ｎ）のそれぞれには、フリーホイールダイオード（Ｄ￥ｐ，Ｄ￥ｎ）が逆並列に接続され、
   前記インバータにおいて、前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子のそれぞれは、第１端子及び第２端子を有し、
   前記インバータにおいて、前記ハイサイドスイッチング素子及び前記ローサイドスイッチング素子のそれぞれは、その開閉制御端子の電圧がそのスレッショルド電圧以上とされることで、前記第１端子と前記第２端子との間の電流の流通が可能とされ、
   前記インバータに対応する前記集積回路は、
   前記ハイサイドスイッチング素子に流れる電流と、前記ローサイドスイッチング素子に流れる電流とを検出する電流検出部（２８Ｈ，２８Ｌ）と、
   前記電流検出部による電流検出値、前記ハイサイドスイッチング素子の前記第１端子と前記第２端子との間の電位差、及び前記ローサイドスイッチング素子の前記第１端子と前記第２端子との間の電位差に基づき、前記ハイサイドスイッチング素子と前記ローサイドスイッチング素子との接続点と、前記電圧印加対象との間に流れる電流の流通方向を判別する判別部と、
   前記判別部によって判別された電流の流通方向と、前記デッドタイム算出部によって算出された前記デッドタイムとに基づき、前記ハイサイド駆動信号及び前記ローサイド駆動信号を生成するためのデッドタイム補償を行うデッドタイム補償部とをさらに有する請求項１〜７のいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
10. 前記集積回路は、前記デッドタイム算出部によって算出された前記デッドタイムを外部に出力する出力部をさらに有する請求項１〜９のいずれか１項に記載のスイッチング素子の駆動回路。

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