JP2016174455A - Drive circuit for switching element - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel drive circuit for switching elements that is capable of suppressing switching loss.SOLUTION: A drive circuit monotonously increases a command discharge current of a gate of a switching element and sets it during a main discharge period (t2-t3). The drive circuit switches a switching element to an off state by controlling a gate discharge current to a preset command discharge current. Additionally, the drive circuit monotonously decreases a command charge current of the gate of the switching element and sets it during a main charge period. The drive circuit then switches the switching element to an on state by controlling a gate charge current to the preset command charge current.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、スイッチング素子の操作状態の切替指令が入力されることにより、前記スイッチング素子の開閉制御端子の電荷を移動させて前記スイッチング素子の操作状態を切り替えるスイッチング素子の駆動回路に関する。   The present invention relates to a switching element drive circuit for switching an operation state of the switching element by moving a charge at an open / close control terminal of the switching element when a switching command of an operation state of the switching element is input.

この種の駆動回路としては、下記特許文献1に見られるように、上アームのスイッチング素子と下アームのスイッチング素子とをオンオフ操作するものが知られている。詳しくは、この回路では、上下アームのうち、操作状態が切り替えられようとしている側(以下、自アーム)のスイッチング素子のオン状態への切替速度を、操作状態が切り替えられようとしていない側(以下、対向アーム)のスイッチング素子に逆並列に接続されたフリーホイールダイオードに流れる電流の検出値に基づいて設定する。これにより、スイッチング損失の低減を図っている。   As this type of drive circuit, as shown in the following Patent Document 1, an on-off operation of a switching element of an upper arm and a switching element of a lower arm is known. Specifically, in this circuit, the switching speed of the switching element on the side of the upper and lower arms on which the operation state is to be switched (hereinafter referred to as the own arm) to the ON state is switched (hereinafter referred to as the operation state is not switched). , The opposite arm) is set based on the detected value of the current flowing in the free wheel diode connected in antiparallel to the switching element. Thereby, the switching loss is reduced.

特開2011−10441号公報JP 2011-10441 A

ここで、上記特許文献1に記載された駆動回路では、自アームのスイッチング素子のオン状態への切替速度の設定に、対向アームのフリーホイールダイオードに流れる電流の検出値が要求される。対向アームのフリーホイールダイオードに流れる電流を検出してから、この電流検出値に基づいて自アームのスイッチング素子の切替速度を設定するまでには、ある程度の時間を要する。このため、切替速度の設定に時間的な制約がある場合、対向アームの電流検出値に基づく切替速度の設定手法を採用できないことも考えられる。また、上記特許文献1に記載された駆動回路では、対向アームのフリーホイールダイオードに流れる電流の検出回路が切替速度の設定に必要となり、部品数が増加する。このように、スイッチング損失の低減を図る駆動回路については、未だ改善の余地を残すものとなっている。   Here, in the drive circuit described in Patent Document 1, the detection value of the current flowing through the free wheel diode of the opposite arm is required to set the switching speed of the switching element of the own arm to the on state. A certain amount of time is required from the detection of the current flowing through the free wheel diode of the opposite arm to the setting of the switching speed of the switching element of the own arm based on the detected current value. For this reason, when there is a time restriction on the setting of the switching speed, it is possible that the switching speed setting method based on the current detection value of the opposite arm cannot be adopted. In the driving circuit described in Patent Document 1, a detection circuit for the current flowing through the free wheel diode of the opposite arm is required for setting the switching speed, and the number of components increases. As described above, the drive circuit for reducing the switching loss still leaves room for improvement.

本発明は、スイッチング損失を低減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を主たる目的とする。   The main object of the present invention is to provide a drive circuit for a new switching element that can reduce switching loss.

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

本発明は、スイッチング素子(Scp,Scn,Sup〜Swn)の操作状態の切替指令が入力されることにより、前記スイッチング素子の開閉制御端子の電荷を移動させて前記スイッチング素子の操作状態を切り替えるスイッチング素子の駆動回路において、前記切替指令が入力されることにより、前記操作状態を切り替えるために前記開閉制御端子の電荷が移動し始めてから、前記電荷の移動が完了するまでの途中の期間を規定期間とし、前記スイッチング素子の入出力端子間に流れる電流に依存しない前記規定期間における前記開閉制御端子の指令電流であって、前記規定期間において時間経過とともに前記指令電流を単調変化させて設定する指令値設定手段(70)と、前記スイッチング素子の操作状態を切り替えるべく、前記指令値設定手段によって設定された前記指令電流に前記開閉制御端子の電流を制御する電流制御手段(62〜65,66〜69,70)と、を備えることを特徴とする。   According to the present invention, switching is performed by switching the operation state of the switching element by moving the charge of the switching control terminal of the switching element when a switching command of the operation state of the switching element (Scp, Scn, Sup to Swn) is input. In the element drive circuit, when the switching command is input, a period in the middle from the start of movement of the charge of the open / close control terminal to switch the operation state until the completion of the movement of the charge is a specified period. A command current of the switching control terminal in the specified period that does not depend on a current flowing between the input and output terminals of the switching element, and a command value that is set by monotonically changing the command current over time in the specified period In order to switch the operating state of the setting means (70) and the switching element, the command A current control means for controlling the current of the open-close control terminal set the command current by the setting means (62~65,66~69,70), characterized in that it comprises a.

以下の説明において、スイッチング素子の操作状態を切り替えるために要求される開閉制御端子の電流であって、スイッチング素子等の半導体素子の信頼性低下を回避可能な開閉制御端子の上限電流を、律速電流と称すこととする。また、切替指令が入力された後、開閉制御端子の電荷の移動が完了する前の期間において、律速電流を定めるためのタイミングを、律速点と称すこととする。   In the following description, the current of the switching control terminal required for switching the operating state of the switching element, which is the upper limit current of the switching control terminal that can avoid a decrease in reliability of the semiconductor element such as the switching element, is defined as the rate-limiting current. I will call it. In addition, the timing for determining the rate-limiting current in the period after the switching command is input and before the movement of the charge at the switching control terminal is completed is referred to as a rate-limiting point.

スイッチング素子の入出力端子間に流れる電流(以下、主電流)が大きいほど、律速電流が小さくなる。また、切替指令が入力されてから律速点となるまでの時間は、主電流に依存する。   As the current flowing between the input / output terminals of the switching element (hereinafter referred to as main current) increases, the rate-limiting current decreases. In addition, the time from when the switching command is input to when the rate determining point is reached depends on the main current.

ここで本願発明者は、様々な主電流に対応する律速点における律速電流を時間軸上にプロットすると、律速電流の波形が、その傾きの符号を維持したまま時間経過とともに単調変化する波形となることを見出した。切替指令が入力されてから、主電流に対応する律速点までの期間に渡って、主電流に対応する律速電流を流し続けたとしても、スイッチング素子等の半導体素子の信頼性は低下しない。このため、切替指令が入力された後、様々な主電流に対応する各律速点における開閉制御端子の電流を、様々な主電流に対応する各律速電流以下とすることにより、スイッチング素子の操作状態を切り替える場合における上記半導体素子の信頼性低下を回避できる。   Here, when the inventor of this application plots the rate-limiting current at the rate-limiting point corresponding to various main currents on the time axis, the waveform of the rate-limiting current becomes a waveform that changes monotonously with time while maintaining the sign of the slope. I found out. Even if the rate-limiting current corresponding to the main current continues to flow over the period from the input of the switching command to the rate-limiting point corresponding to the main current, the reliability of the semiconductor element such as the switching element does not decrease. For this reason, after the switching command is input, the current of the switching control terminal at each rate-limiting point corresponding to various main currents is set to be equal to or less than each rate-limiting current corresponding to various main currents. It is possible to avoid a decrease in the reliability of the semiconductor element when switching between the two.

また、スイッチング損失低減の観点からすれば、開閉制御端子の電流を極力大きくしたい。このため、様々な主電流に対応する各律速点における開閉制御端子の電流を、時間経過とともに単調変化する律速電流に沿うように制御することにより、操作状態を切り替える場合のスイッチング損失を低減させることができる。すなわち、切替指令が入力されることにより開閉制御端子の電荷が移動し始めてから、開閉制御端子の電荷の移動が完了するまでの途中の期間である規定期間において、開閉制御端子の電流を時間経過とともに単調変化させることにより、スイッチング損失を低減させることができる。   From the viewpoint of reducing switching loss, it is desirable to increase the current at the switching control terminal as much as possible. For this reason, the switching loss when switching the operation state is reduced by controlling the current of the switching control terminal at each rate-limiting point corresponding to various main currents so as to follow the rate-limiting current that changes monotonically with time. Can do. In other words, the current of the switching control terminal has elapsed over a specified period, which is a period from when the charge of the switching control terminal starts to move due to the input of the switching command until the movement of the charge of the switching control terminal is completed. In addition, switching loss can be reduced by monotonously changing the switching loss.

この点に鑑み、上記発明では、指令値設定手段により、規定期間において時間経過とともに指令電流を単調変化させて設定する。そして、電流制御手段により、スイッチング素子の操作状態を切り替えるべく、指令値設定手段によって設定された指令電流に開閉制御端子の電流を制御する。これにより、スイッチング素子等の半導体素子の信頼性の低下を回避しつつ、スイッチング損失を低減させることができる。   In view of this point, in the above invention, the command value is set by monotonously changing the command current with time in the specified period by the command value setting means. The current control means controls the current of the switching control terminal to the command current set by the command value setting means in order to switch the operation state of the switching element. Thereby, switching loss can be reduced, avoiding the fall of the reliability of semiconductor elements, such as a switching element.

さらに上記発明では、規定期間における指令電流を、主電流に依存しない値に設定している。この設定ができるのは、規定期間の各タイミングにおける指令電流が、様々な主電流を元に定めた律速電流を用いて設定されるためである。これにより、主電流に応じて指令電流の設定を変更する処理を不要にできるため、駆動回路に要求される演算処理能力の増大を抑制できる。また、主電流を検出する検出回路を不要にできるため、駆動回路の部品数の増加を抑制することもできる。   Further, in the above invention, the command current in the specified period is set to a value that does not depend on the main current. This setting is possible because the command current at each timing in the specified period is set using a rate-limiting current determined based on various main currents. As a result, the process of changing the setting of the command current in accordance with the main current can be made unnecessary, so that it is possible to suppress an increase in arithmetic processing capability required for the drive circuit. In addition, since the detection circuit for detecting the main current can be eliminated, an increase in the number of components of the drive circuit can be suppressed.

ここで、上記発明は、例えば以下のように具体化することができる。   Here, the said invention can be actualized as follows, for example.

前記規定期間は、前記操作状態をオフ状態に切り替えるオフ指令が入力されることにより、前記開閉制御端子の電荷が放電され始めてから、前記電荷の放電が完了するまでの途中の期間であるメイン放電期間であり、前記指令値設定手段は、前記メイン放電期間において、前記開閉制御端子の指令放電電流を時間経過とともに単調増加させて設定する放電指令値設定手段を含み、前記電流制御手段は、前記スイッチング素子をオフ状態に切り替えるべく、前記放電指令値設定手段によって設定された前記指令放電電流に前記開閉制御端子の放電電流を制御する放電制御手段(66〜69,70)を含む。   The specified period is a main discharge that is an intermediate period from when the charge of the open / close control terminal starts to be discharged until the discharge of the charge is completed by inputting an OFF command for switching the operation state to the OFF state. The command value setting means includes a discharge command value setting means for monotonously increasing the command discharge current of the switching control terminal with time in the main discharge period, and the current control means includes the Discharge control means (66 to 69, 70) for controlling the discharge current of the switching control terminal to the command discharge current set by the discharge command value setting means in order to switch the switching element to the OFF state.

以下の説明において、スイッチング素子をオン状態からオフ状態に切り替えるために要求される開閉制御端子の放電電流であって、スイッチング素子の信頼性低下を回避可能な開閉制御端子の上限放電電流を、オフ律速電流と称すこととする。また、オフ指令が入力されてから、開閉制御端子の電荷の放電が完了するまでの途中のタイミングであって、オフ律速電流を定めるためのタイミングを、オフ律速点と称すこととする。   In the following description, the discharge current of the switching control terminal required to switch the switching element from the on state to the off state, and the upper limit discharge current of the switching control terminal that can avoid the deterioration of the switching element reliability is turned off. It will be referred to as a rate limiting current. Also, the timing for determining the off-rate-limiting current, which is in the middle of the discharge of the charge at the switching control terminal after the OFF command is input, is referred to as an off-rate-limiting point.

オフ指令の入力直前の主電流が大きいほど、オフ律速電流が小さくなる。また、オフ指令の入力直前の主電流が大きいほど、オフ指令が入力されてからオフ律速点となるまでの時間が短くなる。   The larger the main current immediately before the input of the off command, the smaller the off rate limiting current. Further, the larger the main current immediately before the input of the OFF command, the shorter the time from when the OFF command is input until the OFF rate-limiting point is reached.

ここで本願発明者は、様々な主電流に対応するオフ律速点におけるオフ律速電流を時間軸上にプロットすると、オフ律速電流の波形が時間経過とともに単調増加する波形となることを見出した。このため、オフ指令が入力された後、様々な主電流に対応する各オフ律速点における開閉制御端子の放電電流を、様々な主電流に対応する各オフ律速電流以下とすることにより、スイッチング素子をオフ状態に切り替える場合におけるスイッチング素子の信頼性低下を回避しつつ、スイッチング損失を低減させることができる。この点に鑑み、上記発明では、放電指令値設定手段と、放電制御手段とを備えた。   Here, the inventor of the present application has found that when the off-rate limiting current at the off-rate limiting point corresponding to various main currents is plotted on the time axis, the waveform of the off-rate limiting current becomes a waveform that monotonously increases with time. For this reason, after the OFF command is input, the switching current at the switching control terminal at each off-rate control point corresponding to various main currents is made equal to or less than each off-rate limiting current corresponding to various main currents. The switching loss can be reduced while avoiding the deterioration of the reliability of the switching element when switching to the OFF state. In view of this point, the above invention includes the discharge command value setting means and the discharge control means.

また、上記発明は、例えば以下のように具体化することもできる。   Moreover, the said invention can also be actualized as follows, for example.

前記規定期間は、前記操作状態をオン状態に切り替えるオン指令が入力されることにより、前記開閉制御端子に電荷が充電され始めてから、前記電荷の充電が完了するまでの途中の期間であるメイン充電期間であり、前記指令値設定手段は、前記メイン充電期間において、前記開閉制御端子の指令充電電流を時間経過とともに単調減少させて設定する充電指令値設定手段を含み、前記電流制御手段は、前記スイッチング素子をオン状態に切り替えるべく、前記充電指令値設定手段によって設定された前記指令充電電流に前記開閉制御端子の充電電流を制御する充電制御手段(62〜65,70)を含む。   The specified period is a main charge period in which the charge is charged to the open / close control terminal after the on command to switch the operation state to the on state is input and the charge charge is completed. The command value setting means includes charge command value setting means for monotonously decreasing the command charge current of the switching control terminal over time in the main charge period, and the current control means includes the Charge control means (62 to 65, 70) for controlling the charge current of the open / close control terminal to the command charge current set by the charge command value setting means to switch the switching element to the ON state.

以下の説明において、スイッチング素子をオフ状態からオン状態に切り替えるために要求される開閉制御端子の充電電流であって、上記半導体素子(例えば、対向アームのフリーホイールダイオード)の信頼性低下を回避可能な開閉制御端子の上限充電電流を、オン律速電流と称すこととする。また、オン指令が入力されてから、開閉制御端子の電荷の充電が完了するまでの途中のタイミングであって、オン律速電流を定めるためのタイミングを、オン律速点と称すこととする。   In the following description, it is the charging current of the switching control terminal required for switching the switching element from the OFF state to the ON state, and it is possible to avoid a decrease in the reliability of the semiconductor element (for example, the free wheel diode of the opposite arm) The upper limit charging current of the open / close control terminal is referred to as an on-rate limiting current. In addition, the timing for determining the on-rate-limiting current, which is an intermediate timing from the input of the on-command to the completion of charging of the charge of the switching control terminal, is referred to as an on-rate-limiting point.

オン指令の入力によってその後流れる主電流が大きいほど、オン律速電流が小さくなる。また、オン指令の入力によってその後流れる主電流が大きいほど、オン指令が入力されてからオン律速点となるまでの時間が長くなる。   The larger the main current that flows after the ON command is input, the smaller the ON-controlled current. Further, the larger the main current that flows after the ON command is input, the longer the time from when the ON command is input until the ON rate-limiting point is reached.

ここで本願発明者は、様々な主電流に対応するオン律速点におけるオン律速電流を時間軸上にプロットすると、オン律速電流の波形が時間経過とともに単調減少する波形となることを見出した。このため、オン指令が入力された後、様々な主電流に対応する各オン律速点における開閉制御端子の充電電流を、様々な主電流に対応する各オン律速電流以下とすることにより、スイッチング素子をオン状態に切り替える場合における上記半導体素子の信頼性低下を回避しつつ、スイッチング損失を低減させることができる。この点に鑑み、上記発明では、充電指令値設定手段と、充電制御手段とを備えた。   Here, the present inventor has found that when the on-rate limiting current at the on-rate limiting point corresponding to various main currents is plotted on the time axis, the waveform of the on-rate limiting current becomes a waveform that monotonously decreases with time. For this reason, after the ON command is input, the switching current at the ON / OFF control terminal corresponding to various main currents is set to be equal to or lower than the ON current limiting current corresponding to various main currents, thereby switching elements. The switching loss can be reduced while avoiding a decrease in the reliability of the semiconductor element when switching to the ON state. In view of this point, the above invention includes the charge command value setting means and the charge control means.

第1実施形態にかかる車載モータ制御システムの全体構成図。1 is an overall configuration diagram of an in-vehicle motor control system according to a first embodiment. 駆動回路の構成を示す図。The figure which shows the structure of a drive circuit. コレクタ電流、ゲート放電電流及びサージ電圧の関係を示す図。The figure which shows the relationship between a collector current, a gate discharge current, and a surge voltage. サージ電圧を説明するための図。The figure for demonstrating a surge voltage. コレクタ電流とオフ律速電流との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a collector current and an off-rate limited current. コレクタ電流とオフ律速点との関係を示すタイムチャート。The time chart which shows the relationship between a collector current and an OFF rate control point. ゲート指令放電電流の推移を示すタイムチャート。The time chart which shows transition of gate command discharge current. 本実施形態、定電圧制御及び定電流制御のそれぞれのゲート放電電流の推移を示すタイムチャート。The time chart which shows transition of each gate discharge current of this embodiment, constant voltage control, and constant current control. 本実施形態にかかるオフ状態への切替速度の向上効果を示す図。The figure which shows the improvement effect of the switching speed to the OFF state concerning this embodiment. コレクタ電流、ゲート充電電流及びコレクタ電流速度の関係を示す図。The figure which shows the relationship between collector current, gate charge current, and collector current speed. コレクタ電流速度を説明するための図。The figure for demonstrating collector current speed. コレクタ電流とオン律速電流との関係を示す図。The figure which shows the relationship between a collector current and an ON rate-limiting current. コレクタ電流とオン律速点との関係を示すタイムチャート。The time chart which shows the relationship between a collector current and an ON rate-limiting point. ゲート指令充電電流の推移を示すタイムチャート。The time chart which shows transition of gate command charge current. 本実施形態、定電圧制御及び定電流制御のそれぞれのゲート充電電流の推移を示すタイムチャート。The time chart which shows transition of each gate charge current of this embodiment, constant voltage control, and constant current control. 第2実施形態にかかるゲート指令放電電流の推移を示すタイムチャート。The time chart which shows transition of the gate command discharge current concerning a 2nd embodiment. オフ時のデッドタイム短縮効果を説明するためのタイムチャート。The time chart for demonstrating the dead time reduction effect at the time of OFF. ゲート指令充電電流の推移を示すタイムチャート。The time chart which shows transition of gate command charge current. オン時のデッドタイム短縮効果を説明するためのタイムチャート。The time chart for demonstrating the dead time reduction effect at the time of ON. 第3実施形態にかかるゲート指令放電電流の推移を示すタイムチャート。The time chart which shows transition of the gate command discharge current concerning a 3rd embodiment. オフ時のスイッチング損失低減効果を説明するためのタイムチャート。The time chart for demonstrating the switching loss reduction effect at the time of OFF. ゲート指令充電電流の推移を示すタイムチャート。The time chart which shows transition of gate command charge current. オン時のスイッチング損失低減効果を説明するためのタイムチャート。The time chart for demonstrating the switching loss reduction effect at the time of ON. 第4実施形態にかかるコレクタ電流、電源電圧及びオフ律速電流の関係を示す図。The figure which shows the relationship between the collector current concerning 4th Embodiment, a power supply voltage, and an OFF rate-limiting current. 電源電圧に応じた指令放電電流の設定の一例を示すタイムチャート。The time chart which shows an example of the setting of the command discharge current according to a power supply voltage. コレクタ電流、電源電圧及びオン律速電流の関係を示す図。The figure which shows the relationship between a collector current, a power supply voltage, and an ON rate limiting current. 電源電圧に応じた指令充電電流の設定の一例を示すタイムチャート。The time chart which shows an example of the setting of the command charge current according to a power supply voltage. その他の実施形態にかかる電源電圧に応じた指令放電電流の設定手法を示すタイムチャート。The time chart which shows the setting method of the command discharge current according to the power supply voltage concerning other embodiment. その他の実施形態にかかる電源電圧に応じた指令充電電流の設定手法を示すタイムチャート。The time chart which shows the setting method of the command charge current according to the power supply voltage concerning other embodiment.

(第1実施形態)
以下、本発明を、車載主機として回転電機(モータジェネレータ)を搭載した車両に適用した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a vehicle equipped with a rotating electrical machine (motor generator) as an in-vehicle main machine will be described with reference to the drawings.

<1.基本構成の説明>
まず、本実施形態の基本構成について説明する。図1に示すように、車両は、高圧バッテリ10、昇降圧コンバータ20、インバータ30、モータジェネレータ40、及び制御装置50を備えている。
<1. Description of basic configuration>
First, the basic configuration of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the vehicle includes a high voltage battery 10, a buck-boost converter 20, an inverter 30, a motor generator 40, and a control device 50.

モータジェネレータ40は、車載主機であり、図示しない駆動輪と動力伝達可能とされている。モータジェネレータ40は、インバータ30及び昇降圧コンバータ20を介して、高圧バッテリ10に電気的に接続されている。本実施形態では、モータジェネレータ40として、3相のものを用いている。モータジェネレータ40としては、例えば、永久磁石同期モータを用いることができる。また、高圧バッテリ10は、例えば百V以上となる端子間電圧を有する蓄電池である。高圧バッテリ10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。   The motor generator 40 is an in-vehicle main machine, and can transmit power to drive wheels (not shown). The motor generator 40 is electrically connected to the high voltage battery 10 via the inverter 30 and the step-up / step-down converter 20. In the present embodiment, a three-phase motor generator 40 is used. As the motor generator 40, for example, a permanent magnet synchronous motor can be used. Moreover, the high voltage battery 10 is a storage battery which has the voltage between terminals which becomes 100 V or more, for example. As the high voltage battery 10, for example, a lithium ion storage battery or a nickel hydride storage battery can be used.

昇降圧コンバータ20は、第1コンデンサ21、第2コンデンサ22、リアクトル23、及び上,下アーム昇圧スイッチング素子Scp,Scnの直列接続体を備えている。詳しくは、第1コンデンサ21には、高圧バッテリ10が並列接続されている。第1コンデンサ21の第1端には、リアクトル23を介して各昇圧スイッチング素子Scp,Scnの接続点が接続されている。各昇圧スイッチング素子Scp,Scnの直列接続体には、第2コンデンサ22が並列接続されている。昇降圧コンバータ20は、インバータ30からモータジェネレータ40に交流電圧を出力する力行駆動時において、高圧バッテリ10から出力された直流電圧を昇圧してインバータ30に対して出力する機能を有する。また、昇降圧コンバータ20は、モータジェネレータ40から出力された交流電圧をインバータ30で直流電圧に変換して昇降圧コンバータ20に出力する回生駆動時において、インバータ30から出力された直流電圧を降圧して高圧バッテリ10に対して出力する機能を有する。   The step-up / step-down converter 20 includes a first capacitor 21, a second capacitor 22, a reactor 23, and series connection bodies of upper and lower arm step-up switching elements Scp and Scn. Specifically, the high voltage battery 10 is connected to the first capacitor 21 in parallel. A connection point of each step-up switching element Scp, Scn is connected to the first end of the first capacitor 21 via a reactor 23. A second capacitor 22 is connected in parallel to the series connection body of the step-up switching elements Scp and Scn. The step-up / step-down converter 20 has a function of boosting the DC voltage output from the high-voltage battery 10 and outputting the boosted voltage to the inverter 30 during powering driving in which an AC voltage is output from the inverter 30 to the motor generator 40. Further, the step-up / down converter 20 steps down the DC voltage output from the inverter 30 during regenerative driving in which the AC voltage output from the motor generator 40 is converted into a DC voltage by the inverter 30 and output to the step-up / down converter 20. And has a function of outputting to the high voltage battery 10.

ちなみに本実施形態では、各昇圧スイッチング素子とScp,Scn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。各昇圧スイッチング素子Scp,Scnには、各フリーホイールダイオードDcp,Dcnが逆並列に接続されている。   Incidentally, in the present embodiment, voltage control type semiconductor switching elements are used as Scp and Scn with each step-up switching element, and specifically, an IGBT is used. Each freewheeling diode Dcp, Dcn is connected in antiparallel to each step-up switching element Scp, Scn.

インバータ30は、U,V,W相上アームスイッチング素子Sup,Svp,Swpと、U,V,W相下アームスイッチング素子Sun,Svn,Swnとの直列接続体を3組備えている。各直列接続体は、第2コンデンサ22に並列接続されている。各直列接続体の接続点には、モータジェネレータ40のU,V,W相巻線の一端が接続されている。   The inverter 30 includes three sets of U, V, W phase upper arm switching elements Sup, Svp, Swp and U, V, W phase lower arm switching elements Sun, Svn, Swn connected in series. Each series connection body is connected in parallel to the second capacitor 22. One end of the U, V, W phase windings of the motor generator 40 is connected to the connection point of each series connection body.

ちなみに本実施形態では、各スイッチング素子とSup〜Swn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。各スイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnには、各フリーホイールダイオードDup,Dun,Dvp,Dvn,Dwp,Dwnが逆並列に接続されている。なお、昇降圧コンバータ20に代えて、インバータ30が第2コンデンサ22を備えていてもよい。   Incidentally, in this embodiment, a voltage-controlled semiconductor switching element is used as Sup to Swn with each switching element, and specifically, an IGBT is used. Each freewheel diode Dup, Dun, Dvp, Dvn, Dwp, Dwn is connected in antiparallel to each switching element Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn. Instead of the step-up / step-down converter 20, the inverter 30 may include a second capacitor 22.

本実施形態にかかる制御システムは、第1電圧センサ41と、第2電圧センサ42とを備えている。第1電圧センサ41は、第1コンデンサ21の端子間電圧を検出する第1電圧検出手段であり、第2電圧センサ42は、第2コンデンサ22の端子間電圧を検出する第2電圧検出手段である。   The control system according to the present embodiment includes a first voltage sensor 41 and a second voltage sensor 42. The first voltage sensor 41 is a first voltage detection unit that detects a voltage between terminals of the first capacitor 21, and the second voltage sensor 42 is a second voltage detection unit that detects a voltage between terminals of the second capacitor 22. is there.

各電圧センサ41,42の検出値は、制御装置50に入力される。制御装置50は、モータジェネレータ40の制御量(例えば、トルク)をその指令値に制御すべく、昇降圧コンバータ20及びインバータ30を操作する。詳しくは、制御装置50は、各電圧センサ41,42の検出値に基づいて、昇降圧コンバータ20の各昇圧スイッチング素子Scp,Scnをオンオフするための操作信号gcp,gcnを生成し、各昇圧スイッチング素子Scp,Scnに対して個別に設けられた駆動回路Drに対して出力する。操作信号gcp,gcnは、各昇圧スイッチング素子Scp,Scnのオン状態への切り替えを指示するオン指令と、オフ状態への切り替えを指示するオフ指令とのいずれかをとる。これにより、各昇圧スイッチング素子Scp,Scnがオンオフされる。本実施形態では、力行駆動時において、下アーム昇圧スイッチング素子Scnがオンオフされ、上アーム昇圧スイッチング素子Scpがオフ状態に維持される。一方、回生駆動時において、上アーム昇圧スイッチング素子Scpがオンオフされ、下アーム昇圧スイッチング素子Scnがオフ状態に維持される。   Detection values of the voltage sensors 41 and 42 are input to the control device 50. Control device 50 operates buck-boost converter 20 and inverter 30 to control the control amount (for example, torque) of motor generator 40 to the command value. Specifically, control device 50 generates operation signals gcp, gcn for turning on / off each boost switching element Scp, Scn of buck-boost converter 20 based on the detection value of each voltage sensor 41, 42, and each boost switching. It outputs to the drive circuit Dr provided separately for the elements Scp and Scn. The operation signals gcp and gcn take either an on command for instructing switching of the step-up switching elements Scp and Scn to an on state or an off command for instructing switching to an off state. Thereby, each step-up switching element Scp, Scn is turned on / off. In the present embodiment, during powering driving, the lower arm boost switching element Scn is turned on and off, and the upper arm boost switching element Scp is maintained in the off state. On the other hand, during regenerative driving, upper arm boost switching element Scp is turned on and off, and lower arm boost switching element Scn is maintained in the off state.

制御装置50は、インバータ30の各スイッチング素子Sup,Sun,Svp,Svn,Swp,Swnをオンオフすべく、操作信号gup,gun,gvp,gvn,gwp,gwnを、各スイッチング素子Sup〜Swnに対して個別に設けられた駆動回路Drに対して出力する。本実施形態では、電気角で互いに位相が120°ずれた3相指令電圧とキャリア信号(例えば三角波信号)との大小比較に基づくPWM処理により、各操作信号gup,gun,gvp,gvn,gwp,gwnを生成する。操作信号gup〜gwnは、各スイッチング素子Sup〜Swnのオン状態への切り替えを指示するオン指令と、オフ状態への切り替えを指示するオフ指令とのいずれかをとる。上アーム側の操作信号gup,gvp,gwpと、対応する下アーム側の操作信号gun,gvn,gwnとは、互いに相補的な信号となっている。このため、上アームスイッチング素子Sup、Svp,Swpと、対応する下アームスイッチング素子Sun,Svn,Swnとは、デッドタイムを挟みつつ、交互にオン状態とされる。   The control device 50 sends operation signals gup, ung, gvp, gvn, gwp, gwn to the switching elements Sup to Swn in order to turn on / off the switching elements Sup, Sun, Svp, Svn, Swp, Swn of the inverter 30. To the drive circuit Dr provided individually. In the present embodiment, the operation signals gup, gun, gvp, gvn, gwp, and the operation signals gup, gun, gvp, gvp, gwp, gwn is generated. The operation signals gup to gwn take either an on command for instructing switching of the switching elements Sup to Swn to an on state or an off command for instructing switching to an off state. The operation signals gup, gvp, and gwp on the upper arm side and the corresponding operation signals gun, gvn, and gwn on the lower arm side are complementary to each other. Therefore, the upper arm switching elements Sup, Svp, Swp and the corresponding lower arm switching elements Sun, Svn, Swn are alternately turned on with a dead time interposed therebetween.

続いて、図2を用いて、駆動回路Drの構成について説明する。本実施形態における各スイッチング素子Scp,Scn,Sup〜Swnに対応する各駆動回路Drは、基本的には同じ構成である。図2には、インバータ30のU相上アームスイッチング素子Supに対応する駆動回路Drを例示した。   Next, the configuration of the drive circuit Dr will be described with reference to FIG. The drive circuits Dr corresponding to the switching elements Scp, Scn, Sup to Swn in the present embodiment have basically the same configuration. FIG. 2 illustrates the drive circuit Dr corresponding to the U-phase upper arm switching element Sup of the inverter 30.

図示されるように、駆動回路Drには、定電圧電源60から電力が供給される。図2には、定電圧電源60の出力電圧を「Vom」にて示した。本実施形態において、定電圧電源60の出力電圧Vomが、スイッチング素子Supのエミッタ(出力端子)に対するゲート(開閉制御端子)の電位差(以下、ゲート電圧)の上限電圧となる。また、ゲート電圧の下限電圧は、エミッタ電位(0)である。駆動回路Drは、1チップ化された集積回路61を備えている。定電圧電源60には、充電用抵抗体62を介して集積回路61の第1端子T1が接続されている。第1端子T1には、PチャネルMOSFET(以下、充電用スイッチング素子63)、及び集積回路61の第2端子T2を介して、スイッチング素子Supのゲートが接続されている。   As shown in the figure, power is supplied from the constant voltage power supply 60 to the drive circuit Dr. In FIG. 2, the output voltage of the constant voltage power supply 60 is indicated by “Vom”. In the present embodiment, the output voltage Vom of the constant voltage power supply 60 becomes the upper limit voltage of the potential difference (hereinafter referred to as gate voltage) of the gate (opening / closing control terminal) with respect to the emitter (output terminal) of the switching element Sup. The lower limit voltage of the gate voltage is the emitter potential (0). The drive circuit Dr includes an integrated circuit 61 that is made into one chip. A first terminal T1 of the integrated circuit 61 is connected to the constant voltage power supply 60 via a charging resistor 62. The gate of the switching element Sup is connected to the first terminal T1 via the P-channel MOSFET (hereinafter, charging switching element 63) and the second terminal T2 of the integrated circuit 61.

第1端子T1には、第1オペアンプ64の反転入力端子が接続されている。第1オペアンプ64の非反転入力端子には、第1電源65の正極端子が接続され、第1電源65の負極端子には、集積回路61の第3端子T3を介してスイッチング素子Supのエミッタが接続されている。第1電源65は、その出力電圧を可変設定可能に構成されている。こうした構成によれば、充電用スイッチング素子63のオン抵抗が調整され、第3端子T3(エミッタ)に対する第1端子T1の電位差を、第1電源65の出力電圧とすることができる。すなわち、第1電源65の出力電圧を調整することにより、ゲート充電電流を制御することができる。ちなみに、ゲート充電電流を制御する構成としては、図2に示した構成に限らない。   The inverting input terminal of the first operational amplifier 64 is connected to the first terminal T1. The positive terminal of the first power supply 65 is connected to the non-inverting input terminal of the first operational amplifier 64, and the emitter of the switching element Sup is connected to the negative terminal of the first power supply 65 via the third terminal T3 of the integrated circuit 61. It is connected. The first power supply 65 is configured so that its output voltage can be variably set. According to such a configuration, the on-resistance of the charging switching element 63 is adjusted, and the potential difference of the first terminal T1 with respect to the third terminal T3 (emitter) can be set as the output voltage of the first power supply 65. That is, the gate charging current can be controlled by adjusting the output voltage of the first power supply 65. Incidentally, the configuration for controlling the gate charging current is not limited to the configuration shown in FIG.

スイッチング素子Supのゲートには、集積回路61の第4端子T4と、NチャネルMOSFET(以下、放電用スイッチング素子66)とを介して、集積回路61の第5端子T5が接続されている。第5端子T5には、放電用抵抗体67を介して第3端子T3が接続されている。   The gate of the switching element Sup is connected to the fifth terminal T5 of the integrated circuit 61 via a fourth terminal T4 of the integrated circuit 61 and an N-channel MOSFET (hereinafter, discharge switching element 66). A third terminal T3 is connected to the fifth terminal T5 via a discharging resistor 67.

第5端子T5には、第2オペアンプ68の反転入力端子が接続されている。第2オペアンプ68の非反転入力端子には、第2電源69の正極端子が接続され、第2電源69の負極端子には、第3端子T3が接続されている。第2電源69は、その出力電圧を可変設定可能に構成されている。こうした構成によれば、放電用スイッチング素子66のオン抵抗が調整され、第3端子T3に対する第5端子T5の電位を、第2電源69の出力電圧とすることができる。すなわち、第2電源69の出力電圧を調整することにより、ゲート放電電流を制御することができる。ちなみに、ゲート放電電流を制御する構成としては、図2に示した構成に限らない。   The inverting input terminal of the second operational amplifier 68 is connected to the fifth terminal T5. The non-inverting input terminal of the second operational amplifier 68 is connected to the positive terminal of the second power source 69, and the negative terminal of the second power source 69 is connected to the third terminal T 3. The second power supply 69 is configured so that its output voltage can be variably set. According to such a configuration, the on-resistance of the discharge switching element 66 is adjusted, and the potential of the fifth terminal T5 with respect to the third terminal T3 can be set as the output voltage of the second power supply 69. That is, the gate discharge current can be controlled by adjusting the output voltage of the second power source 69. Incidentally, the configuration for controlling the gate discharge current is not limited to the configuration shown in FIG.

集積回路61は、駆動制御部70を内蔵している。駆動制御部70には、集積回路61の第6端子T6を介して操作信号gupが入力され、また、第7端子T7を介して第2電圧センサ42によって検出された電圧(以下、電源電圧VH)が入力される。駆動制御部70は、入力された操作信号gupに基づいて、充電処理及び放電処理を交互に行うことでスイッチング素子Supを駆動する。   The integrated circuit 61 includes a drive control unit 70. An operation signal gup is input to the drive controller 70 via the sixth terminal T6 of the integrated circuit 61, and the voltage detected by the second voltage sensor 42 via the seventh terminal T7 (hereinafter referred to as the power supply voltage VH). ) Is entered. The drive control unit 70 drives the switching element Sup by alternately performing the charging process and the discharging process based on the input operation signal gup.

充電処理は、操作信号gupがオン指令になったと判断された場合、第1オペアンプ64に対してイネーブル信号SigCを出力することで充電用スイッチング素子63を駆動し、第2オペアンプ68に対するイネーブル信号SigDの出力を停止することで放電用スイッチング素子66をオフ状態とする処理である。充電処理では、ゲート充電電流を指令充電電流に制御すべく、通電操作によって第1電源65の出力電圧が調整される。指令充電電流に対応する第1電源65の出力電圧は、駆動制御部70の備える記憶手段であるメモリ70aに記憶されている。充電処理の実行により、スイッチング素子Supのゲート電圧が閾値電圧Vth(スレッショルド電圧)以上になると、スイッチング素子Supがオフ状態からオン状態に切り替わる。ちなみに本実施形態において、充電用抵抗体62、充電用スイッチング素子63、第1オペアンプ64、第1電源65及び駆動制御部70が「充電制御手段」を構成する。   When it is determined that the operation signal gup is turned on, the charging process outputs the enable signal SigC to the first operational amplifier 64 to drive the charging switching element 63 and the enable signal SigD to the second operational amplifier 68. This is a process for turning off the discharge switching element 66 by stopping the output. In the charging process, the output voltage of the first power supply 65 is adjusted by the energization operation in order to control the gate charging current to the command charging current. The output voltage of the first power supply 65 corresponding to the command charging current is stored in a memory 70 a that is a storage unit included in the drive control unit 70. When the gate voltage of the switching element Sup becomes equal to or higher than the threshold voltage Vth (threshold voltage) due to the execution of the charging process, the switching element Sup is switched from the off state to the on state. Incidentally, in the present embodiment, the charging resistor 62, the charging switching element 63, the first operational amplifier 64, the first power supply 65, and the drive control unit 70 constitute “charging control means”.

一方、放電処理は、操作信号gupがオフ指令になったと判断された場合、第2オペアンプ68に対してイネーブル信号SigDを出力することで放電用スイッチング素子66を駆動し、第1オペアンプ64に対するイネーブル信号SigCの出力を停止することで充電用スイッチング素子63をオフ状態とする処理である。放電処理では、ゲート放電電流を指令放電電流に制御すべく、通電操作によって第2電源69の出力電圧が調整される。指令放電電流に対応する第2電源69の出力電圧は、メモリ70aに記憶されている。放電処理の実行により、ゲート電圧が閾値電圧Vth未満になると、スイッチング素子Supがオン状態からオフ状態に切り替わる。ちなみに本実施形態において、放電用スイッチング素子66、放電用抵抗体67、第2オペアンプ68、第2電源69及び駆動制御部70が「放電制御手段」を構成する。   On the other hand, in the discharge process, when it is determined that the operation signal gup is an off command, the enable signal SigD is output to the second operational amplifier 68 to drive the discharge switching element 66 and enable the first operational amplifier 64. This is a process for turning off the charging switching element 63 by stopping the output of the signal SigC. In the discharge process, the output voltage of the second power source 69 is adjusted by an energization operation so as to control the gate discharge current to the command discharge current. The output voltage of the second power supply 69 corresponding to the command discharge current is stored in the memory 70a. When the gate voltage becomes lower than the threshold voltage Vth by executing the discharge process, the switching element Sup is switched from the on state to the off state. Incidentally, in the present embodiment, the discharge switching element 66, the discharge resistor 67, the second operational amplifier 68, the second power source 69, and the drive control unit 70 constitute “discharge control means”.

<2.ゲートの指令放電電流の説明>
続いて、本実施形態の特徴的構成であるゲートの指令放電電流について説明する。ここでは、指令放電電流の適合手法について説明した後、駆動制御部70によって実行される指令放電電流の設定処理について説明する。なお本実施形態では、主に、インバータ30を構成するスイッチング素子S*#(*=u,v,w、#=p,n)を例に説明する。
<2. Explanation of command discharge current of gate>
Next, the command discharge current of the gate, which is a characteristic configuration of this embodiment, will be described. Here, after describing a method for adapting the command discharge current, a process for setting the command discharge current executed by the drive control unit 70 will be described. In the present embodiment, the switching element S * # (* = u, v, w, # = p, n) constituting the inverter 30 will be mainly described as an example.

まず、本実施形態にかかる指令放電電流の適合手法について説明する。   First, a method for adapting a command discharge current according to the present embodiment will be described.

図3に、ゲート放電電流Ig、スイッチング素子S*#のコレクタ(入力端子)及びコレクタ間に流れる電流(以下、コレクタ電流Ic)、及びサージ電圧ΔVの関係を示す。本実施形態において、サージ電圧ΔVは、図4に示すように、スイッチング素子S*#がオフ状態に切り替えられる場合のコレクタ及びエミッタ間電圧Vceのピークと、スイッチング素子S*#がオフ状態に切り替えられた後のコレクタ及びエミッタ間電圧Vceの安定値(図中、電源電圧VHにて例示)との差として定義される。図3には、コレクタ電流Icがその最大値(以下、最大コレクタ電流Imax。例えば400A)となる場合の関係と、コレクタ電流がその最小値(以下、最小コレクタ電流Imin。例えば50A)となる場合の関係とを示した。なお、図3の横軸には、ゲート放電電流Igが小さくなるほど、スイッチング素子S*#のオン状態からオフ状態への切替速度(スイッチング速度)が低くなることをあわせて示した。   FIG. 3 shows the relationship between the gate discharge current Ig, the current (hereinafter referred to as the collector current Ic) flowing between the collector (input terminal) and the collector of the switching element S * #, and the surge voltage ΔV. In this embodiment, as shown in FIG. 4, the surge voltage ΔV includes the peak of the collector-emitter voltage Vce when the switching element S * # is switched to the off state, and the switching element S * # is switched to the off state. It is defined as the difference from the stable value of the collector-emitter voltage Vce after being generated (illustrated by the power supply voltage VH in the figure). FIG. 3 shows the relationship when the collector current Ic has the maximum value (hereinafter, maximum collector current Imax, for example, 400 A) and the collector current has the minimum value (hereinafter, minimum collector current Imin, for example, 50 A). And showed the relationship. The horizontal axis of FIG. 3 also shows that the switching speed (switching speed) from the on state to the off state of the switching element S * # decreases as the gate discharge current Ig decreases.

図3に示すように、ゲート放電電流Igを大きくするほど、サージ電圧ΔVが増加していくものの、ゲート放電電流Igをさらに大きくすると、サージ電圧ΔVが低下し始める。すなわち、サージ電圧ΔVがピークとなるゲート放電電流Igが存在する。   As shown in FIG. 3, the surge voltage ΔV increases as the gate discharge current Ig is increased. However, when the gate discharge current Ig is further increased, the surge voltage ΔV starts to decrease. That is, there is a gate discharge current Ig having a peak surge voltage ΔV.

この理由は、例えば、コレクタ電流Icが大きい領域と小さい領域とで異なる。詳しくは、コレクタ電流Icが大きい領域においては、ゲート放電電流Igが大きくなると、スイッチング素子S*#がオフ状態に切り替えられる場合のサージ電圧が、スイッチング素子S*#のダイナミックアバランシェによって吸収される。このため、サージ電圧ΔVがピークとなるゲート放電電流Igが存在する。ただし、ゲート放電電流Igをサージ電圧のピークに対応するゲート放電電流を超えて設定することは、スイッチング素子S*#の信頼性の維持につながらない。これは、サージ電圧ΔVがピークとなるゲート放電電流を超えてゲート放電電流Igを大きくすると、ダイナミックアバランシェによってスイッチング素子S*#の信頼性が低下するためである。   The reason is different between, for example, a region where the collector current Ic is large and a region where the collector current Ic is small. Specifically, in a region where the collector current Ic is large, when the gate discharge current Ig is increased, the surge voltage when the switching element S * # is switched to the OFF state is absorbed by the dynamic avalanche of the switching element S * #. For this reason, there is a gate discharge current Ig at which the surge voltage ΔV peaks. However, setting the gate discharge current Ig to exceed the gate discharge current corresponding to the peak of the surge voltage does not maintain the reliability of the switching element S * #. This is because if the gate discharge current Ig is increased beyond the gate discharge current at which the surge voltage ΔV reaches a peak, the reliability of the switching element S * # is lowered by the dynamic avalanche.

一方、コレクタ電流Icが小さい領域においては、IGBTの素子特性でスイッチング速度が決まることに起因して、ゲート放電電流を制御できなくなる。このことに起因して、サージ電圧ΔVがピークとなるゲート放電電流Igが存在する。   On the other hand, in the region where the collector current Ic is small, the gate discharge current cannot be controlled because the switching speed is determined by the element characteristics of the IGBT. Due to this, there is a gate discharge current Ig having a peak surge voltage ΔV.

以上説明した理由から、サージ電圧ΔVがピークとなるゲート放電電流Igを超えてゲート放電電流Igを大きくすると、スイッチング素子S*#の信頼性が低下する懸念がある。また、サージ電圧ΔVがピークとなるゲート放電電流Igは、コレクタ電流Icが大きいほど小さくなる。このため、スイッチング素子S*#をオフ状態に切り替える場合において、各コレクタ電流Icに対応するゲート放電電流Igは、サージ電圧ΔVがピークとなるゲート放電電流Ig以下とする必要がある。   For the reasons described above, when the gate discharge current Ig is increased beyond the gate discharge current Ig at which the surge voltage ΔV peaks, there is a concern that the reliability of the switching element S * # is lowered. Further, the gate discharge current Ig at which the surge voltage ΔV reaches a peak decreases as the collector current Ic increases. Therefore, when switching the switching element S * # to the off state, the gate discharge current Ig corresponding to each collector current Ic needs to be equal to or less than the gate discharge current Ig at which the surge voltage ΔV peaks.

ここで本実施形態では、スイッチング損失を低減する観点から、各コレクタ電流Icに対して、サージ電圧ΔVがピークとなるゲート放電電流Igをオフ律速電流Idrc(「上限放電電流」に相当)として選択する。図5に、コレクタ電流Icを最小コレクタ電流Iminから最大コレクタ電流Imaxまでの間で様々な値とした場合に対応するオフ律速電流Idrcを示す。図5に示すように、操作信号g*#のオフ指令が駆動回路Drに入力される直前のコレクタ電流Icが大きくなるほど、オフ律速電流Idrcが小さくなる。図5では、最小コレクタ電流Iminに対応するオフ律速電流Idrcをオフ最大電流Iβとして示し、最大コレクタ電流Imaxに対応するオフ律速電流Idrcをオフ最小電流Iαとして示した。   Here, in this embodiment, from the viewpoint of reducing the switching loss, the gate discharge current Ig at which the surge voltage ΔV reaches the peak is selected as the off-rate limiting current Idrc (corresponding to the “upper limit discharge current”) for each collector current Ic. To do. FIG. 5 shows the off-rate limiting current Idrc corresponding to the case where the collector current Ic has various values between the minimum collector current Imin and the maximum collector current Imax. As shown in FIG. 5, as the collector current Ic immediately before the OFF command of the operation signal g * # is input to the drive circuit Dr increases, the OFF rate-limiting current Idrc decreases. In FIG. 5, the off-rate limiting current Idrc corresponding to the minimum collector current Imin is shown as the off-maximum current Iβ, and the off-rate limiting current Idrc corresponding to the maximum collector current Imax is shown as the off-minimum current Iα.

このように、コレクタ電流Icと関係付けてオフ律速電流Idrcを規定することができる。本実施形態では、オフ律速電流Idrcを定めるタイミングを、サージ電圧ΔVがピークとなるタイミングに設定した。本実施形態では、このタイミングをオフ律速点と称すこととする。ここで、オフ指令が入力される直前のコレクタ電流Icが大きいほど、オフ指令が入力されてからオフ律速点となるまでの時間が短くなる。図6に、オフ指令が駆動制御部70に入力されてから、コレクタ及びエミッタ間電圧Vceがピークとなるまでのタイムチャートを示す。ここで図6は、コレクタ電流Ic、コレクタ及びエミッタ間電圧Vce、並びにゲート電圧Vgeの推移を示す。図6に示すように、オフ指令が入力されてから、最大コレクタ電流Imaxに対応するオフ律速点(時刻t1)となるまでの時間は、オフ指令が入力されてから、最小コレクタ電流Iminに対応するオフ律速点(時刻t2)となるまでの時間よりも短い。   Thus, the off-rate limiting current Idrc can be defined in relation to the collector current Ic. In the present embodiment, the timing for determining the off-rate limiting current Idrc is set to the timing at which the surge voltage ΔV peaks. In the present embodiment, this timing is referred to as an off-rate limiting point. Here, the larger the collector current Ic immediately before the OFF command is input, the shorter the time from when the OFF command is input until the OFF rate-limiting point is reached. FIG. 6 shows a time chart from when the OFF command is input to the drive control unit 70 to when the collector-emitter voltage Vce reaches a peak. Here, FIG. 6 shows changes in the collector current Ic, the collector-emitter voltage Vce, and the gate voltage Vge. As shown in FIG. 6, the time from when the OFF command is input to when the OFF rate-limiting point (time t1) corresponding to the maximum collector current Imax is reached corresponds to the minimum collector current Imin after the OFF command is input. It is shorter than the time until the OFF rate limiting point (time t2) is reached.

ここで、様々なコレクタ電流Icに対応するオフ律速点と、各オフ律速点に対応するオフ律速電流Idrcとを時間軸上にプロットすると、図7(a)の時刻t2〜t3に示すように、オフ律速電流Idrcの波形が時間経過とともに単調増加する波形となる。時刻t1においてオフ指令が入力されてから、コレクタ電流Icに対応するオフ律速点までの期間に渡って、各オフ律速点におけるオフ律速電流Idrcを流し続けたとしても、スイッチング素子S*#の信頼性は低下しない。このため、オフ指令が入力された後、様々なコレクタ電流Icに対応する各オフ律速点におけるゲート放電電流を、様々なコレクタ電流Icに対応する各オフ律速電流Idrc以下とすることにより、オフ状態に切り替える場合におけるスイッチング素子S*#の信頼性低下を回避しつつ、スイッチング損失を低減できる。   Here, when the off-rate limiting points corresponding to various collector currents Ic and the off-rate limiting currents Idrc corresponding to the respective off-rate limiting points are plotted on the time axis, as shown at times t2 to t3 in FIG. The waveform of the off-rate limiting current Idrc is a waveform that monotonously increases with time. Even if the OFF rate-limiting current Idrc at each OFF rate-limiting point continues to flow over the period from the input of the OFF command at time t1 to the OFF rate-limiting point corresponding to the collector current Ic, the reliability of the switching element S * # Sex does not decrease. For this reason, after the OFF command is input, the gate discharge current at each OFF rate-determining point corresponding to various collector currents Ic is set to be equal to or less than each OFF-determining current Idrc corresponding to various collector currents Ic. Switching loss can be reduced while avoiding a decrease in the reliability of the switching element S * # when switching to.

ここで本実施形態では、時刻t2〜t3の期間をメイン放電期間と称すこととする。また、メイン放電期間の開始タイミング(時刻t2)は、最大コレクタ電流Imaxに対応するオフ律速点に設定されている(図7(b)参照)。さらに、メイン放電期間の終了タイミング(時刻t3)は、最小コレクタ電流Iminに対応するオフ律速点に設定されている。本実施形態において、メイン放電期間の開始タイミング及び終了タイミングのそれぞれは、予め実験等により定められている。   Here, in the present embodiment, the period from time t2 to t3 is referred to as a main discharge period. In addition, the start timing (time t2) of the main discharge period is set to an off rate-limiting point corresponding to the maximum collector current Imax (see FIG. 7B). Further, the end timing (time t3) of the main discharge period is set to an off rate-limiting point corresponding to the minimum collector current Imin. In the present embodiment, each of the start timing and end timing of the main discharge period is determined in advance by experiments or the like.

一方、オフ指令が入力される時刻t1から、メイン放電期間の開始タイミング(時刻t2)までの期間を、プレ放電期間と称すこととする。また、メイン放電期間の終了タイミング(時刻t3)から、その直後にオン指令が入力されるまでの期間を、アフタ放電期間と称すこととする。   On the other hand, a period from time t1 when the OFF command is input to the start timing (time t2) of the main discharge period is referred to as a pre-discharge period. In addition, a period from the end timing of the main discharge period (time t3) until the ON command is input immediately thereafter is referred to as an after discharge period.

本実施形態において、プレ放電期間における指令放電電流は、オフ最小電流Iαよりも小さい一定値に設定されている。メイン放電期間における指令放電電流は、プレ放電期間の終了タイミングの指令放電電流との連続性を維持しつつ、時間経過とともに単調増加するように設定されている。詳しくは、時刻t2における指令放電電流は、オフ最小電流Iα未満の値に設定され、時刻t3における指令放電電流は、オフ最小電流Iαよりも大きくてかつオフ最大電流Iβ未満の値に設定されている。アフタ放電期間における指令放電電流は、メイン放電期間の終了タイミングの指令放電電流と同一の値であって、一定値に設定されている。   In the present embodiment, the command discharge current in the pre-discharge period is set to a constant value that is smaller than the OFF minimum current Iα. The command discharge current in the main discharge period is set to monotonously increase with time while maintaining continuity with the command discharge current at the end timing of the pre-discharge period. Specifically, the command discharge current at time t2 is set to a value less than the minimum OFF current Iα, and the command discharge current at time t3 is set to a value greater than the minimum OFF current Iα and less than the maximum OFF current Iβ. Yes. The command discharge current in the after discharge period is the same value as the command discharge current at the end timing of the main discharge period, and is set to a constant value.

さらに本実施形態において、メイン放電期間における指令放電電流は、コレクタ電流Icに依存しない値に設定されている。この設定ができるのは、メイン放電期間の各タイミングにおける指令放電電流が、様々なコレクタ電流Icに対応する各オフ律速点におけるオフ律速電流Idrcに基づいて設定されるためである。これにより、コレクタ電流Icに応じて指令放電電流の設定を変更する処理を不要にできる。このため、PWM処理におけるキャリア信号の1周期内に指令放電電流の設定変更処理を行う必要がなくなり、駆動回路Drに要求される演算処理能力の増大を抑制できる。また、コレクタ電流Icを検出する検出回路を不要にでき、駆動回路Drの部品数の増加を抑制することもできる。   Furthermore, in this embodiment, the command discharge current in the main discharge period is set to a value that does not depend on the collector current Ic. This setting is possible because the command discharge current at each timing of the main discharge period is set based on the off-rate limiting current Idrc at each off-rate limiting point corresponding to various collector currents Ic. Thereby, the process which changes the setting of command discharge current according to collector current Ic can be made unnecessary. For this reason, it is not necessary to perform the setting change process of the command discharge current within one cycle of the carrier signal in the PWM process, and an increase in the arithmetic processing capability required for the drive circuit Dr can be suppressed. Further, a detection circuit for detecting the collector current Ic can be eliminated, and an increase in the number of components of the drive circuit Dr can be suppressed.

本実施形態において、図7(a)に示した指令放電電流にかかる情報は、駆動制御部70のメモリ70aに記憶されている。詳しくは、メモリ70aには、指令放電電流を実現するための第2電源69の出力電圧が、オフ指令が入力されてからの経過時間と関係付けられて記憶されている。駆動制御部70は、オフ指令が入力されてからの時間を計時する機能を有する。このため、駆動制御部70は、放電処理において、ゲート放電電流を図7(a)に示した指令放電電流に制御することができる。ちなみに本実施形態において、駆動制御部70が「放電指令値設定手段」に相当する。   In the present embodiment, information relating to the command discharge current shown in FIG. 7A is stored in the memory 70 a of the drive control unit 70. Specifically, the output voltage of the second power source 69 for realizing the command discharge current is stored in the memory 70a in relation to the elapsed time after the OFF command is input. The drive control unit 70 has a function of measuring the time from when the off command is input. Therefore, the drive control unit 70 can control the gate discharge current to the command discharge current shown in FIG. Incidentally, in the present embodiment, the drive control unit 70 corresponds to “discharge command value setting means”.

続いて、図8及び図9を用いて、本実施形態の効果を説明する。まず、図8に、本実施形態、定電圧制御、及び定電流制御におけるゲート放電電流の推移を示す。ここで、定電圧制御とは、先の図2に示した構成において、オフ指令が入力される期間に渡って放電用スイッチング素子66をフルオンさせる制御のことである。フルオンさせることで、放電用スイッチング素子66のオン抵抗が略0とされる。一方、定電流制御とは、先の図2に示した構成において、オフ指令が入力される期間に渡って、第2電源69の出力電圧を一定値にし、ゲート放電電流を一定値に保持する制御のことである。   Subsequently, the effects of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 8 and 9. First, FIG. 8 shows the transition of the gate discharge current in this embodiment, constant voltage control, and constant current control. Here, the constant voltage control is control in which the discharge switching element 66 is fully turned on over the period in which the off command is input in the configuration shown in FIG. By fully turning on, the on-resistance of the discharge switching element 66 is substantially zero. On the other hand, the constant current control means that the output voltage of the second power source 69 is kept constant and the gate discharge current is kept constant over the period when the off command is inputted in the configuration shown in FIG. It is control.

図示されるように、定電圧制御においては、コレクタ電流Icが小さいほど、スイッチング素子S*#のミラー電圧が低くなり、ゲート放電電流が小さくなる。このため、スイッチング速度が低下し、スイッチング損失が増大する。このように、定電圧制御では、スイッチング速度がコレクタ電流Icに依存する。   As shown in the figure, in the constant voltage control, the smaller the collector current Ic, the lower the mirror voltage of the switching element S * # and the smaller the gate discharge current. For this reason, switching speed falls and switching loss increases. Thus, in the constant voltage control, the switching speed depends on the collector current Ic.

ここで、定電圧制御及び定電流制御においては、通常、コレクタ電流Icが最大コレクタ電流Imaxとなる場合にスイッチング素子S*#の信頼性が低下しないようにゲート放電電流が適合される。ただしこの場合、コレクタ電流Icが最大コレクタ電流Imaxに対して小さくなるほど、ゲート放電電流を上昇させる余地があるにもかかわらず、ゲート放電電流を上昇させることができない。このため、定電圧制御及び定電流制御では、コレクタ電流Icが低い領域においてスイッチング損失が増大する傾向にある。   Here, in the constant voltage control and the constant current control, the gate discharge current is usually adapted so that the reliability of the switching element S * # is not lowered when the collector current Ic becomes the maximum collector current Imax. However, in this case, as the collector current Ic becomes smaller than the maximum collector current Imax, the gate discharge current cannot be increased although there is room for increasing the gate discharge current. For this reason, in the constant voltage control and the constant current control, the switching loss tends to increase in a region where the collector current Ic is low.

これに対し、本実施形態の指令放電電流の設定手法によれば、図9に示すように、最小コレクタ電流Iminに対応する指令放電電流を、定電圧制御や定電流制御よりも大きく設定できる。すなわち、スイッチング速度を高く設定できる。その結果、定電圧制御及び定電流制御と比較して、例えばコレクタ電流Icが低い領域において、スイッチング損失を低減させることができる。   On the other hand, according to the command discharge current setting method of the present embodiment, as shown in FIG. 9, the command discharge current corresponding to the minimum collector current Imin can be set larger than the constant voltage control or the constant current control. That is, the switching speed can be set high. As a result, compared to the constant voltage control and the constant current control, for example, switching loss can be reduced in a region where the collector current Ic is low.

ちなみに、昇降圧コンバータ20を構成する各昇圧スイッチング素子Scp,Scpに対しても、インバータ30を構成するスイッチング素子S*#と同様に、上述した指令放電電流の設定手法を用いることができる。   Incidentally, the above-described command discharge current setting method can be used for each step-up switching element Scp, Scp constituting the buck-boost converter 20 as well as the switching element S * # constituting the inverter 30.

<3.ゲートの指令充電電流の説明>
続いて、本実施形態の特徴的構成であるゲートの指令充電電流について説明する。ここでは、指令充電電流の適合手法について説明した後、駆動制御部70によって実行される指令充電電流の設定処理について説明する。
<3. Explanation of command charge current of gate>
Next, the command charge current of the gate, which is a characteristic configuration of the present embodiment, will be described. Here, after describing the method of adapting the command charging current, the command charging current setting process executed by the drive control unit 70 will be described.

まず、本実施形態にかかる指令充電電流の適合手法について説明する。   First, a method for adapting a command charging current according to the present embodiment will be described.

図10に、ゲート充電電流Ig、コレクタ電流Ic、及びコレクタ電流速度「dIc/dt」の関係を示す。本実施形態において、コレクタ電流速度は、図11に示すように、スイッチング素子S*#がオン状態に切り替えられる場合のコレクタ電流Icのうち、コレクタ電流Icのピーク以降の変化速度(具体的には、時刻t2〜t3における変化速度)として定義される。ここでIak,Vakは、対向アームのフリーホイールダイオードに流れる電流,端子間電圧を示す。図10には、コレクタ電流Icが最大コレクタ電流Imaxとなる場合の関係と、コレクタ電流が最小コレクタ電流Iminとなる場合の関係とを示した。なお、時刻t1には、モータジェネレータ40のコイルのインダクタンスに起因して、自アーム側のコレクタ及びエミッタ間電圧Vceが低下することを示した。   FIG. 10 shows the relationship between the gate charging current Ig, the collector current Ic, and the collector current speed “dIc / dt”. In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the collector current speed is a change speed after the peak of the collector current Ic (specifically, among the collector current Ic when the switching element S * # is switched to the ON state) , The rate of change at times t2 to t3). Here, Iak and Vak indicate the current flowing through the free wheel diode of the opposite arm and the voltage between terminals. FIG. 10 shows the relationship when the collector current Ic is the maximum collector current Imax and the relationship when the collector current is the minimum collector current Imin. In addition, at time t1, due to the inductance of the coil of the motor generator 40, it has been shown that the collector-emitter voltage Vce on its own arm side decreases.

コレクタ電流Icが大きいほど、対向アームのフリーホイールダイオードの信頼性低下を回避可能なコレクタ電流速度の上限値が小さくなる。自アームのコレクタ電流速度が、対向アームのフリーホイールダイオードの信頼性に寄与するのは、コレクタ電流速度が高いほど、フリーホイールダイオードの逆回復時におけるダイナミックアバランシェに起因してフリーホイールダイオードの信頼性が低下しやすくなるためである。図10には、最小コレクタ電流Iminに対応するコレクタ電流速度の上限値Sth1と、最大コレクタ電流Imaxに対応するコレクタ電流速度の上限値Sth2とを示した。ゲート放電電流Igを大きくするほど、コレクタ電流速度が高くなる。このため、スイッチング素子S*#をオン状態に切り替える場合において、各コレクタ電流Icに対応するゲート充電電流Igは、コレクタ電流速度がその上限値以下の値とする必要がある。   The larger the collector current Ic is, the smaller the upper limit value of the collector current speed at which the reliability of the free wheel diode of the opposite arm can be avoided. The collector current speed of the own arm contributes to the reliability of the freewheel diode of the opposite arm. The higher the collector current speed, the more reliable the freewheel diode due to the dynamic avalanche during reverse recovery of the freewheel diode. It is because it becomes easy to fall. FIG. 10 shows the upper limit value Sth1 of the collector current speed corresponding to the minimum collector current Imin and the upper limit value Sth2 of the collector current speed corresponding to the maximum collector current Imax. As the gate discharge current Ig is increased, the collector current speed is increased. For this reason, when switching element S * # is switched on, gate charge current Ig corresponding to each collector current Ic needs to have a collector current speed equal to or lower than its upper limit.

ここで本実施形態では、スイッチング損失を低減する観点から、各コレクタ電流Icに対して、コレクタ電流速度がその上限値となるゲート充電電流Igをオン律速電流Icrcとして選択する。図12に、コレクタ電流Icを最小コレクタ電流Iminから最大コレクタ電流Imaxまでの間で様々な値とした場合に対応するオン律速電流Icrcを示す。図12に示すように、コレクタ電流Icが大きくなるほど、オン律速電流Icrcが小さくなる。図12では、最小コレクタ電流Iminに対応するオン律速電流Icrcをオン最大電流Iδとして示し、最大コレクタ電流Imaxに対応するオン律速電流Icrcをオン最小電流Iγとして示した。   Here, in the present embodiment, from the viewpoint of reducing the switching loss, the gate charging current Ig whose collector current speed is the upper limit value is selected as the on-rate limiting current Icrc for each collector current Ic. FIG. 12 shows the on-rate limiting current Icrc corresponding to the case where the collector current Ic has various values between the minimum collector current Imin and the maximum collector current Imax. As shown in FIG. 12, as the collector current Ic increases, the on-rate limiting current Icrc decreases. In FIG. 12, the on-rate limiting current Icrc corresponding to the minimum collector current Imin is shown as the on-maximum current Iδ, and the on-rate limiting current Icrc corresponding to the maximum collector current Imax is shown as the on-minimum current Iγ.

このように、コレクタ電流Icと関係付けてオン律速電流Icrcを規定することができる。本実施形態では、オン律速電流Icrcを定めるタイミングを、自アームのコレクタ電流Icがピークとなるタイミングに設定した。本実施形態では、このタイミングをオン律速点と称すこととする。ここで、オン状態に切り替えられた後に流れるコレクタ電流Icが大きいほど、オン指令が入力されてからオン律速点となるまでの時間が長くなる。図13に、オン指令が駆動制御部70に入力されてから、コレクタ電流Icがピークとなるまでのタイムチャートを示す。ここで図13は、コレクタ電流Ic、コレクタ及びエミッタ間電圧Vce、ゲート電圧Vge、並びに損失(Ic×Vce)の推移を示す。図13に示すように、オン指令が入力されてから、最大コレクタ電流Imaxに対応するオン律速点(時刻t2)となるまでの時間は、オン指令が入力されてから、最小コレクタ電流Iminに対応するオン律速点(時刻t1)となるまでの時間よりも長い。   Thus, the on-rate limiting current Icrc can be defined in relation to the collector current Ic. In the present embodiment, the timing for determining the on-rate limiting current Icrc is set to the timing at which the collector current Ic of the own arm peaks. In the present embodiment, this timing is referred to as an on-rate limiting point. Here, the longer the collector current Ic that flows after switching to the ON state, the longer the time from when the ON command is input until the ON rate-limiting point is reached. FIG. 13 shows a time chart from when the ON command is input to the drive control unit 70 until the collector current Ic reaches a peak. Here, FIG. 13 shows transitions of the collector current Ic, the collector-emitter voltage Vce, the gate voltage Vge, and the loss (Ic × Vce). As shown in FIG. 13, the time from when the ON command is input until the ON rate-limiting point (time t2) corresponding to the maximum collector current Imax corresponds to the minimum collector current Imin after the ON command is input. Longer than the time until the ON rate-limiting point (time t1) is reached.

ここで、様々なコレクタ電流Icに対応するオン律速点と、各オン律速点に対応するオン律速電流Icrcとを時間軸上にプロットすると、図14(a)の時刻t2〜t3に示すように、オン律速電流Icrcの波形が時間経過とともに単調減少する波形となる。時刻t1においてオン指令が入力されてから、コレクタ電流Icに対応するオン律速点までの期間に渡って、各オン律速点におけるオン律速電流Icrcを流し続けたとしても、対向アームのフリーホイールダイオードの信頼性は低下しない。このため、オン指令が入力された後、様々なコレクタ電流Icに対応する各オン律速点におけるゲート充電電流を、様々なコレクタ電流Icに対応する各オン律速電流Icrc以下とすることにより、オン状態に切り替える場合における対向アームのフリーホイールダイオードの信頼性低下を回避しつつ、スイッチング損失を低減できる。   Here, when the on-rate limiting points corresponding to various collector currents Ic and the on-rate limiting currents Icrc corresponding to the respective on-rate limiting points are plotted on the time axis, as shown at times t2 to t3 in FIG. The waveform of the on-rate limiting current Icrc becomes a waveform that monotonously decreases with time. Even if the on-rate limiting current Icrc at each on-rate limiting point continues to flow over the period from when the on-command is input at time t1 to the on-rate limiting point corresponding to the collector current Ic, Reliability is not reduced. For this reason, after the ON command is input, the gate charging current at each ON rate-determining point corresponding to various collector currents Ic is set to be equal to or less than each ON-determining current Icrc corresponding to various collector currents Ic. Switching loss can be reduced while avoiding a decrease in the reliability of the free wheel diode of the opposing arm when switching to.

ここで本実施形態では、時刻t2〜t3の期間をメイン充電期間と称すこととする。また、メイン充電期間の開始タイミング(時刻t2)は、最小コレクタ電流Iminに対応するオン律速点に設定されている(図14(b)参照)。さらに、メイン充電期間の終了タイミング(時刻t3)は、最大コレクタ電流Imaxに対応するオン律速点に設定されている。本実施形態において、メイン充電期間の開始タイミング及び終了タイミングのそれぞれは、予め実験等により定められている。   Here, in the present embodiment, the period from time t2 to t3 is referred to as a main charging period. Further, the start timing (time t2) of the main charging period is set to the ON rate-limiting point corresponding to the minimum collector current Imin (see FIG. 14B). Furthermore, the end timing (time t3) of the main charging period is set to the ON rate-limiting point corresponding to the maximum collector current Imax. In the present embodiment, each of the start timing and end timing of the main charging period is determined in advance through experiments or the like.

一方、オン指令が入力される時刻t1から、メイン充電期間の開始タイミング(時刻t2)までの期間を、プレ充電期間と称すこととする。また、メイン充電期間の終了タイミング(時刻t3)から、その直後にオフ指令が入力されるまでの期間を、アフタ充電期間と称すこととする。   On the other hand, the period from the time t1 when the ON command is input to the start timing (time t2) of the main charging period is referred to as a pre-charging period. Further, a period from the end timing of the main charging period (time t3) to the input of the off command immediately after that will be referred to as an after charging period.

本実施形態において、プレ充電期間における指令充電電流は、オン最大電流Iδよりも小さくてかつオン最小電流Iγよりも大きい一定値に設定されている。メイン充電期間における指令充電電流は、プレ充電期間の終了タイミングの指令充電電流との連続性を維持しつつ、時間経過とともに単調減少するように設定されている。詳しくは、時刻t2における指令充電電流は、オン最小電流Iγよりも大きくてかつオン最大電流Iδ未満の値に設定され、時刻t3における指令充電電流は、オン最小電流Iγ未満の値に設定されている。アフタ充電期間における指令充電電流は、メイン充電期間の終了タイミングの指令充電電流と同一の値であって、一定値に設定されている。   In the present embodiment, the command charging current in the pre-charging period is set to a constant value that is smaller than the on-maximum current Iδ and larger than the on-minimum current Iγ. The command charging current in the main charging period is set to monotonously decrease with time while maintaining continuity with the command charging current at the end timing of the precharging period. Specifically, the command charging current at time t2 is set to a value that is greater than the on-minimum current Iγ and less than the on-maximum current Iδ, and the command charging current at the time t3 is set to a value that is less than the on-minimum current Iγ. Yes. The command charging current in the after charging period is the same value as the command charging current at the end timing of the main charging period, and is set to a constant value.

さらに本実施形態において、メイン充電期間における指令充電電流は、指令放電電流と同様に、コレクタ電流Icに依存しない値に設定されている。これにより、放電側と同様に、駆動回路Drに要求される演算処理能力の増大を抑制でき、また、駆動回路Drの部品数の増加を抑制することができる。   Further, in the present embodiment, the command charging current in the main charging period is set to a value that does not depend on the collector current Ic, like the command discharge current. Thereby, similarly to the discharge side, it is possible to suppress an increase in the arithmetic processing capability required for the drive circuit Dr, and it is possible to suppress an increase in the number of components of the drive circuit Dr.

本実施形態において、図14(a)に示した指令充電電流にかかる情報は、駆動制御部70のメモリ70aに記憶されている。詳しくは、メモリ70aには、指令充電電流を実現するための第1電源65の出力電圧が、オン指令が入力されてからの経過時間と関係付けられて記憶されている。駆動制御部70は、充電処理において、ゲート充電電流を図14(a)に示した指令充電電流に制御することができる。ちなみに本実施形態において、駆動制御部70が「充電指令値設定手段」に相当する。   In the present embodiment, information relating to the command charging current shown in FIG. 14A is stored in the memory 70 a of the drive control unit 70. Specifically, the output voltage of the first power supply 65 for realizing the command charging current is stored in the memory 70a in relation to the elapsed time after the ON command is input. In the charging process, the drive control unit 70 can control the gate charging current to the command charging current shown in FIG. Incidentally, in the present embodiment, the drive control unit 70 corresponds to “charging command value setting means”.

続いて、図15を用いて、本実施形態の効果を説明する。図15に、本実施形態、定電圧制御、及び定電流制御におけるゲート充電電流の推移を示す。ここで、定電圧制御とは、先の図2に示した構成において、オン指令が入力される期間に渡って充電用スイッチング素子63をフルオンさせる制御のことである。一方、定電流制御とは、先の図2に示した構成において、オン指令が入力される期間に渡って、第1電源65の出力電圧を一定値にし、ゲート充電電流を一定値に保持する制御のことである。   Then, the effect of this embodiment is demonstrated using FIG. FIG. 15 shows the transition of the gate charging current in the present embodiment, constant voltage control, and constant current control. Here, the constant voltage control is control in which the charging switching element 63 is fully turned on over the period in which the ON command is input in the configuration shown in FIG. On the other hand, the constant current control means that the output voltage of the first power supply 65 is kept constant and the gate charging current is kept constant over the period when the ON command is inputted in the configuration shown in FIG. It is control.

図示されるように、定電圧制御においては、コレクタ電流Icが大きいほど、スイッチング素子S*#のミラー電圧が高くなり、ゲート充電電流が小さくなる。このため、スイッチング速度が低下し、スイッチング損失が増大する。このように、定電圧制御では、スイッチング速度がコレクタ電流Icに依存する。   As shown in the figure, in constant voltage control, the larger the collector current Ic, the higher the mirror voltage of the switching element S * # and the smaller the gate charging current. For this reason, switching speed falls and switching loss increases. Thus, in the constant voltage control, the switching speed depends on the collector current Ic.

ここで、定電圧制御及び定電流制御においては、通常、コレクタ電流Icが最大コレクタ電流Imaxとなる場合にフリーホイールダイオードの信頼性が低下しないようにゲート充電電流が適合される。ただしこの場合、放電側と同様に、コレクタ電流Icが最大コレクタ電流Imaxに対して小さくなるほど、スイッチング損失が増大する。これに対し、本実施形態の指令充電電流の設定手法によれば、最小コレクタ電流Iminに対応する指令充電電流を、定電圧制御や定電流制御よりも大きく設定できる。その結果、例えばコレクタ電流Icが低い領域において、スイッチング損失を低減させることができる。   Here, in the constant voltage control and the constant current control, the gate charging current is usually adapted so that the reliability of the freewheeling diode is not lowered when the collector current Ic becomes the maximum collector current Imax. However, in this case, similarly to the discharge side, the switching loss increases as the collector current Ic becomes smaller than the maximum collector current Imax. On the other hand, according to the setting method of the command charging current of the present embodiment, the command charging current corresponding to the minimum collector current Imin can be set larger than the constant voltage control or the constant current control. As a result, for example, switching loss can be reduced in a region where the collector current Ic is low.

ちなみに、昇降圧コンバータ20を構成する各昇圧スイッチング素子Scp,Scpに対しても、インバータ30を構成するスイッチング素子S*#と同様に、上述した指令充電電流の設定手法を用いることができる。   Incidentally, the above-described command charging current setting method can be used for each step-up switching element Scp, Scp constituting the buck-boost converter 20 as well as the switching element S * # constituting the inverter 30.

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)メイン放電期間において、ゲートの指令放電電流を単調増加させて設定した。そして、設定された指令放電電流にゲート放電電流を制御することにより、スイッチング素子S*#をオフ状態に切り替えた。これにより、オフ状態への切り替え時において、スイッチング素子S*#の信頼性の低下を回避しつつ、スイッチング損失を低減させることができる。   (1) In the main discharge period, the command discharge current of the gate is set monotonously. And switching element S * # was switched to the OFF state by controlling the gate discharge current to the set command discharge current. Thereby, at the time of switching to an OFF state, switching loss can be reduced, avoiding the fall of the reliability of switching element S * #.

さらに、メイン放電期間における指令放電電流を、オフ指令が入力される直前のコレクタ電流Icに依存しない値に設定した。これにより、コレクタ電流Icに応じて指令放電電流の設定を変更する処理を不要にできるため、駆動回路Drに要求される演算処理能力の増大を抑制できる。また、コレクタ流を検出する検出回路を駆動回路Drが備える必要がないため、駆動回路Drの部品数の増加を抑制することもできる。   Further, the command discharge current in the main discharge period is set to a value that does not depend on the collector current Ic immediately before the OFF command is input. As a result, the process of changing the setting of the command discharge current in accordance with the collector current Ic can be made unnecessary, so that it is possible to suppress an increase in arithmetic processing capability required for the drive circuit Dr. In addition, since it is not necessary for the drive circuit Dr to include a detection circuit that detects the collector flow, an increase in the number of components of the drive circuit Dr can be suppressed.

(2)メイン放電期間の開始タイミングを、最大コレクタ電流Imaxに対応するオフ律速点に設定した。この設定によれば、最大コレクタ電流Imaxがスイッチング素子に流れる場合であっても、オフ状態への切り替え時におけるスイッチング素子S*#の信頼性の低下を的確に回避できる。   (2) The start timing of the main discharge period is set to the off rate limiting point corresponding to the maximum collector current Imax. According to this setting, even when the maximum collector current Imax flows through the switching element, it is possible to accurately avoid a decrease in the reliability of the switching element S * # when switching to the off state.

(3)メイン放電期間の終了タイミングを、最小コレクタ電流Iminに対応するオフ律速点に設定した。この設定に対し、メイン放電期間の終了タイミングを、最小コレクタ電流Iminよりも大きいコレクタ電流に対応するオフ律速点に設定する構成も考えられる。この場合、メイン放電期間の終了タイミング以降の指令放電電流を大きくする余地があるにもかかわらず、指令放電電流が大きくされないことにより、スイッチング損失が増大し得る。これに対し、本実施形態によれば、指令放電電流を大きく設定でき、スイッチング損失を的確に低減させることができる。   (3) The end timing of the main discharge period is set to an off rate limiting point corresponding to the minimum collector current Imin. In contrast to this setting, a configuration is also conceivable in which the end timing of the main discharge period is set to an off-rate limiting point corresponding to a collector current larger than the minimum collector current Imin. In this case, although there is room for increasing the command discharge current after the end timing of the main discharge period, the command discharge current is not increased, so that the switching loss may increase. On the other hand, according to the present embodiment, the command discharge current can be set large, and the switching loss can be accurately reduced.

(4)メイン充電期間において、ゲートの指令充電電流を単調減少させて設定した。そして、設定された指令充電電流にゲート充電電流を制御することにより、スイッチング素子S*#をオン状態に切り替えた。これにより、オン状態への切り替え時において、対向アームのフリーホイールダイオードの信頼性の低下を回避しつつ、スイッチング損失を低減させることができる。   (4) In the main charging period, the command charging current of the gate was set to monotonously decrease. And switching element S * # was switched to the ON state by controlling the gate charging current to the set command charging current. Thereby, at the time of switching to an ON state, switching loss can be reduced, avoiding the fall of the reliability of the freewheel diode of an opposing arm.

さらに、メイン充電期間における指令充電電流をコレクタ電流に依存しない値に設定した。これにより、駆動回路Drに要求される演算処理能力の増大を抑制でき、また、駆動回路Drの部品数の増加を抑制することもできる。   Furthermore, the command charging current in the main charging period was set to a value that does not depend on the collector current. Thereby, it is possible to suppress an increase in the arithmetic processing capability required for the drive circuit Dr, and it is also possible to suppress an increase in the number of components of the drive circuit Dr.

(5)メイン充電期間の終了タイミングを、最大コレクタ電流Imaxに対応するオン律速点に設定した。この設定によれば、最大コレクタ電流Imaxがスイッチング素子に流れる場合であっても、オン状態への切り替え時における対向アームのフリーホイールダイオードの信頼性の低下を的確に回避できる。   (5) The end timing of the main charging period is set to the on-rate limiting point corresponding to the maximum collector current Imax. According to this setting, even when the maximum collector current Imax flows through the switching element, it is possible to accurately avoid a decrease in the reliability of the free wheel diode of the opposing arm at the time of switching to the ON state.

(6)メイン充電期間の開始タイミングを、最小コレクタ電流Iminに対応するオン律速点に設定した。この設定に対し、メイン充電期間の開始タイミングを、最小コレクタ電流Iminよりも大きいコレクタ電流に対応するオン律速点に設定する構成も考えられる。この場合、メイン充電期間の開始タイミング以前の指令充電電流を大きくする余地があるにもかかわらず、指令充電電流が大きくされないことにより、スイッチング損失が増大し得る。これに対し、本実施形態によれば、指令充電電流を大きく設定でき、スイッチング損失を的確に低減させることができる。   (6) The start timing of the main charging period is set to the on-rate limiting point corresponding to the minimum collector current Imin. In contrast to this setting, a configuration in which the start timing of the main charging period is set to an on-rate limiting point corresponding to a collector current larger than the minimum collector current Imin is also conceivable. In this case, although there is room for increasing the command charging current before the start timing of the main charging period, the switching loss may increase because the command charging current is not increased. On the other hand, according to the present embodiment, the command charging current can be set large, and the switching loss can be accurately reduced.

(第2実施形態)
以下、第2実施形態について、上記第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、指令放電電流及び指令充電電流の設定手法を変更する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment. In the present embodiment, the setting method of the command discharge current and the command charge current is changed.

まず、指令放電電流について説明する。本実施形態では、図16に示すように、プレ放電期間(時刻t1〜t2)における指令放電電流が、メイン放電期間の開始タイミング(時刻t2)における指令放電電流よりも大きく設定されている。ここで図16は、先の図7(a)に対応している。図16には、上記第1実施形態にかかる指令放電電流を破線にて示した。   First, the command discharge current will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 16, the command discharge current in the pre-discharge period (time t1 to t2) is set to be larger than the command discharge current at the start timing (time t2) of the main discharge period. Here, FIG. 16 corresponds to the previous FIG. In FIG. 16, the command discharge current concerning the said 1st Embodiment was shown with the broken line.

本実施形態にかかる指令放電電流の設定手法によれば、デッドタイムを短縮することができる。以下、これについて、図17を用いて説明する。   According to the command discharge current setting method according to the present embodiment, the dead time can be shortened. Hereinafter, this will be described with reference to FIG.

図17(a),(b)は上,下アームの操作信号g*p,g*nの推移を示し、図17(b)は下アームスイッチング素子S*nのゲート電圧Vgeの推移を示し、図17(c)は下アームスイッチング素子S*nのコレクタ電流Icの推移を示し、図17(d)は下アームスイッチング素子S*nのコレクタ及びエミッタ間電圧Vceの推移を示す。図17では、上アームの操作信号g*pがオン指令に切り替えられる時刻t3を基準として、本実施形態と第1実施形態とのそれぞれの各推移を示した。   FIGS. 17A and 17B show changes in the upper and lower arm operation signals g * p and g * n, and FIG. 17B shows changes in the gate voltage Vge of the lower arm switching element S * n. FIG. 17C shows the transition of the collector current Ic of the lower arm switching element S * n, and FIG. 17D shows the transition of the collector-emitter voltage Vce of the lower arm switching element S * n. In FIG. 17, each transition of this embodiment and 1st Embodiment was shown on the basis of the time t3 when the operation signal g * p of an upper arm is switched to an ON command.

第1実施形態にかかる指令放電電流の設定手法では、時刻t1aにおいてオフ指令が入力されることにより、ゲート電圧Vgeが低下し始める。その後、時刻t2においてゲート電圧Vgeが閾値電圧Vthを下回ることにより、スイッチング素子S*nがオフ状態に切り替えられる。   In the method of setting the command discharge current according to the first embodiment, the gate voltage Vge starts to decrease when the off command is input at time t1a. Thereafter, when the gate voltage Vge falls below the threshold voltage Vth at time t2, the switching element S * n is switched to the off state.

一方、本実施形態では、オフ指令の入力タイミングである時刻t1bと、ゲート電圧Vgeが低下して閾値電圧Vthを下回るタイミングである時刻t2との時間間隔が、第1実施形態の時間間隔よりも短い。このため、オフ指令の入力タイミングと上アームの操作信号g*pがオン指令に切り替えられるタイミングとの時間間隔TBを、第1実施形態の時間間隔TAよりも短くできる。その結果、デッドタイムを短縮でき、モータジェネレータ40の制御性を向上させることができる。   On the other hand, in the present embodiment, the time interval between the time t1b that is the input timing of the off command and the time t2 that is the timing when the gate voltage Vge decreases and falls below the threshold voltage Vth is greater than the time interval of the first embodiment. short. Therefore, the time interval TB between the input timing of the off command and the timing at which the upper arm operation signal g * p is switched to the on command can be made shorter than the time interval TA of the first embodiment. As a result, the dead time can be shortened and the controllability of the motor generator 40 can be improved.

続いて、指令充電電流について説明する。本実施形態では、図18に示すように、プレ充電期間(時刻t1〜t2)における指令充電電流が、メイン充電期間の開始タイミング(時刻t2)における指令充電電流よりも大きく設定されている。図18は、先の図14(a)に対応している。図18に、上記第1実施形態にかかる指令充電電流を破線にて示した。   Next, the command charging current will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 18, the command charging current in the pre-charging period (time t1 to t2) is set to be larger than the command charging current at the start timing (time t2) of the main charging period. FIG. 18 corresponds to the previous FIG. In FIG. 18, the command charging current according to the first embodiment is shown by a broken line.

本実施形態にかかる指令充電電流の設定手法によれば、放電側と同様に、デッドタイムを短縮することができる。以下、これについて、図19を用いて説明する。図19は、先の図17に対応している。図19では、ゲート電圧Vgeが上昇して閾値電圧Vthになる時刻t2を基準として、本実施形態と第1実施形態とのそれぞれの各推移を示した。   According to the setting method of the command charging current according to the present embodiment, the dead time can be shortened similarly to the discharge side. Hereinafter, this will be described with reference to FIG. FIG. 19 corresponds to FIG. In FIG. 19, each transition of this embodiment and 1st Embodiment was shown on the basis of the time t2 when the gate voltage Vge rises and becomes the threshold voltage Vth.

本実施形態にかかるオン指令の入力タイミングと時刻t2との時間間隔TDは、第1実施形態の時間間隔TDよりも短い。このため、デッドタイムを短縮でき、モータジェネレータ40の制御性を向上させることができる。   The time interval TD between the input timing of the ON command and the time t2 according to the present embodiment is shorter than the time interval TD of the first embodiment. For this reason, dead time can be shortened and the controllability of the motor generator 40 can be improved.

ちなみに、昇降圧コンバータ20を構成する各昇圧スイッチング素子Scp,Scpに対しても、インバータ30を構成するスイッチング素子S*#と同様に、上述した指令充電電流の設定手法を用いることができる。   Incidentally, the above-described command charging current setting method can be used for each step-up switching element Scp, Scp constituting the buck-boost converter 20 as well as the switching element S * # constituting the inverter 30.

このように本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果に加えて、デッドタイムを短縮できるといった効果をさらに得ることができる。   Thus, according to the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, an effect that the dead time can be shortened can be further obtained.

(第3実施形態)
以下、第3実施形態について、上記第2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、指令放電電流及び指令充電電流の設定手法を変更する。
(Third embodiment)
Hereinafter, the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the second embodiment. In the present embodiment, the setting method of the command discharge current and the command charge current is changed.

まず、指令放電電流について説明する。本実施形態では、図20に示すように、時刻t3以降のアフタ放電期間における指令放電電流が、メイン放電期間の終了タイミング(時刻t3)における指令放電電流よりも大きく設定されている。図20は、先の図16に対応している。図20に、上記第1実施形態にかかる指令放電電流を破線にて示した。   First, the command discharge current will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 20, the command discharge current in the after discharge period after time t3 is set larger than the command discharge current at the end timing of the main discharge period (time t3). FIG. 20 corresponds to FIG. In FIG. 20, the command discharge current concerning the said 1st Embodiment was shown with the broken line.

本実施形態にかかる指令放電電流の設定手法によれば、スイッチング損失を低減させることができる。以下、これについて図21を用いて説明する。図21(a)〜(c)は、先の図17(c)〜(e)に対応している。   According to the command discharge current setting method according to the present embodiment, switching loss can be reduced. Hereinafter, this will be described with reference to FIG. FIGS. 21A to 21C correspond to FIGS. 17C to 17E.

図示されるように、本実施形態にかかる指令放電電流の設定手法によれば、時刻t1〜t2におけるテール電流を、第1実施形態よりも低減させることができる。その結果、オフ状態に切り替える場合に生じるスイッチング損失を低減させることができる。   As shown in the figure, according to the command discharge current setting method according to the present embodiment, the tail current at the times t1 to t2 can be reduced as compared with the first embodiment. As a result, switching loss that occurs when switching to the off state can be reduced.

続いて、指令充電電流について説明する。本実施形態では、図22に示すように、時刻t3以降のアフタ充電期間における指令充電電流が、メイン充電期間の終了タイミング(時刻t3)における指令充電電流よりも大きく設定されている。図22は、先の図18に対応している。図22に、上記第1実施形態にかかる指令充電電流を破線にて示した。   Next, the command charging current will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 22, the command charging current in the after charging period after time t3 is set to be larger than the command charging current at the end timing of the main charging period (time t3). FIG. 22 corresponds to FIG. In FIG. 22, the command charging current according to the first embodiment is shown by a broken line.

本実施形態にかかる指令充電電流の設定手法によれば、放電側と同様に、スイッチング損失を低減させることができる。以下、これについて図23を用いて説明する。図23(a)〜(c)は、先の図19(c)〜(e)に対応している。   According to the setting method of the command charging current according to the present embodiment, the switching loss can be reduced similarly to the discharge side. Hereinafter, this will be described with reference to FIG. FIGS. 23A to 23C correspond to FIGS. 19C to 19E.

図示されるように、本実施形態にかかる指令放電電流の設定手法によれば、ゲート電圧Vgeが閾値電圧Vthとなる時刻t1よりも後の時刻t2〜t3の間におけるコレクタ及びエミッタ間電圧Vceを、第1実施形態よりも低減させることができる。その結果、オン状態に切り替える場合に生じるスイッチング損失を低減させることができる。   As shown in the figure, according to the command discharge current setting method according to the present embodiment, the collector-emitter voltage Vce between the times t2 and t3 after the time t1 when the gate voltage Vge becomes the threshold voltage Vth is set. This can be reduced as compared with the first embodiment. As a result, switching loss that occurs when switching to the ON state can be reduced.

ちなみに、昇降圧コンバータ20を構成する各昇圧スイッチング素子Scp,Scpに対しても、インバータ30を構成するスイッチング素子S*#と同様に、上述した指令充電電流の設定手法を用いることができる。   Incidentally, the above-described command charging current setting method can be used for each step-up switching element Scp, Scp constituting the buck-boost converter 20 as well as the switching element S * # constituting the inverter 30.

このように本実施形態によれば、上記第1実施形態の効果に加えて、スイッチング損失をいっそう低減できるといった効果をさらに得ることができる。   Thus, according to the present embodiment, in addition to the effect of the first embodiment, an effect that the switching loss can be further reduced can be further obtained.

(第4実施形態)
以下、第4実施形態について、上記第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、電源電圧VHに基づいて、指令放電電流及び指令充電電流を可変設定する。
(Fourth embodiment)
Hereinafter, the fourth embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment. In the present embodiment, the command discharge current and the command charge current are variably set based on the power supply voltage VH.

まず、指令放電電流の設定手法について説明する。本実施形態では、電源電圧VHが高いほど、メイン放電期間の開始タイミングにおける指令放電電流を小さく設定する第1オフ側処理を行う。また、電源電圧VHが高いほど、オフ指令の入力タイミングに対してメイン放電期間の終了タイミングを遅延させる第2オフ側処理を行う。これは、図24に示すように、オフ律速電流Idrcが、電源電圧VHが高くほど小さく適合されるためである。ここで図24は、電源電圧VH、コレクタ電流Ic及びオフ律速電流Idrcの関係を示したものである。Vmaxは、電源電圧VHの取り得る最大値(例えば600V)を示す。   First, a method for setting the command discharge current will be described. In the present embodiment, the first off-side process for setting the command discharge current at the start timing of the main discharge period to be smaller is performed as the power supply voltage VH is higher. Further, as the power supply voltage VH is higher, a second off-side process is performed in which the end timing of the main discharge period is delayed with respect to the input timing of the off command. This is because, as shown in FIG. 24, the off-rate limiting current Idrc is adapted to be smaller as the power supply voltage VH is higher. Here, FIG. 24 shows the relationship among the power supply voltage VH, the collector current Ic, and the off-rate limiting current Idrc. Vmax indicates a maximum value (for example, 600 V) that the power supply voltage VH can take.

本実施形態において、電源電圧VHが高いほど、オフ律速電流Idrcを小さく適合しているのは、スイッチング素子S*#をオフ状態に切り替える場合のコレクタ及びエミッタ間電圧Vceの変化速度「dV/dt」を所定速度以下に抑制するためである。   In the present embodiment, the higher the power supply voltage VH, the smaller the off-rate limiting current Idrc is adapted. The change rate “dV / dt of the collector-emitter voltage Vce when the switching element S * # is switched to the off state. This is to suppress the "" below a predetermined speed.

つまり、インバータ30から出力されたサージ電圧がモータジェネレータ40に入力され、入力されたサージ電圧がモータジェネレータ40内で増幅され得る。その結果、モータジェネレータ40の信頼性が低下するおそれがある。増幅される現象が生じるのは、例えば、モータジェネレータ40のコイルのインダクタンスとコイルの寄生容量とによる共振が生じるためである。ここで、電源電圧VHが高いほど、オフ状態に切り替える場合のコレクタ及びエミッタ間電圧Vceの変化速度が高くなる傾向にある。この変化速度が高いほど、サージ電圧に含まれる周波数が高くなる。本実施形態では、モータジェネレータ40の共振周波数よりも、サージ電圧に含まれる周波数を低周波側にシフトさせることにより、モータジェネレータ40内のサージ電圧の増幅を回避する。   That is, the surge voltage output from the inverter 30 can be input to the motor generator 40, and the input surge voltage can be amplified in the motor generator 40. As a result, the reliability of the motor generator 40 may be reduced. The amplification phenomenon occurs because, for example, resonance occurs due to the inductance of the coil of the motor generator 40 and the parasitic capacitance of the coil. Here, the higher the power supply voltage VH, the higher the change rate of the collector-emitter voltage Vce when switching to the off state. The higher the rate of change, the higher the frequency included in the surge voltage. In the present embodiment, amplification of the surge voltage in the motor generator 40 is avoided by shifting the frequency included in the surge voltage to a lower frequency side than the resonance frequency of the motor generator 40.

このため、電源電圧VHが高い場合には、オフ律速電流Idrc(すなわち、指令放電電流)を小さくすることにより、スイッチング速度を低下させる処理を行う。この処理を具体化したものが、上記第1,第2オフ側処理である。これにより、コレクタ及びエミッタ間電圧Vceの変化速度「dV/dt」を所定電圧以下に抑制する。   For this reason, when the power supply voltage VH is high, a process for reducing the switching speed is performed by reducing the off-rate limiting current Idrc (that is, the command discharge current). A specific example of this process is the first and second off-side processes. As a result, the rate of change “dV / dt” of the collector-emitter voltage Vce is suppressed to a predetermined voltage or less.

図25に、電源電圧VHに応じた指令放電電流の設定手法の一例を示した。図25(a)における電源電圧Vd1は、図25(b)における電源電圧Vd2よりも低い。図示されるように、メイン放電期間の開始タイミング(時刻t2)の指令放電電流は、電源電圧VHの高い方が小さく設定されている。また、電源電圧の高い方のメイン放電期間の開始タイミングから終了タイミングまでの時間(時刻t2〜t4)は、電源電圧が低い方の時間(時刻t2〜t4)よりも長く設定されている。本実施形態では、メイン放電期間の開始タイミング(時刻t2)が、電源電圧VHによらず固定されている。メイン放電期間における指令放電電流は、電源電圧VHに応じたオフ律速電流Idrc以下に設定されている。   FIG. 25 shows an example of a command discharge current setting method according to the power supply voltage VH. The power supply voltage Vd1 in FIG. 25 (a) is lower than the power supply voltage Vd2 in FIG. 25 (b). As shown in the figure, the command discharge current at the start timing (time t2) of the main discharge period is set smaller as the power supply voltage VH is higher. The time from the start timing to the end timing of the main discharge period with the higher power supply voltage (time t2 to t4) is set longer than the time with the lower power supply voltage (time t2 to t4). In the present embodiment, the start timing (time t2) of the main discharge period is fixed regardless of the power supply voltage VH. The command discharge current in the main discharge period is set to be equal to or less than the off-rate limiting current Idrc corresponding to the power supply voltage VH.

ここで本実施形態では、先の図24に示すように、電源電圧VHがオフ側規定電圧Vα以下であると駆動制御部70によって判断された場合、第1,第2オフ側処理に代えて、オフ指令が入力される期間に渡って放電用スイッチング素子66をフルオンさせる処理が行われる。これは、定電圧電源60の出力電圧に上限があることから、ゲート放電電流をある値Ilimit1以上に高くできないことに基づくものである。フルオンさせる処理によれば、放電処理が定電圧制御によって行われる。   Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 24, when the drive control unit 70 determines that the power supply voltage VH is equal to or lower than the off-side specified voltage Vα, instead of the first and second off-side processes. The discharge switching element 66 is fully turned on over the period in which the OFF command is input. This is based on the fact that the gate discharge current cannot be made higher than a certain value Ilimit1 because the output voltage of the constant voltage power supply 60 has an upper limit. According to the full-on process, the discharge process is performed by constant voltage control.

続いて、指令充電電流の設定手法について説明する。本実施形態では、電源電圧VHが高いほど、メイン充電期間の終了タイミングにおける指令充電電流を小さく設定する第1オン側処理を行う。また、電源電圧VHが高いほど、オン指令の入力タイミングに対してメイン充電期間の開始タイミングを早める第2オン側処理を行う。これは、図26に示すように、オン律速電流Icrcが、電源電圧VHが高くほど小さく適合されるためである。ここで図26は、電源電圧VH、コレクタ電流Ic及びオン律速電流Icrcの関係を示したものである。本実施形態において、電源電圧VHが高いほど、オン律速電流Icrcを小さく適合しているのは、放電側と同様な理由による。   Next, a method for setting the command charging current will be described. In the present embodiment, as the power supply voltage VH is higher, the first on-side process for setting the command charging current at the end timing of the main charging period to be smaller is performed. Further, the second on-side process is performed to advance the start timing of the main charging period with respect to the input timing of the on command as the power supply voltage VH is higher. This is because, as shown in FIG. 26, the ON rate-limiting current Icrc is adapted to be smaller as the power supply voltage VH is higher. FIG. 26 shows a relationship among the power supply voltage VH, the collector current Ic, and the on-rate limiting current Icrc. In the present embodiment, the higher the power supply voltage VH, the smaller the on-rate limiting current Icrc is adapted for the same reason as on the discharge side.

図27に、電源電圧VHに応じた指令充電電流の設定手法の一例を示した。図27(a)における電源電圧Vc1は、図27(b)における電源電圧Vc2よりも低い。図示されるように、メイン充電期間の終了タイミング(時刻t4)の指令充電電流は、電源電圧VHの高い方が小さく設定されている。また、電源電圧の高い方のメイン充電期間の開始タイミングから終了タイミングまでの時間(時刻t2〜t4)は、電源電圧VHの低い方の時間(時刻t3〜t4)よりも長く設定されている。本実施形態では、メイン充電期間の終了タイミング(時刻t4)が、電源電圧VHによらず固定されている。メイン充電期間における指令充電電流は、電源電圧VHに応じたオン律速電流Icrc以下に設定されている。   FIG. 27 shows an example of a method for setting the command charging current according to the power supply voltage VH. The power supply voltage Vc1 in FIG. 27 (a) is lower than the power supply voltage Vc2 in FIG. 27 (b). As shown in the drawing, the command charging current at the end timing (time t4) of the main charging period is set smaller as the power supply voltage VH is higher. The time from the start timing to the end timing of the main charging period with the higher power supply voltage (time t2 to t4) is set longer than the time with the lower power supply voltage VH (time t3 to t4). In the present embodiment, the end timing (time t4) of the main charging period is fixed regardless of the power supply voltage VH. The command charging current in the main charging period is set to be equal to or lower than the on-rate limiting current Icrc corresponding to the power supply voltage VH.

ここで本実施形態では、先の図26に示すように、電源電圧VHがオン側規定電圧Vβ以下であると駆動制御部70によって判断された場合、第1,第2オン側処理に代えて、オン指令が入力される期間に渡って充電用スイッチング素子63をフルオンさせる処理が行われる。これは、放電側と同様に、ゲート充電電流をある値Ilimit2以上に高くできないことに基づくものである。この処理により、充電処理が定電圧制御によって行われる。   Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 26, when the drive control unit 70 determines that the power supply voltage VH is equal to or lower than the on-side specified voltage Vβ, instead of the first and second on-side processes. The charging switching element 63 is fully turned on over the period when the ON command is input. This is based on the fact that the gate charging current cannot be made higher than a certain value Ilimit2 as in the discharge side. With this process, the charging process is performed by constant voltage control.

ちなみに、昇降圧コンバータ20を構成する各昇圧スイッチング素子Scp,Scpに対しても、インバータ30を構成するスイッチング素子S*#と同様に、上述した指令充電電流の設定手法を用いることができる。ここで、下アーム昇圧スイッチング素子Scnに対して上記設定手法を用いる場合、電源電圧VHに代えて、例えば、第1電圧センサ41によって検出された電圧を用いればよい。また、上アーム昇圧スイッチング素子Scpに対して上記設定手法を用いる場合、電源電圧VHに代えて、例えば、第1電圧センサ41によって検出された電圧と電源電圧VHとの差圧を用いればよい。   Incidentally, the above-described command charging current setting method can be used for each step-up switching element Scp, Scp constituting the buck-boost converter 20 as well as the switching element S * # constituting the inverter 30. Here, when the above setting method is used for the lower arm boost switching element Scn, for example, a voltage detected by the first voltage sensor 41 may be used instead of the power supply voltage VH. Further, when the above setting method is used for the upper arm boost switching element Scp, for example, a differential pressure between the voltage detected by the first voltage sensor 41 and the power supply voltage VH may be used instead of the power supply voltage VH.

以上説明した本実施形態によれば、電源電圧VHに応じて指令充放電電流を設定するため、モータジェネレータ40を含む制御システムの信頼性低下を回避することができる。   According to the present embodiment described above, since the command charge / discharge current is set according to the power supply voltage VH, it is possible to avoid a decrease in the reliability of the control system including the motor generator 40.

(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。
(Other embodiments)
Each of the above embodiments may be modified as follows.

・電源電圧VHに基づく指令充放電電流の設定手法としては、上記第4実施形態に例示したものに限らない。例えば、図28に示すように、メイン放電期間の開始タイミング及び終了タイミングを変更することなく、電源電圧VHが高いほど、指令放電電流を小さく設定してもよい。また、図29に示すように、メイン充電期間の開始タイミング及び終了タイミングを変更することなく、電源電圧VHが高いほど、指令充電電流を小さく設定してもよい。   The command charge / discharge current setting method based on the power supply voltage VH is not limited to the one exemplified in the fourth embodiment. For example, as shown in FIG. 28, the command discharge current may be set smaller as the power supply voltage VH is higher without changing the start timing and end timing of the main discharge period. Further, as shown in FIG. 29, the command charging current may be set smaller as the power supply voltage VH is higher without changing the start timing and end timing of the main charging period.

・上記第4実施形態において、第1オフ側処理及び第2オフ側処理のうちいずれか一方の処理のみを行ってもよい。また、第1オン側処理及び第2オン側処理のうちいずれか一方の処理のみを行ってもよい。   In the fourth embodiment, only one of the first off-side process and the second off-side process may be performed. Further, only one of the first on-side process and the second on-side process may be performed.

・上記各実施形態では、指令放電電流をオフ律速電流Idrc未満の値に設定したがこれに限らず、指令放電電流をオフ律速電流Idrcと同じ値に設定してもよい。また、指令充電電流をオン律速電流Icrcと同じ値に設定してもよい。   In each of the above embodiments, the command discharge current is set to a value less than the off-rate limiting current Idrc. However, the present invention is not limited to this, and the command discharge current may be set to the same value as the off-rate control current Idrc. The command charging current may be set to the same value as the on-rate limiting current Icrc.

・メイン放電期間の開始タイミングを、最大コレクタ電流Imax未満であってかつ最小コレクタ電流Iminよりも大きいコレクタ電流Icに対応するオフ律速点に設定してもよい。この場合であっても、上記第1実施形態の(1),(3)〜(6)の効果を得ることはできる。また、メイン放電期間の終了タイミングを、最大コレクタ電流Imax未満であってかつ最小コレクタ電流Iminよりも大きいコレクタ電流Icに対応するオフ律速点に設定してもよい。この場合であっても、上記第1実施形態の(1),(2),(4)〜(6)の効果を得ることはできる。   The start timing of the main discharge period may be set to an off rate limiting point corresponding to a collector current Ic that is less than the maximum collector current Imax and greater than the minimum collector current Imin. Even in this case, the effects (1) and (3) to (6) of the first embodiment can be obtained. Further, the end timing of the main discharge period may be set to an off rate-limiting point corresponding to a collector current Ic that is less than the maximum collector current Imax and greater than the minimum collector current Imin. Even in this case, the effects (1), (2), (4) to (6) of the first embodiment can be obtained.

・メイン充電期間の開始タイミングを、最大コレクタ電流Imax未満であってかつ最小コレクタ電流Iminよりも大きいコレクタ電流Icに対応するオン律速点に設定してもよい。この場合であっても、上記第1実施形態の(1)〜(5)の効果を得ることはできる。また、メイン充電期間の終了タイミングを、最大コレクタ電流Imax未満であってかつ最小コレクタ電流Iminよりも大きいコレクタ電流Icに対応するオン律速点に設定してもよい。この場合であっても、上記第1実施形態の(1)〜(4),(6)の効果を得ることはできる。   The start timing of the main charging period may be set to an on-rate limiting point corresponding to a collector current Ic that is less than the maximum collector current Imax and greater than the minimum collector current Imin. Even in this case, the effects (1) to (5) of the first embodiment can be obtained. Alternatively, the end timing of the main charging period may be set to an on-rate limiting point corresponding to a collector current Ic that is less than the maximum collector current Imax and greater than the minimum collector current Imin. Even in this case, the effects (1) to (4) and (6) of the first embodiment can be obtained.

・上記第2,第3実施形態で説明した指令充放電電流の設定手法をあわせて用いてもよい。   The command charging / discharging current setting method described in the second and third embodiments may be used together.

・放電処理及び充電処理のうち、いずれか一方の処理において、指令電流を単調変化させて設定してもよい。   The command current may be monotonously changed and set in either one of the discharge process and the charge process.

・スイッチング素子としては、IGBTに限らず、MOSFET等の他の電圧制御形スイッチング素子であってもよい。   The switching element is not limited to an IGBT, and may be another voltage control type switching element such as a MOSFET.

・上記第1実施形態における律速点及び律速電流の定め方はあくまでも一例にすぎない。具体的には、オン律速点として、例えば、先の図13に示すように、オン状態に切り替えられる場合の損失Wがピークとなるタイミングを定めることも考えられる。   The method of determining the rate-limiting point and the rate-limiting current in the first embodiment is merely an example. Specifically, for example, as shown in FIG. 13, it may be possible to determine the timing at which the loss W peaks when switched to the on state, as shown in FIG.

62…充電用抵抗体、63…充電用スイッチング素子、64…第1オペアンプ、66…放電用スイッチング素子、67…放電用抵抗体、68…第2オペアンプ、70…駆動制御部、Dr…駆動回路、Scp,Scn,Sup〜Swn…スイッチング素子。   62 ... charging resistor, 63 ... charging switching element, 64 ... first operational amplifier, 66 ... discharging switching element, 67 ... discharging resistor, 68 ... second operational amplifier, 70 ... drive control unit, Dr ... driving circuit , Scp, Scn, Sup to Swn... Switching elements.

Claims (15)

スイッチング素子(Scp,Scn,Sup〜Swn)の操作状態の切替指令が入力されることにより、前記スイッチング素子の開閉制御端子の電荷を移動させて前記スイッチング素子の操作状態を切り替えるスイッチング素子の駆動回路において、
前記切替指令が入力されることにより、前記操作状態を切り替えるために前記開閉制御端子の電荷が移動し始めてから、前記電荷の移動が完了するまでの途中の期間を規定期間とし、
前記スイッチング素子の入出力端子間に流れる電流に依存しない前記規定期間における前記開閉制御端子の指令電流であって、前記規定期間において時間経過とともに前記指令電流を単調変化させて設定する指令値設定手段(70)と、
前記スイッチング素子の操作状態を切り替えるべく、前記指令値設定手段によって設定された前記指令電流に前記開閉制御端子の電流を制御する電流制御手段(62〜65,66〜69,70)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。
Switching element drive circuit that switches the operation state of the switching element by moving the charge of the switching control terminal of the switching element when a switching command of the operation state of the switching element (Scp, Scn, Sup to Swn) is input In
By inputting the switching command, a period in the middle from the start of movement of the charge of the opening / closing control terminal to switch the operation state until completion of the movement of the charge is defined as a specified period.
Command value setting means that is a command current of the switching control terminal in the specified period that does not depend on a current flowing between the input and output terminals of the switching element, and that is set by monotonically changing the command current over time in the specified period (70),
Current control means (62 to 65, 66 to 69, 70) for controlling the current of the switching control terminal to the command current set by the command value setting means to switch the operation state of the switching element. A switching element driving circuit.
前記規定期間は、前記操作状態をオフ状態に切り替えるオフ指令が入力されることにより、前記開閉制御端子の電荷が放電され始めてから、前記電荷の放電が完了するまでの途中の期間であるメイン放電期間であり、
前記指令値設定手段は、前記メイン放電期間において、前記開閉制御端子の指令放電電流を時間経過とともに単調増加させて設定する放電指令値設定手段を含み、
前記電流制御手段は、前記スイッチング素子をオフ状態に切り替えるべく、前記放電指令値設定手段によって設定された前記指令放電電流に前記開閉制御端子の放電電流を制御する放電制御手段(66〜69,70)を含む請求項1に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The specified period is a main discharge that is an intermediate period from when the charge of the open / close control terminal starts to be discharged until the discharge of the charge is completed by inputting an OFF command for switching the operation state to the OFF state. Period,
The command value setting means includes a discharge command value setting means for monotonously increasing the command discharge current of the switching control terminal over time in the main discharge period,
The current control means is a discharge control means (66 to 69, 70) for controlling the discharge current of the switching control terminal to the command discharge current set by the discharge command value setting means in order to switch the switching element to an off state. The switching element drive circuit according to claim 1, including:
前記スイッチング素子をオン状態からオフ状態に切り替えるために要求される前記開閉制御端子の放電電流であって、前記スイッチング素子の信頼性低下を回避可能な前記開閉制御端子の上限放電電流をオフ律速電流とし、
前記オフ指令が入力されてから、前記開閉制御端子の電荷の放電が完了するまでの途中のタイミングであって、前記オフ律速電流を定めるためのタイミングをオフ律速点とし、
前記放電指令値設定手段は、前記メイン放電期間において、前記入出力端子間に流れる各電流に対応する前記オフ律速点における前記指令放電電流を、前記入出力端子間に流れる各電流に対応する前記オフ律速電流以下に設定する請求項2に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The discharge current of the switching control terminal required to switch the switching element from the on state to the off state, and the upper limit discharge current of the switching control terminal capable of avoiding the deterioration of the reliability of the switching element is the off rate limiting current age,
The timing for determining the off-rate-limiting current, which is an intermediate timing from the input of the off-command to the completion of the discharge of the charge of the switching control terminal, is the off-rate-limiting point,
The discharge command value setting means includes the command discharge current at the off-rate control point corresponding to each current flowing between the input / output terminals in the main discharge period, and the command discharge current corresponding to each current flowing between the input / output terminals. The switching element drive circuit according to claim 2, wherein the switching element drive circuit is set to be equal to or less than an off-rate limiting current.
前記メイン放電期間の開始タイミングは、前記入出力端子間に流れる電流が取り得る範囲の最大値に対応する前記オフ律速点に設定されている請求項3に記載のスイッチング素子の駆動回路。   4. The switching element drive circuit according to claim 3, wherein a start timing of the main discharge period is set to the off-rate limiting point corresponding to a maximum value of a range that can be taken by a current flowing between the input and output terminals. 5. 前記メイン放電期間の終了タイミングは、前記入出力端子間に流れる電流が取り得る範囲の0よりも大きい最小値に対応する前記オフ律速点に設定されている請求項3又は4に記載のスイッチング素子の駆動回路。   5. The switching element according to claim 3, wherein an end timing of the main discharge period is set to the off-rate-limiting point corresponding to a minimum value larger than 0 in a range that a current flowing between the input and output terminals can take. Drive circuit. 前記放電指令値設定手段は、
前記オフ指令が入力されてから前記メイン放電期間の開始タイミングまでの期間であるプレ放電期間における前記指令放電電流を、前記メイン放電期間の開始タイミングにおける前記指令放電電流よりも大きく設定する処理と、
前記メイン放電期間の終了タイミングから、前記開閉制御端子の電圧が低下して下限電圧に到達するまでの期間を含むアフタ放電期間における前記指令放電電流を、前記メイン放電期間の終了タイミングにおける前記指令放電電流よりも大きく設定する処理とのうち少なくとも一方の処理を行う請求項2〜5のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The discharge command value setting means includes
A process for setting the command discharge current in the pre-discharge period, which is a period from the input of the off command to the start timing of the main discharge period, larger than the command discharge current at the start timing of the main discharge period;
The command discharge current in the after discharge period including the period from the end timing of the main discharge period until the voltage at the switching control terminal decreases to reach the lower limit voltage is used as the command discharge at the end timing of the main discharge period. The switching element drive circuit according to claim 2, wherein at least one of the processes set to be larger than the current is performed.
前記放電指令値設定手段は、
前記入出力端子間の電圧が高い場合、前記入出力端子間の電圧が低い場合よりも、前記メイン放電期間の開始タイミングにおける前記指令放電電流を小さく設定する第1オフ側処理と、
前記入出力端子間の電圧が高い場合、前記入出力端子間の電圧が低い場合よりも、前記オフ指令の入力タイミングに対して前記メイン放電期間の終了タイミングを遅延させる第2オフ側処理とのうち少なくとも一方の処理をさらに行う請求項2〜6のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The discharge command value setting means includes
When the voltage between the input and output terminals is high, a first off-side process for setting the command discharge current at the start timing of the main discharge period smaller than when the voltage between the input and output terminals is low;
When the voltage between the input and output terminals is high, the second off-side process for delaying the end timing of the main discharge period with respect to the input timing of the off command is lower than when the voltage between the input and output terminals is low. The switching element drive circuit according to claim 2, wherein at least one of the processes is further performed.
前記放電制御手段は、前記スイッチング素子の出力端子と前記開閉制御端子との間に接続されている直列接続体であって、放電用抵抗体(67)と放電用スイッチング素子(66)との直列接続体を有し、前記放電用スイッチング素子のオン抵抗を調整することにより、前記開閉制御端子の放電電流を前記指令放電電流に制御し、
前記放電指令値設定手段は、前記入出力端子間の電圧がオフ側規定電圧よりも高い場合、前記第1オフ側処理及び前記第2オフ側処理を行い、前記入出力端子間の電圧が前記オフ側規定電圧以下の場合、前記第1オフ側処理及び前記第2オフ側処理に代えて、前記放電用スイッチング素子をフルオンさせる処理を行う請求項7に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The discharge control means is a series connection body connected between the output terminal of the switching element and the open / close control terminal, wherein the discharge resistor (67) and the discharge switching element (66) are in series. By having a connection body and adjusting the on-resistance of the discharge switching element, the discharge current of the switching control terminal is controlled to the command discharge current,
The discharge command value setting means performs the first off-side processing and the second off-side processing when the voltage between the input and output terminals is higher than the off-side specified voltage, and the voltage between the input and output terminals is The switching element drive circuit according to claim 7, wherein when the voltage is equal to or lower than the off-side specified voltage, a process for fully turning on the discharge switching element is performed instead of the first off-side process and the second off-side process.
前記規定期間は、前記操作状態をオン状態に切り替えるオン指令が入力されることにより、前記開閉制御端子に電荷が充電され始めてから、前記電荷の充電が完了するまでの途中の期間であるメイン充電期間であり、
前記指令値設定手段は、前記メイン充電期間において、前記開閉制御端子の指令充電電流を時間経過とともに単調減少させて設定する充電指令値設定手段を含み、
前記電流制御手段は、前記スイッチング素子をオン状態に切り替えるべく、前記充電指令値設定手段によって設定された前記指令充電電流に前記開閉制御端子の充電電流を制御する充電制御手段(62〜65,70)を含む請求項1〜8のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The specified period is a main charge period in which the charge is charged to the open / close control terminal after the on command to switch the operation state to the on state is input and the charge charge is completed. Period,
The command value setting means includes charge command value setting means for monotonously decreasing and setting the command charging current of the switching control terminal over time in the main charging period,
The current control means is a charge control means (62 to 65, 70) for controlling the charge current of the open / close control terminal to the command charge current set by the charge command value setting means to switch the switching element to an on state. The switching element drive circuit according to claim 1, further comprising:
前記スイッチング素子は、互いに直列接続された上アームスイッチング素子(Sup,Svp,Swp)及び下アームスイッチング素子(Sun,Svn,Swn)であり、
前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子は、交互にオン状態とされ、
前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子のうち、オン状態に切り替えられようとしている側のスイッチング素子を自アームスイッチング素子とし、他方を対向アームスイッチング素子とし、
前記自アームスイッチング素子をオフ状態からオン状態に切り替えるために要求される前記開閉制御端子の充電電流であって、前記対向アームスイッチング素子に逆並列に接続されているフリーホイールダイオードの信頼性低下を回避可能な前記開閉制御端子の上限充電電流をオン律速電流とし、
前記オン指令が入力されてから、前記開閉制御端子の電荷の充電が完了するまでの途中のタイミングであって、前記オン律速電流を定めるためのタイミングをオン律速点とし、
前記充電指令値設定手段は、前記メイン充電期間において、前記入出力端子間に流れる各電流に対応する前記指令充電電流を、前記入出力端子間に流れる各電流に対応する前記オン律速電流以下に設定する請求項9に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The switching elements are an upper arm switching element (Sup, Svp, Swp) and a lower arm switching element (Sun, Svn, Swn) connected in series to each other,
The upper arm switching element and the lower arm switching element are alternately turned on,
Of the upper arm switching element and the lower arm switching element, the switching element on the side that is going to be turned on is the self-arm switching element, the other is the opposing arm switching element,
The charging current of the switching control terminal required for switching the self-arm switching element from the OFF state to the ON state, and reducing the reliability of the free wheel diode connected in reverse parallel to the opposing arm switching element The upper limit charging current of the switching control terminal that can be avoided is an on-rate limiting current,
The timing for determining the on-rate-limiting current is an intermediate timing from the input of the on-command to the completion of charging of the charge of the switching control terminal.
The charge command value setting means reduces the command charge current corresponding to each current flowing between the input / output terminals to the on-rate limiting current corresponding to each current flowing between the input / output terminals during the main charging period. The switching element drive circuit according to claim 9, wherein the switching element drive circuit is set.
前記メイン充電期間の終了タイミングは、前記入出力端子間に流れる電流が取り得る範囲の最大値に対応する前記オン律速点に設定されている請求項10に記載のスイッチング素子の駆動回路。   The switching element drive circuit according to claim 10, wherein the end timing of the main charging period is set to the on-rate limiting point corresponding to a maximum value of a range that can be taken by the current flowing between the input and output terminals. 前記メイン充電期間の開始タイミングは、前記入出力端子間に流れる電流が取り得る範囲の0よりも大きい最小値に対応する前記オン律速点に設定されている請求項10又は11に記載のスイッチング素子の駆動回路。   12. The switching element according to claim 10, wherein a start timing of the main charging period is set to the on-rate limiting point corresponding to a minimum value larger than 0 in a range that can be taken by a current flowing between the input and output terminals. Drive circuit. 前記充電指令値設定手段は、前記オン指令が入力されてから前記メイン充電期間の開始タイミングまでの期間であるプレ充電期間における前記指令充電電流を、前記メイン充電期間の開始タイミングにおける前記指令充電電流よりも大きく設定する処理、及び前記メイン充電期間の終了タイミングから、前記開閉制御端子の電圧が上昇して上限電圧に到達するまでの期間を含むアフタ充電期間における前記指令充電電流を、前記メイン充電期間の終了タイミングにおける前記指令充電電流よりも大きく設定する処理のうち少なくとも一方を行う請求項9〜12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 charging command value setting means uses the command charging current in the pre-charging period, which is a period from the input of the ON command to the start timing of the main charging period, as the command charging current in the start timing of the main charging period. The command charging current in the after charging period including the period from the end timing of the main charging period and the end timing of the main charging period to the time when the voltage of the switching control terminal rises to reach the upper limit voltage. The drive circuit for a switching element according to any one of claims 9 to 12, wherein at least one of processing for setting the command charging current to be larger than the command charging current at the end timing of the period is performed. 前記充電指令値設定手段は、
前記入出力端子間の電圧が高い場合、前記入出力端子間の電圧が低い場合よりも、前記メイン充電期間の終了タイミングにおける前記指令充電電流を小さく設定する第1オン側処理と、
前記入出力端子間の電圧が高い場合、前記入出力端子間の電圧が低い場合よりも、前記オン指令の入力タイミングに対して前記メイン充電期間の開始タイミングを早める第2オン側処理とのうち少なくとも一方の処理をさらに行う請求項9〜13のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The charging command value setting means includes
When the voltage between the input and output terminals is high, a first on-side process for setting the command charging current at the end timing of the main charging period smaller than when the voltage between the input and output terminals is low;
When the voltage between the input and output terminals is high, the second on-side process of accelerating the start timing of the main charging period with respect to the input timing of the on command than when the voltage between the input and output terminals is low The switching element drive circuit according to claim 9, wherein at least one of the processes is further performed.
前記充電制御手段は、定電圧電源(60)と前記開閉制御端子との間に接続されている直列接続体であって、充電用抵抗体(62)と充電用スイッチング素子(63)との直列接続体を有し、前記充電用スイッチング素子のオン抵抗を調整することにより、前記開閉制御端子の充電電流を前記指令充電電流に制御し、
前記充電指令値設定手段は、前記入出力端子間の電圧がオン側規定電圧よりも高い場合、前記第1オン側処理及び前記第2オン側処理を行い、前記入出力端子間の電圧が前記オン側規定電圧以下の場合、前記第1オン側処理及び前記第2オン側処理に代えて、前記充電用スイッチング素子をフルオンさせる処理を行う請求項14に記載のスイッチング素子の駆動回路。
The charging control means is a series connection body connected between a constant voltage power source (60) and the open / close control terminal, and is a series connection of a charging resistor (62) and a charging switching element (63). By having a connection body and adjusting the on-resistance of the charging switching element, the charging current of the switching control terminal is controlled to the command charging current,
The charging command value setting means performs the first on-side processing and the second on-side processing when the voltage between the input / output terminals is higher than the on-side specified voltage, and the voltage between the input / output terminals is The switching element drive circuit according to claim 14, wherein when the voltage is equal to or lower than an on-side specified voltage, a process for fully turning on the charging switching element is performed instead of the first on-side process and the second on-side process.
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