JP2017118815A - インバータ制御回路 - Google Patents

Abstract

【課題】専用のマイコンを追加せずに、低圧系電源の異常時にも特定のスイッチング素子をオンさせることができるインバータ制御回路の提供。【解決手段】インバータ制御回路は、低圧系電源から生成される第１電源と、第１電源に電気的に接続され、第１電源に基づいて複数相のスイッチング素子を駆動し、第１電源の電圧が正常値よりも低い低圧保護電圧範囲内になったときに、複数相のスイッチング素子をオフさせる低電圧保護機能を備える駆動回路部と、低圧系電源よりも電源電圧の高い高圧系電源に電気的に接続され、高圧系電源に基づいて、複数相のそれぞれにおける上段又は下段の全てのスイッチング素子である特定のスイッチング素子をオンさせるバックアップ電源回路と、第１電源に電気的に接続され、第１電源の電圧が、低圧保護電圧範囲の上限値よりも低い閾値以下になった場合に、バックアップ電源回路を起動させる電源起動回路とを含む。【選択図】図２

Description

本開示は、インバータ制御回路に関する。

従来から、低圧系電源の異常時に、高圧系電源から生成される電源回路に基づき動作する専用のマイコンにより、インバータの上段のスイッチング素子または下段のスイッチング素子のいずれか一方を全てオンさせ、他方を全てオフさせる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。これにより、低圧系電源の異常時においても、高圧系電源を利用してモータの出力端子を電源の基準電位（接地端子）に接続することができ、その結果、モータと基準電位（接地端子）の間に電流を還流させて過電圧を低減できる。

特開2012-186871号公報

しかしながら、上記の特許文献１に開示されるような従来技術では、高圧系電源に基づき動作する専用のマイコンを追加する必要があり、部品点数の増加やコストの増加を招く虞がある。

そこで、本開示は、専用のマイコンを追加せずに、低圧系電源の異常時にも特定のスイッチング素子をオンさせることができるインバータ制御回路の提供を目的とする。

本開示の一局面によれば、複数相の上段及び下段のスイッチング素子を含むインバータを制御するためのインバータ制御回路であって、
低圧系電源から生成される第１電源と、
前記第１電源に電気的に接続され、前記第１電源に基づいて複数相の前記スイッチング素子を駆動し、前記第１電源の電圧が正常値よりも低い低圧保護電圧範囲内になったときに、複数相の前記スイッチング素子をオフさせる低電圧保護機能を備える駆動回路部と、
前記低圧系電源よりも電源電圧の高い高圧系電源に電気的に接続され、前記高圧系電源に基づいて、前記複数相のそれぞれにおける上段又は下段の全てのスイッチング素子である特定のスイッチング素子をオンさせるバックアップ電源回路と、
前記第１電源に電気的に接続され、前記第１電源の電圧が、前記低圧保護電圧範囲の上限値よりも低い閾値以下になった場合に、前記バックアップ電源回路を起動させる電源起動回路とを含む、インバータ制御回路が提供される。

本開示によれば、専用のマイコンを追加せずに、低圧系電源の異常時にも特定のスイッチング素子をオンさせることができるインバータ制御回路が得られる。

電動車両用モータ駆動システム１の全体構成の一例を示す図である。 インバータ制御装置５０の構成の一例を示す図である。 ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５及びＷ相下段駆動回路５３５の一例を示す図である。 ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の動作の説明図である。 電源起動回路５４０の一例を示す構成図である。 バックアップ電源回路５５０の一例を示す構成図である。 インバータ制御装置５０における動作例を示す図である。 比較例による電源起動回路５４０’の構成を示す図である。 比較例によるＷ相下段駆動回路５３５’の構成を示す図である。 実施例２によるインバータ制御装置５０Ａの構成の一例を示す図である。 導通制御回路５６０の一例を示す図である。 電源起動回路５４０Ａの一例を示す構成図である。 実施例１によるインバータ制御装置５０における動作例を示す図である。 実施例３による電源起動回路５４０Ａを備えるインバータ制御装置における動作例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。

以下の説明において、特に言及しない限り、各種の要素間の“接続”という用語は、“電気的な接続”を意味する。

図１は、電動車両用モータ駆動システム１の全体構成の一例を示す図である。モータ駆動システム１は、高圧バッテリ１０を用いて走行用モータ４０を駆動することにより車両を駆動させるシステムである。尚、電動車両は、電力を用いて走行用モータ４０を駆動して走行するものであれば、その方式や構成の詳細は任意である。電動車両は、動力源がエンジンと走行用モータ４０であるハイブリッド自動車や、動力源が走行用モータ４０のみである電気自動車を含む概念である。

モータ駆動システム１は、図１に示すように、高圧バッテリ１０、電動車両用インバータ装置１２、走行用モータ４０、及び、インバータ制御装置５０を備える。

高圧バッテリ１０は、蓄電して直流電圧を出力する任意の蓄電装置であり、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリや電気２重層キャパシタ等の容量性素子を含んでよい。高圧バッテリ１０は、典型的には、定格電圧が１００Vを超えるバッテリであり、定格電圧が例えば２８８Ｖである。但し、高圧バッテリ１０は、いわゆるマイルドハイブリッド自動車で用いられる、より定格電圧の低いバッテリ（例えば３６Ｖ）であってもよい。

電動車両用インバータ装置１２は、平滑コンデンサＣと、インバータ３０とを含む。

平滑コンデンサＣは、インバータ３０に並列に接続される。平滑コンデンサＣは、スイッチング素子Ｑ１のコレクタと負極ラインとの間に接続される。

インバータ３０は、正極ラインと負極ラインとの間に互いに並列に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームを含む。Ｕ相アームは、直列接続されたスイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ：Insulated Gate Bipolar Transistor）Ｑ１、Ｑ２を含み、Ｖ相アームは、直列接続されたスイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ）Ｑ３、Ｑ４を含み、Ｗ相アームは、直列接続されたスイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ）Ｑ５、Ｑ６を含む。また、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、それぞれ、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すようにダイオードＤ１１〜Ｄ１６が配置される。尚、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＭＯＳＦＥＴ（metal oxide semiconductor field-effect transistor)のような、ＩＧＢＴ以外の他のスイッチング素子であってもよい。尚、インバータ３０の高電位側とは、図１のポイントＮを低電位側として、図１のポイントＰ側を指す。

走行用モータ４０は、３相の交流モータであり、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の３つのコイルの一端が中点で共通接続されている。Ｕ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の中点Ｍ１に接続され、Ｖ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の中点Ｍ２に接続され、Ｗ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６の中点Ｍ３に接続される。尚、以下の説明において、「上段」とは、中点Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３よりも高電位側を指し、「下段」とは、中点Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３よりも低電位側を指す。

尚、図１に示す例では、モータ駆動システム１は、単一の走行用モータ４０を備えているが、追加のモータ（発電機を含む）を備えてもよい。この場合、追加のモータ（複数も可）は、対応するインバータと共に、走行用モータ４０及びインバータ３０と並列な関係で、高圧バッテリ１０に接続されてもよい。また、図１に示す例では、モータ駆動システム１は、ＤＣ／ＤＣコンバータを備えていないが、高圧バッテリ１０とインバータ３０の間にＤＣ／ＤＣコンバータを備えてもよい。

高圧バッテリ１０と平滑コンデンサＣとの間には、図１に示すように、高圧バッテリ１０から電力供給を遮断するための遮断用スイッチＳＷ１が設けられる。遮断用スイッチＳＷ１は、半導体スイッチやリレー等で構成されてもよい。遮断用スイッチＳＷ１は、常態でオン状態であり、例えば後述の車両ＥＣＵ６０によって高圧系電源の過電圧の検出時等にオフされる。

次に、図１に示すようなモータ駆動システム１において適用可能なインバータ制御装置５０の実施例について説明する。

［実施例１］
図２は、実施例１によるインバータ制御装置５０の構成の一例を示す図である。図２には、インバータ制御装置５０と共に、制御対象であるインバータ３０が示されると共に、高圧バッテリ１０、電流センサ４２、レゾルバ４４、及び車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０が示されている。図２において、ラインＬは、低圧系と高圧系とを区切るラインであり、ラインＬよりも高圧バッテリ１０側は“高圧系（高圧）”であり、その逆側が“低圧系（低圧）”である。

電流センサ４２は、走行用モータ４０の各相に流れる電流を検出する。レゾルバ４４は、走行用モータ４０の回転角度を検出する。車両ＥＣＵ６０は、例えば要求駆動力に応じた制御目標値をインバータ制御装置５０に与える。インバータ制御装置５０は、制御目標値が実現されるように、電流センサ４２及びレゾルバ４４からの情報に基づいて、インバータ３０を制御する。インバータ３０の制御方法は、任意である。例えば、通常時、インバータ制御装置５０は、基本的には、Ｕ相に係る２つのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を互いに逆相にオン／オフさせ、Ｖ相に係る２つのスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４を互いに逆相にオン／オフさせ、Ｗ相に係る２つのスイッチング素子Ｑ５、Ｑ６を互いに逆相にオン／オフさせる。

インバータ制御装置５０は、図２に示すように、通信回路５０１と、マイクロコンピューター（マイコン）５０２とを含む。

インバータ制御装置５０は、図２に示すように、更に、絶縁電源５１０〜５１５と、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ(Integrated Circuit）５２０〜５２５とを含む。尚、絶縁電源５１０〜５１５は、例えばトランスを介して高圧側と低圧側とが絶縁され、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５は、例えばフォットカップラを介して高圧側と低圧側とが絶縁されている。

インバータ制御装置５０は、図２に示すように、更に、Ｕ相上段駆動回路５３０、Ｕ相下段駆動回路５３１、Ｖ相上段駆動回路５３２、Ｖ相下段駆動回路５３３、Ｗ相上段駆動回路５３４、及びＷ相下段駆動回路５３５（以下、これら全体や一部の複数を指すときは、「駆動回路５３０〜５３５」等と称する）を含む。また、インバータ制御装置５０は、図２に示すように、更に、電源起動回路５４０と、バックアップ電源回路５５０とを含む。

尚、図２に示す例では、絶縁電源５１０〜５１５、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５、駆動回路５３０〜５３５、電源起動回路５４０、及びバックアップ電源回路５５０が、「インバータ制御回路」の一例を形成する。また、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５は、「駆動回路部」の一例を形成する。

通信回路５０１は、車両ＥＣＵ６０と通信する。例えば、通信回路５０１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）を介して車両ＥＣＵ６０と通信する。

マイコン５０２は、低圧バッテリ８に接続される。尚、低圧バッテリ８は、高圧バッテリ１０よりも定格電圧が低いバッテリであり、例えば定格電圧が１２Vである。マイコン５０２には、低圧バッテリ８に起因した低圧系電源（例えばいわゆる＋B）に基づいてマイコン電源（例えば電源電圧が５V）を生成するマイコン電源回路５０３が接続される。マイコン５０２は、マイコン電源に基づいて動作する。マイコン５０２は、インバータ３０の各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に対するオン／オフ指令を、各ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５に与える。

絶縁電源５１０〜５１５は、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５に対してそれぞれ設けられる。絶縁電源５１０〜５１５は、低圧バッテリ８に起因した低圧系電源が接続される。尚、図２に示す例では、絶縁電源５１０〜５１５は、低圧バッテリ８に直接的に接続されているが、電源生成回路（図示せず）を介して接続されてもよい。絶縁電源５１０〜５１５は、それぞれ、低圧系電源に基づいて、ＩＧＢＴ駆動電源を生成する。ＩＧＢＴ駆動電源は、電源電圧が例えば１５Vである。

ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に対してそれぞれ設けられる。ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５は、それぞれ、対応する絶縁電源５１０〜５１５に接続され、対応する絶縁電源５１０〜５１５からのＩＧＢＴ駆動電源に基づいて動作する。ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５は、それぞれ、マイコン５０２から与えられるオン／オフ指令に基づいて、対応する駆動回路５３０〜５３５に駆動信号（Ｈｉ／Ｌｏ）を与える。

駆動回路５３０〜５３５は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に対してそれぞれ設けられる。駆動回路５３０〜５３５は、それぞれ、対応する絶縁電源５１０〜５１５に接続され、対応する絶縁電源５１０〜５１５からのＩＧＢＴ駆動電源に基づいて動作する。駆動回路５３０〜５３５は、それぞれ、対応するスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲートに接続される駆動ライン（図３参照）を含む。Ｗ相下段駆動回路５３５の例は後述する。

電源起動回路５４０は、図２に示すように、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５に接続される。電源起動回路５４０は、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源に基づいて動作する。電源起動回路５４０は、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が所定閾値（予め規定された閾値）よりも低くなった場合に、バックアップ電源回路５５０を起動させる。所定閾値は、後述の低圧保護電圧範囲（低電圧保護機能が働く電圧範囲）に応じて予め設定される。ここでは、一例として、後述の低圧保護電圧範囲は、４Ｖ〜１１Ｖであり、所定閾値は、３Ｖ程度に設定される。この場合、電源起動回路５４０は、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が３Ｖ程度になった場合に、バックアップ電源回路５５０を起動させる。電源起動回路５４０の詳細は後述する。

バックアップ電源回路５５０は、図２に示すように、高圧バッテリ１０に接続される。また、バックアップ電源回路５５０は、図２に示すように、各相の下段の駆動回路（即ちＵ相下段駆動回路５３１、Ｖ相下段駆動回路５３３、及びＷ相下段駆動回路５３５）に接続される。バックアップ電源回路５５０は、電源起動回路５４０により起動され、バックアップ電源を生成する。バックアップ電源の電源電圧は、例えば、ＩＧＢＴ駆動電源電圧と同程度であってよい。バックアップ電源回路５５０は、動作時、高圧バッテリ１０に基づいて、Ｕ相下段駆動回路５３１、Ｖ相下段駆動回路５３３、及びＷ相下段駆動回路５３５を介して、下段のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６をオンさせる。バックアップ電源回路５５０の詳細は後述する。

図３は、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５及びＷ相下段駆動回路５３５の一例を示す図である。図３において、「５Ｖ」、「１５Ｖ」、及び「Ｖｂａｃｋ」は、それぞれ、マイコン電源、ＩＧＢＴ駆動電源、及びバックアップ電源に対応する。これは、図３以降においても同様である。

Ｗ相下段駆動回路５３５は、図３に示すように、スイッチング素子Ｑ６のゲートに対する駆動ラインに、バックアップ電源回路５５０からのバックアップ電源電圧Ｖｂａｃｋの接続点５３５３が設けられる。バックアップ電源回路５５０は、抵抗Ｒｂ及びダイオードＤｂを介してＷ相下段駆動回路５３５に接続される。尚、図示しないが、下段に係る他の駆動回路５３１及び５３３も同様である。例えば、Ｖ相下段駆動回路５３３においては、バックアップ電源回路５５０からのバックアップ電源電圧Ｖｂａｃｋがスイッチング素子Ｑ４のゲートに、同様の抵抗Ｒｂ及びダイオードＤｂを介して印加される。他方、各相上段に係る駆動回路５３０、５３２、５３４は、かかるバックアップ電源回路５５０との接続はなく、この点が各相下段に係る駆動回路５３１、５３３、５３５に対して異なる。

Ｗ相下段駆動回路５３５は、図３に示すように、遮断回路５３５１を含む。遮断回路５３５１は、図３に示すように、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の各端子（後述の端子ＯＵＴＨ等）と、バックアップ電源回路５５０からの接続点５３５３との間に設けられる。遮断回路５３５１は、バックアップ電源回路５５０によりバックアップ電源が生成される際に、バックアップ電源の生成に起因したＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５への電流の逆流（バックアップ電源からＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５への電流の流れ）を防止する機能を持つ。尚、図示しないが、下段に係る他の駆動回路５３１及び５３３も同様である。他方、各相上段に係る駆動回路５３０、５３２、５３４は、かかる遮断回路を有さず、この点が各相上段に係る駆動回路５３１、５３３、５３５に対して異なる。

図３に示す例では、遮断回路５３５１は、ＭＯＳＦＥＴ５３５２を含む。ＭＯＳＦＥＴ５３５２のゲートには、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が印加される。ＭＯＳＦＥＴ５３５２は、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が後述の低圧保護電圧範囲よりも低くなったときに、オフする。即ち、ＭＯＳＦＥＴ５３５２の閾値電圧は、バックアップ電源回路５５０によりバックアップ電源が生成される際にオフするように設定される。例えば、ＭＯＳＦＥＴ５３５２の閾値電圧は、後述の電源起動回路５４０のＭＯＳＦＥＴ５４２の閾値電圧と同様であってよい。この場合、ＭＯＳＦＥＴ５３５２は、ＭＯＳＦＥＴ５４２のオフ動作（起動指令生成）と略同時にオフすることができる。或いは、ＭＯＳＦＥＴ５３５２の閾値電圧は、ＩＧＢＴ駆動電源電圧の低下時に、ＭＯＳＦＥＴ５４２のオフ動作よりも早くオフするように設定されてもよい。ＭＯＳＦＥＴ５３５２がオフすると、バックアップ電源回路５５０からＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５への電流の逆流が遮断される。

ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５（他のＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２４についても同様）は、駆動信号（Ｈｉ）を発生する端子ＯＵＴＨと、駆動信号（Ｌｏ）を発生する端子ＯＵＴＬと、端子ＳＯＦＴと、端子ＣＬＡＭＰとを含む。端子ＳＯＦＴは、短絡発生時に、スイッチング素子Ｑ６を通常よりも低速でオフさせるための端子である。また、端子ＣＬＡＭＰは、その正常動作時、スイッチング素子Ｑ６のゲートに印加される電圧を特定の値（例えば３Ｖ以下）に固定するための端子である。

ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５は、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が正常値（１５Ｖ）よりも有意に低い低圧保護電圧範囲であって、予め規定された低圧保護電圧範囲内になったときに、スイッチング素子Ｑ６をオフさせる低電圧保護機能を備える。これは、他のＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２４についても同様である。例えば、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２４は、Ｖ相下段に係る絶縁電源５１３からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が正常値（１５Ｖ）よりも有意に低い低圧保護電圧範囲内になったときに、スイッチング素子Ｑ４をオフさせる低電圧保護機能を備える。

図４は、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の動作の説明図であり、ＩＧＢＴ駆動電源電圧の各範囲に応じた動作の表図である。尚、図４に示す動作は、他のＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２４についても、対応する絶縁電源が異なるだけで、実質的に同様である。

図４に示すように、ＩＧＢＴ駆動電源電圧が正常範囲１１Ｖ〜２０Ｖのとき、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５は、正常動作となる。ＩＧＢＴ駆動電源電圧が正常範囲よりも低い低圧保護電圧範囲４Ｖ〜１１Ｖのとき、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５は、低電圧保護機能を働かせる。具体的には、図４に示す各端子の出力となる。尚、図４において、「Ｚ」は、ハイインピーダンスを意味し、「Ｌ出力」は、駆動信号（Ｌｏ）を発生する状態と同じ状態を意味する。ＩＧＢＴ駆動電源電圧が低圧保護電圧範囲よりも低いとき、即ち４Ｖよりも低いとき、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５は、図４に示すように、動作停止となる。

図５は、電源起動回路５４０の一例を示す構成図である。図５には、電源起動回路５４０に加えて、バックアップ電源回路５５０が模式的に示されている。図５において、「１５Ｖ」は、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源に対応し、「Ｐ」は、高圧バッテリ１０に起因した電源（高圧系電源）に対応する。

電源起動回路５４０は、上述のように、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が所定閾値よりも低くなった場合に、バックアップ電源回路５５０を起動させる。図５に示す例では、電源起動回路５４０は、ＭＯＳＦＥＴ５４２を含む。ＭＯＳＦＥＴ５４２のゲートには、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が印加される。バックアップ電源回路５５０を起動させる閾値である上述の所定閾値は、ＭＯＳＦＥＴ５４２の閾値電圧に応じて定まる。換言すると、所定閾値が低圧保護電圧範囲よりも低くなるようなＭＯＳＦＥＴ５４２が用いられる。ＭＯＳＦＥＴ５４２の閾値電圧は、例えば１．４〜３．０Ｖの範囲内で設定されてよい。

ＭＯＳＦＥＴ５４２は、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が閾値電圧よりも低くなった場合、オフする。ＭＯＳＦＥＴ５４２がオフすると、それが起動指令となり、バックアップ電源回路５５０が起動される。即ち、バックアップ電源回路５５０は、ＭＯＳＦＥＴ５４２がオフすると、起動してバックアップ電源を生成する。バックアップ電源が生成されると（即ちバックアップ電源の電源電圧が立ち上がると）、Ｕ相下段駆動回路５３１、Ｖ相下段駆動回路５３３、及びＷ相下段駆動回路５３５を介して、下段のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６がオンされる。

図６は、バックアップ電源回路５５０の一例を示す構成図である。図６には、バックアップ電源回路５５０に加えて、電源起動回路５４０が模式的に示されている。

図６に示す例では、バックアップ電源回路５５０は、ＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子ＭＯＳ１と、ＭＯＳＦＥＴであるスイッチング素子ＭＯＳ２と、コンデンサＣ２と、ツェナーダイオードＤＺ１と、抵抗Ｒ３、Ｒ４とを含む。スイッチング素子ＭＯＳ１、スイッチング素子ＭＯＳ２、及びコンデンサＣ２は直列接続される。スイッチング素子ＭＯＳ１のドレインＤｒ１は、高圧バッテリ１０に起因した電源に接続され、スイッチング素子ＭＯＳ１のソースＳ１は、スイッチング素子ＭＯＳ２のドレインＤｒ２に接続される。スイッチング素子ＭＯＳ２のソースＳ２は、コンデンサＣ２を介してグランドに接続される。このようにして、直列接続されたスイッチング素子ＭＯＳ１、スイッチング素子ＭＯＳ２、及びコンデンサＣ２は、高圧バッテリ１０に対して並列接続される。

抵抗Ｒ３、Ｒ４及びツェナーダイオードＤＺ１は直列接続される。直列接続された抵抗Ｒ３、Ｒ４、及びツェナーダイオードＤＺ１は、同じく直列接続されたスイッチング素子ＭＯＳ１、スイッチング素子ＭＯＳ２、及びコンデンサＣ２とは別に、高圧バッテリ１０に対して並列接続される。抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４の間には、スイッチング素子ＭＯＳ１のゲートＧ１が接続される。抵抗Ｒ４及びツェナーダイオードＤＺ１の間には、スイッチング素子ＭＯＳ２のゲートＧ２が接続される。ツェナーダイオードＤＺ１は、陰極がスイッチング素子ＭＯＳ２のゲートＧ２に接続される向きで、スイッチング素子ＭＯＳ２のゲートＧ２とグランドの間に接続される。

バックアップ電源回路５５０には、起動指令が入力される。起動指令は、上述のように、電源起動回路５４０を介してバックアップ電源回路５５０に入力される。起動指令が入力されると、スイッチング素子ＭＯＳ２のゲートＧ２には、ツェナーダイオードＤＺ１により一定の電圧が印加され、スイッチング素子ＭＯＳ１のゲートＧ１には、抵抗Ｒ３、Ｒ４により分圧された一定の電圧が印加される。このとき、スイッチング素子ＭＯＳ１及びスイッチング素子ＭＯＳ２は、リニアレギュレータとして動作する。これにより、定電圧のバックアップ電源（Ｖｂａｃｋ参照）が生成される。このバックアップ電源は、上述したように、Ｕ相下段駆動回路５３１、Ｖ相下段駆動回路５３３、及びＷ相下段駆動回路５３５に供給される。

図７は、インバータ制御装置５０における動作例を示す図である。図７には、上から順に、低圧系電源（＋Ｂ）の電源電圧の変化態様、マイコン電源（正常時５Ｖ）の電源電圧の変化態様、ＩＧＢＴ駆動電源（正常時１５Ｖ）の電源電圧の変化態様、バックアップ電源の電源電圧の変化態様、各相上段のＩＧＢＴであるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５のゲート電圧の変化態様、及び各相下段のＩＧＢＴであるスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６のゲート電圧の変化態様のそれぞれの時系列が示される。尚、図７では、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５の各ゲート電圧の変化態様は、纏めて示されており、実際にはそれぞれ同一ではなく、互いに対して位相ずれがある。これは、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６のゲート電圧についても同様である。

図７に示す例では、時刻ｔ０までは低圧系電源が正常であり、それに伴って、低圧系電源に基づくマイコン電源及びＩＧＢＴ駆動電源もそれぞれの電源電圧が正常値を示している。図７に示す例では、時刻ｔ０にて低圧系電源に異常が発生した場合が想定される。尚、低圧系電源の異常は、低圧系電源の電源電圧が０Ｖ又はそれに近い電圧になる異常であり、例えば、オープン故障や断線等により生じる。尚、オープン故障は、低圧バッテリ８の内部がオープン故障したり、低圧バッテリ８の端子（ハーネス端子）が外れたりすることにより生じうる。低圧バッテリ８の内部のオープン故障は、内部の機械的破損（極柱折れ等）等によって生じうる。

時刻ｔ０にて低圧系電源に異常が発生すると、それに伴って、図７に示すように、低圧系電源に基づくマイコン電源及びＩＧＢＴ駆動電源もそれぞれの電源電圧が正常値から下降し始める。

時刻ｔ１１にて、ＩＧＢＴ駆動電源が、低圧保護電圧範囲の上限値Ｖ１（１１Ｖ）を下回ると、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５の低電圧保護機能が機能し始める。尚、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５の低電圧保護機能が働き始めるタイミングは厳密に同時でない場合もあり得る（ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５の消費電力の相違等に起因する）。これに伴い、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６が全てオフされる。時刻ｔ１２にて、ＩＧＢＴ駆動電源が、低圧保護電圧範囲の下限値Ｖ２（４Ｖ）を下回ると、低電圧保護機能が停止し、ＩＧＢＴ駆動電源に基づくＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５が停止状態となる（図４参照）。

そして、時刻ｔ２１にて、ＩＧＢＴ駆動電源が、低圧保護電圧範囲よりも低い所定閾値Ｖ３（３Ｖ程度）よりも低くなり、電源起動回路５４０のＭＯＳＦＥＴ５４２がオフする（即ち起動指令が生成される）。これに伴い、時刻ｔ２１にて、バックアップ電源回路５５０が起動し、バックアップ電源の電源電圧が上昇する。時刻ｔ２２にて、バックアップ電源の電源電圧が正常値（例えば１５Ｖ）に達する。これに伴い、各相下段のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６がオンされる。これにより、各相上段のＩＧＢＴであるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５が全てオフし、且つ、各相下段のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６が全てオンする状態が形成される。以下では、かかる状態を、「アクティブショート回路状態」と称する。アクティブショート回路状態が形成されると、走行用モータ４０と基準電位（グランド電位）の間に、走行用モータ４０の回生時の電流を還流させることができ、その結果、インバータ３０の高電位側の電位が過剰に高くなる過電圧（以下、単に「過電圧」と称する）を低減できる。

このように、本実施例１によれば、低圧系電源の異常の発生時に、それに伴うＩＧＢＴ駆動電源の電源電圧の低下を利用して、電源起動回路５４０によりバックアップ電源回路５５０を起動させることができる。これにより、専用のマイコンを追加せずに、低圧系電源の異常の発生時にバックアップ電源回路５５０を起動させることができる。そして、低圧系電源の異常の発生時に、バックアップ電源回路５５０が生成するバックアップ電源を利用して、アクティブショート回路状態を形成できる。この結果、低圧系電源の異常の発生時に過電圧を低減できる。

また、本実施例１によれば、上述のように、低圧系電源の異常の発生時に、電源起動回路５４０は、ＩＧＢＴ駆動電源が低圧保護電圧範囲よりも低い所定閾値Ｖ３よりも低くなった場合に、バックアップ電源回路５５０を起動させることができる。これにより、ＩＧＢＴ駆動電源が低圧保護電圧範囲内にあるときにバックアップ電源回路５５０を起動させることを、防止できる。

ここで、ＩＧＢＴ駆動電源が低圧保護電圧範囲内にあるとき、図４に示したように、低電圧保護機能を働かせるために、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の端子ＳＯＦＴは「Ｌ出力」となり、且つ、端子ＣＬＡＭＰは正常動作となる。仮に、このような状態で、バックアップ電源の電源電圧が１５Ｖに上昇すると、図３にて矢印Ｐ１で模式的に示すように、バックアップ電源回路５５０からＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の端子ＳＯＦＴ及び端子ＣＬＡＭＰへの電流の逆流が生じる。かかる逆流は、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の耐久性に影響する。これは、バックアップ電源回路５５０に接続される他の下段に係るＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２１、５２３についても同様である。

この点、本実施例１によれば、上述のように、ＩＧＢＴ駆動電源が低圧保護電圧範囲内にあるときにバックアップ電源回路５５０を起動させることを、防止できるので、上述のような逆流を防止できる。これは、他の下段に係るＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２１、５２３についても同様である。

図８及び図９は、比較例の説明図であり、図８は、比較例による電源起動回路５４０’の構成を示す図であり、図９は、比較例によるＷ相下段駆動回路５３５’の構成を示す図である。

比較例では、電源起動回路５４０’は、図８に示すように、低圧系電源の異常の発生時に、それに伴う低圧系電源自体の電圧低下を利用して、バックアップ電源回路５５０を起動させる。また、比較例では、Ｗ相下段駆動回路５３５’は、回路部Ｙ１を備え、回路部Ｙ１は、図９に示すように、低圧系電源の異常の発生時に、それに伴うＩＧＢＴ駆動電源の電源電圧の低下を利用して、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の端子ＳＯＦＴ及び端子ＣＬＡＭＰへの電流の逆流を防止する。

このような比較例によれば、上述した実施例１と同様の効果が得られるものの、Ｗ相下段駆動回路５３５’において回路部Ｙ１が追加部品として必要となる。換言すると、本実施例１によれば、回路部Ｙ１のような追加部品がＷ相下段駆動回路５３５（ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２１、５２３についても同様）において必要とならず、比較例に比べて低コストで同様の効果を得ることができる。

ここで、上述した実施例１では、電源起動回路５４０は、低圧系電源の異常の発生時に、それに伴うＷ相下段に係る絶縁電源５１５のＩＧＢＴ駆動電源電圧の低下を利用して、バックアップ電源回路５５０を起動させるが、これに限られない。例えば、電源起動回路５４０は、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５に代えて、他の相の下段に係る絶縁電源５１３又は５１４に接続されてもよい。この点、電源起動回路５４０は、好ましくは、各相下段に係る絶縁電源５１１、５１３、５１５のうちの、消費電力が最小であるＩＧＢＴ駆動ＩＣに係る絶縁電源である。尚、各相下段に係る絶縁電源５１１、５１３、５１５のうちの、消費電力が最小であるＩＧＢＴ駆動ＩＣが２つであるときは、任意のいずれか一方に係る絶縁電源である。これにより、低圧系電源の異常の発生時に、電源起動回路５４０によりバックアップ電源回路５５０が起動されるタイミングが、各相下段に係るＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２１、５２３、５２５の全てにおいて低電圧保護機能の動作が終了した後となる可能性を、高めることができる。即ち、各相下段に係るＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２１、５２３、５２５の低電圧保護機能の作動終了タイミングのうちの、最も遅いタイミングの後に、バックアップ電源回路５５０を起動できる可能性が高まる。これは、消費電力が小さいほど低圧系電源の異常の発生に伴うＩＧＢＴ駆動電源電圧の低下速度が遅くなるためである。例えば、各相下段に係るＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２１、５２３、５２５のうちの、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の消費電力が最も低いとき、電源起動回路５４０は、好ましくは、上述した実施例１のように、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５に係る絶縁電源５１５に接続される。ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２１、５２３、５２５の消費電力の相違は、例えば、特定の検出回路（例えば高圧バッテリ１０の電圧等の検出回路）を備えているか否かに応じて生じる。即ち、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２１、５２３、５２５のうち、例えば、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２３が特定の検出回路を備える場合は、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２３は、他のＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２１、５２５よりも消費電力が大きくなる。

［実施例２］
図１０は、実施例２によるインバータ制御装置５０Ａの構成の一例を示す図である。図１０には、上述した実施例１で参照した図２と同様、インバータ制御装置５０等の他の要素も併せて示されている。

実施例２によるインバータ制御装置５０Ａは、導通制御回路５６０が追加された点が、上述した実施例１によるインバータ制御装置５０と異なる。実施例２によるインバータ制御装置５０Ａにおいて、上述した実施例１によるインバータ制御装置５０の構成要素と同一であってよい構成要素については、図１０において同一の参照符号を付して説明を省略する。

導通制御回路５６０は、図１０に示すように、バックアップ電源回路５５０と各相下段の駆動回路５３１、５３３、５３５との間に設けられる。導通制御回路５６０は、インバータ３０の両端電圧（図１の端子Ｐ及び端子Ｎ間の電圧）、即ちインバータ３０の高電位側の電圧が、予め規定された所定電圧Ｖｔｈ以上になった場合に、バックアップ電源回路５５０と下段の各スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４及びＱ６の間を導通させる。所定電圧Ｖｔｈは、過電圧を検出するための閾値であり、高圧バッテリ１０の定格電圧よりも高い電圧である。所定電圧Ｖｔｈは、例えば、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６等の素子耐圧等に応じて事前に決定される。これにより、低圧系電源の異常の発生時において、常時ではなく、インバータ３０の高電位側の電圧が所定電圧Ｖｔｈ以上になった場合だけ、アクティブショート回路状態を形成できる。即ち、低圧系電源の異常の発生時においてアクティブショート回路状態を形成する状況を、インバータ３０の高電位側の電圧が所定電圧Ｖｔｈ以上になったときに限定できる。これにより、低圧系電源の異常の発生時において、必要時のみアクティブショート回路状態を形成できる。

尚、図１０に示す例では、絶縁電源５１０〜５１５、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２０〜５２５、駆動回路５３０〜５３５、電源起動回路５４０、バックアップ電源回路５５０、及び導通制御回路５６０が、「インバータ制御回路」の一例を形成する。

図１１は、導通制御回路５６０の一例を示す図である。図１１には、導通制御回路５６０に加えて、電源起動回路５４０及びバックアップ電源回路５５０が併せて図示されている。

図１１に示す例では、導通制御回路５６０は、高圧バッテリ１０に起因した電源に接続される。導通制御回路５６０は、過電圧信号入力回路５６２と、ＭＯＳＦＥＴ５６４とを含む。過電圧信号入力回路５６２では、インバータ３０の高電位側の電圧値と所定電圧Ｖｔｈとが比較され、インバータ３０の高電位側の電圧値が所定電圧Ｖｔｈ以上になった場合に、過電圧信号（ここでは、Ｌｏ出力）が出力される。即ち、過電圧信号入力回路５６２は、インバータ３０の高電位側の電圧値が所定電圧Ｖｔｈ以上になった場合に、ＭＯＳＦＥＴ５６４をオンさせる駆動信号（ここでは、Ｌｏ出力）を生成する。これにより、ＭＯＳＦＥＴ５６４がオンし、バックアップ電源回路５５０により各相下段の駆動回路５３１、５３３、５３５にバックアップ電源が供給される。各相下段の駆動回路５３１、５３３、５３５（図３参照）は、バックアップ電源に基づいて、下段の各スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４及びＱ６をオンさせる。

［実施例３］
実施例３は、上述した実施例１及び実施例２による電源起動回路５４０に対して代替可能な電源起動回路５４０Ａに関する。以下、実施例３において、上述した実施例１によるインバータ制御装置５０の構成要素と同一であってよい構成要素については、図１２において同一の参照符号を付して説明を省略する。

図１２は、電源起動回路５４０Ａの一例を示す構成図である。図１２には、電源起動回路５４０Ａに加えて、バックアップ電源回路５５０が模式的に示されている。図１２において、「１５Ｖ（ＵＬ）」は、Ｕ相下段に係る絶縁電源５１１からのＩＧＢＴ駆動電源に対応し、「１５Ｖ（ＶＬ）」は、Ｖ相下段に係る絶縁電源５１３からのＩＧＢＴ駆動電源に対応し、「１５Ｖ（ＷＬ）」は、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源に対応する。

電源起動回路５４０Ａは、Ｕ相下段に係る絶縁電源５１１と、Ｖ相下段に係る絶縁電源５１３と、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５とに接続される。電源起動回路５４０Ａは、Ｕ相下段に係る絶縁電源５１１と、Ｖ相下段に係る絶縁電源５１３と、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５とに基づいて動作する。電源起動回路５４０Ａは、Ｕ相下段に係る絶縁電源５１１からのＩＧＢＴ駆動電源電圧、Ｖ相下段に係る絶縁電源５１３からのＩＧＢＴ駆動電源電圧、及び、Ｗ相下段に係る絶縁電源５１５からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が、いずれも、所定閾値よりも低くなった場合に、バックアップ電源回路５５０を起動させる。所定閾値は、上述した実施例１で説明した通りである。

図１２に示す例では、電源起動回路５４０Ａは、ＭＯＳＦＥＴ５４２、５４３、５４４を含む。ＭＯＳＦＥＴ５４２、５４３、５４４は、バックアップ電源回路５５０への入力ライン５４８とグランドとの間に並列に設けられる。ＭＯＳＦＥＴ５４３、５４４は、上述したＭＯＳＦＥＴ５４２と同様の特性（閾値電圧等の特性）を有してよい。ＭＯＳＦＥＴ５４３のゲートには、Ｖ相下段に係る絶縁電源５１３からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が印加される。ＭＯＳＦＥＴ５４４のゲートには、Ｕ相下段に係る絶縁電源５１１からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が印加される。

ＭＯＳＦＥＴ５４３は、Ｖ相下段に係る絶縁電源５１３からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が閾値電圧よりも低くなった場合、オフする。ＭＯＳＦＥＴ５４４は、Ｕ相下段に係る絶縁電源５１１からのＩＧＢＴ駆動電源電圧が閾値電圧よりも低くなった場合、オフする。ＭＯＳＦＥＴ５４２、５４３、５４４の全てがオフすると、それが起動指令となり、バックアップ電源回路５５０が起動される。即ち、バックアップ電源回路５５０は、ＭＯＳＦＥＴ５４２、５４３、５４４の全てがオフすると、起動してバックアップ電源を生成する。バックアップ電源が生成されると、上述のように、Ｕ相下段駆動回路５３１、Ｖ相下段駆動回路５３３、及びＷ相下段駆動回路５３５を介して、下段のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６がオンされる。

次に、図１３及び図１４を参照して、実施例３による電源起動回路５４０Ａの効果について説明する。

図１３は、上述した実施例１によるインバータ制御装置５０における動作例を示す図であり、図１４は、実施例３による電源起動回路５４０Ａを備えるインバータ制御装置（図示せず）における動作例を示す図である。

図１３及び図１４には、それぞれ、上から順に、絶縁電源５１１、５１３、５１５のうちの、異常相に係るＩＧＢＴ駆動電源（正常時１５Ｖ）の電源電圧の変化態様、絶縁電源５１１、５１３、５１５のうちの、正常相に係るＩＧＢＴ駆動電源（正常時１５Ｖ）の電源電圧の変化態様、バックアップ電源の電源電圧の変化態様、バックアップ電源からの電流（バックアップ電源電流）の変化態様、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６のうちの、異常相に係るスイッチング素子のゲート電圧の変化態様、スイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６のうちの、正常相に係るスイッチング素子のゲート電圧の変化態様、及び、ＳＤＮ（シャットダウン）信号の変化態様のそれぞれの時系列が示される。図１４において、Ｈｉ−Ｚは、ハイインピーダンス状態を表す。

図１３及び図１４では、時刻ｔ３０にて、絶縁電源５１１、５１３、５１５のうちの、１つが異常となり、その異常相に係るＩＧＢＴ駆動電源の電源電圧が所定閾値Ｖ３（３Ｖ程度）よりも低くなる場合が想定される。絶縁電源５１１、５１３、５１５のうちの、１つが異常となる場合は、例えば負荷短絡（例えば、コンデンサのショート等）に起因して生じうる。図１３及び図１４では、一例として、絶縁電源５１１、５１３、５１５のうちの、絶縁電源５１５だけが異常となった場合が想定される。

図１３に示す例の場合、時刻ｔ３０にて、電源起動回路５４０ＡのＭＯＳＦＥＴ５４２がオフする（即ち起動指令が生成される）。これに伴い、時刻ｔ３０にて、バックアップ電源回路５５０が起動し、バックアップ電源の電源電圧が上昇する。また、時刻ｔ３０にて、ＳＤＮ信号がオン状態となり、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がオフされる。そして、時刻ｔ３２にて、バックアップ電源の電源電圧が正常値（例えば１５Ｖ）に達する。この際、正常相に係るＩＧＢＴ駆動電源（正常時１５Ｖ）の電源電圧は、図１３に示すように、１５Ｖ（正常）のままである。従って、正常相においては、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５のＩＧＢＴ誤ＯＮ防止用のＣＡＬＭＰ機能が正常に動作することになる（図４参照）。具体的には、端子ＣＬＡＭＰは、正常相に係るスイッチング素子のゲートに印加される電圧を特定の値に固定する動作となる。このため、バックアップ電源回路５５０から正常相に係るＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の端子ＣＬＡＭＰへの電流の逆流（引き込み）が継続的に生じる。かかる逆流は、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の耐久性に影響する。また、バックアップ電源回路５５０からのバックアップ電源電流が過大となり、バックアップ電源回路５５０の発熱も増大する。

これに対して、実施例３によれば、図１３に示す例で生じる上述の不都合を低減できる。具体的には、実施例３によれば、時刻ｔ３０にて、電源起動回路５４０ＡのＭＯＳＦＥＴ５４２がオフしても、ＭＯＳＦＥＴ５４３、５４４はオフしない。従って、起動指令が生成されない。この結果、図１４に示すように、バックアップ電源回路５５０が起動されず、バックアップ電源の電源電圧も上昇しない。このため、バックアップ電源回路５５０から正常相に係るＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の端子ＣＬＡＭＰへの電流の逆流が防止される。また、バックアップ電源回路５５０からのバックアップ電源電流が過大となることや、バックアップ電源回路５５０の発熱が増大することも防止される。

以上は、絶縁電源５１１、５１３、５１５のうちの１つが異常となった場合に関するものであるが、絶縁電源５１１、５１３、５１５のうちの２つだけが異常となった場合にも同様の効果が得られる。

以上のように、実施例３によれば、上述のように、電源起動回路５４０Ａは、絶縁電源５１１、５１３、５１５の全てのＩＧＢＴ駆動電源電圧が所定閾値よりも低くなった場合に、バックアップ電源回路５５０が起動されるので、絶縁電源５１１、５１３、５１５のうちの、１つ又は２つだけが異常となった場合にバックアップ電源回路５５０を起動させることを、防止できる。この結果、絶縁電源５１１、５１３、５１５のうちの１つ又は２つだけが異常となった場合にバックアップ電源回路５５０を起動させる構成における不都合、即ちＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５への電流の逆流や、バックアップ電源電流の増大、バックアップ電源回路５５０の発熱の増大を、防止できる。

以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。

例えば、上述した実施例１乃至実施例３では、各相上段のＩＧＢＴであるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５を全てオフさせ、且つ、各相下段のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６を全てオンさせることで、過電圧を低減しているが、これに限られない。即ち、各相上段のＩＧＢＴであるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５を全てオンさせ、且つ、各相下段のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６を全てオフさせることで、過電圧を低減してもよい。但し、各相下段のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６を全てオンさせる方が、各相上段のＩＧＢＴであるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５を全てオンさせるよりも、基準電位が一定となるので、回路規模を小さくできる点で有利である。即ち、各相上段のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５を全てオンさせ且つ各相下段のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６を全てオフさせる場合は、各相の基準電位（図１のポイントＭ１、Ｍ２、Ｍ３の電位）が異なり得るので、それに伴いバックアップ電源回路を各相に対してそれぞれ設ける必要が生じうる。この点、各相上段のＩＧＢＴであるスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５を全てオフさせ且つ各相下段のスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６を全てオンさせる場合（即ち上述した実施例１乃至実施例３の場合）、バックアップ電源回路５５０が１つで済む点で有利である。

また、上述した実施例１乃至実施例３では、好ましい例として、バックアップ電源回路５５０を起動させる閾値である所定閾値は、低圧保護電圧範囲の下限値よりも低くされている。これは、かかる構成によれば、所定閾値が低圧保護電圧範囲の上限値よりも低いが下限値よりも高い構成に比べて、低電圧保護機能が機能している間にバックアップ電源回路５５０が起動されることを、より確実に防止できるためである。但し、所定閾値が低圧保護電圧範囲の上限値よりも低いが下限値よりも高い構成であれば、所定閾値が低圧保護電圧範囲の上限値以上である構成に比べて、低電圧保護機能が機能している間にバックアップ電源回路５５０が起動される可能性を低減できる。例えば、低電圧保護機能が機能している間にバックアップ電源回路５５０が起動された場合は、上述のようにＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の端子ＳＯＦＴ及び端子ＣＬＡＭＰへの電流の逆流が生じるが、かかる期間が非常に短い場合は、ＩＧＢＴ駆動ＩＣ５２５の耐久性への影響を低減できる可能性がある。

なお、以上の実施例に関し、さらに以下を開示する。尚、以下で記載する効果のうち、少なくとも１つを奏することができればよい。

[態様１］
複数相の上段及び下段のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）を含むインバータ（３０）を制御するためのインバータ制御回路であって、
低圧系電源（８）から生成される第１電源（５１０〜５１５）と、
第１電源（５１０〜５１５）に電気的に接続され、第１電源（５１０〜５１５）に基づいて複数相のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）を駆動し、第１電源（５１０〜５１５）の電圧が正常値よりも低い低圧保護電圧範囲内になったときに、複数相のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）をオフさせる低電圧保護機能を備える駆動回路部（５２０〜５２５）と、
低圧系電源（８）よりも電源電圧の高い高圧系電源（１０）に電気的に接続され、高圧系電源（１０）に基づいて、複数相のそれぞれにおける上段又は下段の全てのスイッチング素子である特定のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５又はＱ２、Ｑ４、Ｑ６）をオンさせるバックアップ電源回路（５５０）と、
第１電源（５１０〜５１５）に電気的に接続され、第１電源（５１０〜５１５）の電圧が、低圧保護電圧範囲の上限値よりも低い場合に、バックアップ電源回路（５５０）を起動させる電源起動回路（５４０）とを含む、インバータ制御回路。

態様１によれば、電源起動回路（５４０）は、低圧系電源（８）の異常に伴う第１電源（５１０〜５１５）の低下を利用して、バックアップ電源回路（５５０）を起動させることができる。バックアップ電源回路（５５０）は、起動されると、特定のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５又はＱ２、Ｑ４、Ｑ６）をオンさせる。このようにして、態様１によれば、専用のマイコンを追加せずに、低圧系電源（８）の異常時にも特定のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５又はＱ２、Ｑ４、Ｑ６）をオンさせることができる。これにより、低圧系電源（８）の異常時に高圧系に発生しうる過電圧を低減できる。

また、態様１では、電源起動回路（５４０）は、第１電源（５１０〜５１５）の電圧が、低圧保護電圧範囲の上限値よりも低い場合に、バックアップ電源回路（５５０）を起動させる。これにより、第１電源（５１０〜５１５）の電圧が低圧保護電圧範囲内にある間にバックアップ電源回路（５５０）が電源起動回路（５４０）によって起動される可能性を低減できる。尚、低電圧保護機能の動作中にバックアップ電源回路（５５０）が電源起動回路（５４０）によって起動されると、バックアップ電源回路（５５０）から駆動回路部（５２０〜５２５）に電流が流れうる。態様１によれば、低電圧保護機能の動作中のバックアップ電源回路（５５０）に起動に起因した不都合、即ち、バックアップ電源回路（５５０）から駆動回路部（５２０〜５２５）に電流が流れる可能性を低減できる。

[態様２］
駆動回路部（５２０〜５２５）は、第１電源（５１０〜５１５）の電圧が低圧保護電圧範囲内になったときに、複数相のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）の全てをオフさせ、
特定のスイッチング素子（Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６）は、複数相のそれぞれにおける下段の全てのスイッチング素子（Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６）である、態様１に記載のインバータ制御回路。

態様２によれば、低圧系電源（８）の異常時に、上段の全てのスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５）がオフし、且つ、下段の全てのスイッチング素子（Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６）がオンする状態が形成される。この状態では、基準電位がグランド電位となって一定となるので、バックアップ電源回路（５５０）の全体としての回路規模を小さくできる。

[態様３］
第１電源（５１０〜５１５）及び駆動回路部（５２０〜５２５）は、複複数相のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）のそれぞれに対して対で設けられ、駆動回路部（５２０〜５２５）は、それぞれ、対応する第１電源（５１０〜５１５）に基づき動作し、
電源起動回路（５４０）は、複数相のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）に対して設けられる複数の第１電源（５１０〜５１５）のうちの、１つの第１電源（５１０〜５１５）に電気的に接続され、
電源起動回路（５４０）が電気的に接続される第１電源（５１０〜５１５）は、特定のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５又はＱ２、Ｑ４、Ｑ６）に係る複数の駆動回路部（５２０、５２２、５２４又は５２１、５２３、５２５）のうちの、消費電力が他の駆動回路部の消費電力以下である駆動回路部に係る第１電源（５１０〜５１５）であって、予め規定された１つの駆動回路部に係る第１電源（５１０〜５１５）である、態様２に記載のインバータ制御回路。

態様３によれば、低圧系電源の異常の発生時に、電源起動回路（５４０）によりバックアップ電源回路（５５０）が起動されるタイミングが、駆動回路部（５２０、５２２、５２４又は５２１、５２３、５２５）の全てにおいて低電圧保護機能の動作が終了した後となる可能性を、高めることができる。

[態様４］
第１電源（５１０〜５１５）及び駆動回路部（５２０〜５２５）は、複複数相のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）のそれぞれに対して対で設けられ、駆動回路部（５２０〜５２５）は、それぞれ、対応する第１電源（５１０〜５１５）に基づき動作し、
電源起動回路（５４０Ａ）は、複数相のスイッチング素子（Ｑ１〜Ｑ６）に対して設けられる複数の第１電源（５１０〜５１５）のうちの、特定のスイッチング素子（Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６）に係る第１電源（５１１、５１３、５１５）に電気的に接続され、
電源起動回路（５４０Ａ）は、特定のスイッチング素子（Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６）の全てに係る前記第１電源（５１１、５１３、５１５）の電圧が、低圧保護電圧範囲の上限値よりも低い場合に、前記バックアップ電源回路を起動させる、態様４に記載のインバータ制御回路。

態様４によれば、第１電源（５１１、５１３、５１５）の一部だけに係る低圧系電源の異常の発生時にバックアップ電源回路（５５０）が起動されることを、防止できる。これにより、第１電源（５１１、５１３、５１５）の一部だけに係る低圧系電源の異常の発生時にバックアップ電源回路（５５０）が起動されることによる不都合、即ち正常相に係る駆動回路部（５２０〜５２５）にバックアップ電源回路（５５０）から電流が流れることや、バックアップ電源回路（５５０）からの電流が過大となること、バックアップ電源回路（５５０）の発熱が増大すること、を防止できる。

[態様５］
電源起動回路（５４０）は、第１電源（５１０〜５１５）の電圧が、低圧保護電圧範囲の下限値よりも低い場合に、バックアップ電源回路（５５０）を起動させる、態様１〜４のうちのいずれかに記載のインバータ制御回路。

態様５によれば、第１電源（５１０〜５１５）の電圧が低圧保護電圧範囲内にある間にバックアップ電源回路（５５０）が電源起動回路（５４０）によって起動される可能性を更に低減できる。

[態様６］
電源起動回路（５４０）は、第１電源（５１０〜５１５）にゲートが電気的に接続されるトランジスタ（５４２）であって、低圧保護電圧範囲の下限値よりも低い閾値電圧を持つトランジスタ（５４２）を含む、態様５に記載のインバータ制御回路。

態様６によれば、トランジスタ（５４２）を用いた簡易な構成で、バックアップ電源回路（５５０）を適切なタイミングで起動させることができる。

[態様７］
バックアップ電源回路（５５０）と特定のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５又はＱ２、Ｑ４、Ｑ６）の間に設けられ、インバータの高電位側の電圧が閾値以上になった場合に、バックアップ電源回路（５５０）と特定のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５又はＱ２、Ｑ４、Ｑ６）の間を導通させる導通制御回路（５６０）を更に含む、態様１〜６のうちのいずれか１項に記載のインバータ制御回路。

態様６によれば、低圧系電源の異常の発生時に、インバータの高電位側の電圧が閾値以上になる場合に、バックアップ電源回路（５５０）を起動させることができる。

[態様８］
バックアップ電源回路（５５０）は、駆動回路部（５２０〜５２５）と特定のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５又はＱ２、Ｑ４、Ｑ６）の間に電気的に接続され、
バックアップ電源回路（５５０）と駆動回路部（５２０〜５２５）との間に設けられ、バックアップ電源回路（５５０）の起動に伴いバックアップ電源回路（５５０）と駆動回路部（５２０〜５２５）との間の導通を遮断する遮断回路（５３５１）を更に含む、態様１〜７のうちのいずれか１項に記載のインバータ制御回路。

態様７によれば、バックアップ電源回路（５５０）の起動後においても、バックアップ電源回路（５５０）から駆動回路部（５２０〜５２５）に電流が流れる可能性を低減できる。

１ モータ駆動システム
８ 低圧バッテリ
１０ 高圧バッテリ
３０ インバータ
４０ 走行用モータ
４２ 電流センサ
４４ レゾルバ
５０ インバータ制御装置
５０Ａ インバータ制御装置
６０ 車両ＥＣＵ
５０１ 通信回路
５０２ マイコン
５０３ マイコン電源回路
５１０〜５１５ 絶縁電源
５２０〜５２５ ＩＧＢＴ駆動ＩＣ
５３０〜５３５ 駆動回路
５４０、５４０Ａ 電源起動回路
５４２ ＭＯＳＦＥＴ
５４３ ＭＯＳＦＥＴ
５４４ ＭＯＳＦＥＴ
５５０ バックアップ電源回路
５６０ 導通制御回路
５６２ 過電圧信号入力回路
５６４ ＭＯＳＦＥＴ
５３５１ 遮断回路
５３５２ ＭＯＳＦＥＴ
５３５３ 接続点

Claims (8)

1. 複数相の上段及び下段のスイッチング素子を含むインバータを制御するためのインバータ制御回路であって、
   低圧系電源から生成される第１電源と、
   前記第１電源に電気的に接続され、前記第１電源に基づいて複数相の前記スイッチング素子を駆動し、前記第１電源の電圧が正常値よりも低い低圧保護電圧範囲内になったときに、複数相の前記スイッチング素子をオフさせる低電圧保護機能を備える駆動回路部と、
   前記低圧系電源よりも電源電圧の高い高圧系電源に電気的に接続され、前記高圧系電源に基づいて、前記複数相のそれぞれにおける上段又は下段の全てのスイッチング素子である特定のスイッチング素子をオンさせるバックアップ電源回路と、
   前記第１電源に電気的に接続され、前記第１電源の電圧が、前記低圧保護電圧範囲の上限値よりも低い場合に、前記バックアップ電源回路を起動させる電源起動回路とを含む、インバータ制御回路。
2. 前記駆動回路部は、前記第１電源の電圧が前記低圧保護電圧範囲内になったときに、複数相の前記スイッチング素子の全てをオフさせ、
   前記特定のスイッチング素子は、前記複数相のそれぞれにおける下段の全ての前記スイッチング素子である、請求項１に記載のインバータ制御回路。
3. 前記第１電源及び前記駆動回路部は、複数相の前記スイッチング素子のそれぞれに対して対で設けられ、前記駆動回路部は、それぞれ、対応する前記第１電源に基づき動作し、
   前記電源起動回路は、複数相の前記スイッチング素子に対して設けられる複数の前記第１電源のうちの、１つの前記第１電源に電気的に接続され、
   前記電源起動回路が電気的に接続される前記第１電源は、前記特定のスイッチング素子に係る複数の前記駆動回路部のうちの、消費電力が他の前記駆動回路部の消費電力以下である前記駆動回路部に係る前記第１電源であって、予め規定された１つの前記駆動回路部に係る前記第１電源である、請求項２に記載のインバータ制御回路。
4. 前記第１電源及び前記駆動回路部は、複数相の前記スイッチング素子のそれぞれに対して対で設けられ、前記駆動回路部は、それぞれ、対応する前記第１電源に基づき動作し、
   前記電源起動回路は、複数相の前記スイッチング素子に対して設けられる複数の前記第１電源のうちの、前記特定のスイッチング素子に係る前記第１電源に電気的に接続され、
   前記電源起動回路は、前記特定のスイッチング素子の全てに係る前記第１電源の電圧が、前記低圧保護電圧範囲の上限値よりも低い場合に、前記バックアップ電源回路を起動させる、請求項２に記載のインバータ制御回路。
5. 前記電源起動回路は、前記第１電源の電圧が、前記低圧保護電圧範囲の下限値よりも低い場合に、前記バックアップ電源回路を起動させる、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載のインバータ制御回路。
6. 前記電源起動回路は、前記第１電源にゲートが電気的に接続されるトランジスタであって、前記低圧保護電圧範囲の下限値よりも低い閾値電圧を持つトランジスタを含む、請求項５に記載のインバータ制御回路。
7. 前記バックアップ電源回路と前記特定のスイッチング素子の間に設けられ、前記インバータの高電位側の電圧が閾値以上になった場合に、前記バックアップ電源回路と前記特定のスイッチング素子の間を導通させる導通制御回路を更に含む、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載のインバータ制御回路。
8. 前記バックアップ電源回路は、前記駆動回路部と前記特定のスイッチング素子との間に電気的に接続され、
   前記バックアップ電源回路と前記駆動回路部との間に設けられ、前記バックアップ電源回路の起動に伴い前記バックアップ電源回路と前記駆動回路部との間の導通を遮断する遮断回路を更に含む、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載のインバータ制御回路。

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