JP2017135956A - スイッチング素子の駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 デッドタイムの短縮化と構成の簡素化との両立を図ることが可能なスイッチング素子の制御装置を提供する。【解決手段】 本発明のスイッチング素子の制御装置（１００）は、複数種類のデッドタイムの中から一のデッドタイムを選択するデッドタイム選択部（３１）を備えている。デッドタイム選択部（３１）は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、過電圧状態および過電流状態の両方が成立するときに選択されるデッドタイムである基準デッドタイムと比べて短く設定されたデッドタイムを選択する。【選択図】 図２

Description

本発明は、スイッチング素子の駆動装置に関する。

スイッチング素子の駆動装置に係る発明の一例として、特許文献１に記載の発明が挙げられる。特許文献１に記載の発明では、デッドタイム生成部およびゲート信号生成部を備えている。デッドタイム生成部は、第２スイッチング素子のゲート電圧に基づいて、第２スイッチング素子がオフしてから第１スイッチング素子がオンするまでの第１デッドタイムと、第１スイッチング素子がオフしてから第２スイッチング素子がオンするまでの第２デッドタイムとを生成する。そして、ゲート信号生成部は、第１デッドタイムおよび第２デッドタイムに基づいて、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子の各々のオンディレイ時間を可変する。

特開２０１０−１６９３７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明では、第１スイッチング素子および第２スイッチング素子の各々のゲート電圧に基づいて、第１デッドタイムおよび第２デッドタイムを生成するデッドタイム生成部を具備する必要がある。さらに、特許文献１に記載の発明では、デッドタイム生成部の出力をゲート信号生成部に入力し、比較器を用いて出力信号を生成する必要がある。そのため、特許文献１に記載の発明では、回路構成が増大化し、複雑化する可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、デッドタイムの短縮化と構成の簡素化との両立を図ることが可能なスイッチング素子の制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係るスイッチング素子の制御装置は、直流電源の正極側に接続される正極側スイッチング素子と前記直流電源の負極側に接続される負極側スイッチング素子とが直列接続されている少なくとも一対のスイッチング素子と、前記少なくとも一対のスイッチング素子の各々のスイッチング素子を開閉制御する制御装置とを備えるスイッチング素子の制御装置であって、前記一対のスイッチング素子のうちの一のスイッチング素子が閉状態から開状態に切り替えられた時点から他のスイッチング素子が開状態から閉状態に切り替えられる時点までの時間が異なる複数種類のデッドタイムの中から一の前記デッドタイムを選択するデッドタイム選択部と、前記一対のスイッチング素子のうちの前記一のスイッチング素子が前記閉状態から前記開状態に切り替えられた直後に発生するサージ電圧が収束した後の前記開状態のときに、当該スイッチング素子の入力端子と出力端子との間の端子間電圧を検出する電圧検出部と、当該スイッチング素子が前記閉状態から前記開状態に切り替えられる直前に、当該スイッチング素子の前記入力端子と前記出力端子との間に流れる端子間電流を検出する電流検出部と、を備え、前記電圧検出部によって検出された前記端子間電圧が当該スイッチング素子の保護に関して設定された電圧閾値以下の状態を電圧正常状態とし、前記端子間電圧が前記電圧閾値を超えている状態を過電圧状態とし、前記電流検出部によって検出された前記端子間電流が当該スイッチング素子の保護に関して設定された電流閾値以下の状態を電流正常状態とし、前記端子間電流が前記電流閾値を超えている状態を過電流状態とし、前記過電圧状態および前記過電流状態の両方が成立するときに選択される前記デッドタイムを基準デッドタイムとするとき、前記デッドタイム選択部は、前記電圧正常状態および前記電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、前記基準デッドタイムと比べて短く設定されたデッドタイムを選択する。

本発明に係るスイッチング素子の制御装置によれば、デッドタイム選択部は、複数種類のデッドタイムの中から一のデッドタイムを選択する。そのため、本発明に係るスイッチング素子の制御装置は、スイッチング素子の状態に応じてデッドタイムを生成してデッドタイムを可変する場合と比べて、構成を簡素化することができる。また、デッドタイム選択部は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、過電圧状態および過電流状態の両方が成立するときに選択される基準デッドタイムと比べて短く設定されたデッドタイムを選択する。そのため、本発明に係るスイッチング素子の制御装置は、デッドタイムを短縮化して出力電流に生じる歪みを低減することができ、効率を改善することができる。このように、本発明に係るスイッチング素子の制御装置は、デッドタイムの短縮化と構成の簡素化との両立を図ることができる。

第一実施形態に係り、スイッチング素子の制御装置１００の一例を示す構成図である。 図１の一相分の一対のスイッチング素子２０を開閉制御する制御装置３０の一例を示す構成図である。 第一実施形態に係り、デッドタイムの一例を示す模式図である。 第一実施形態に係り、端子間電圧Ｖ１と電圧閾値ＶＴ０との関係の一例を示す模式図である。 第一実施形態に係り、端子間電流Ｉ１と電流閾値ＩＴ０との関係の一例を示す模式図である。 第一実施形態に係り、端子間電圧Ｖ１および端子間電流Ｉ１に対するデッドタイムおよび切り替え速度の一例を示す模式図である。 第一実施形態に係り、スイッチング素子の制御装置１００の制御手順の一例を示すフローチャートである。 第一実施形態に係り、正極側スイッチング素子２１の駆動信号、端子間電圧、端子間電流、切り替え速度および負極側スイッチング素子２２の駆動信号の経時変化の一例を示すタイミングチャートである。 参考形態に係り、出力電流の経時変化の一例を示す模式図である。 第一実施形態に係り、出力電流の経時変化の一例を示す模式図である。 第二実施形態に係り、端子間電圧Ｖ１および端子間電流Ｉ１に対するデッドタイムおよび切り替え速度の一例を示す模式図である。 第二実施形態に係り、スイッチング素子の制御装置１００の制御手順の一例を示すフローチャートである。 第二実施形態に係り、正極側スイッチング素子２１の駆動信号、端子間電圧、端子間電流、切り替え速度および負極側スイッチング素子２２の駆動信号の経時変化の一例を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は、各実施形態について、共通する箇所には共通の符号が付されており、本明細書では、重複する説明が省略されている。また、図面は、概念図であり、細部構造の寸法まで規定するものではない。

＜第一実施形態＞
（スイッチング素子の制御装置１００の構成）
図１に示すように、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００は、三組の一対のスイッチング素子２０，２０，２０と、制御装置３０とを備えている。三組の一対のスイッチング素子２０，２０，２０の各々は、正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２を備えており、正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２は、直列接続されている。正極側スイッチング素子２１は、直流電源１０の正極側に接続されており、負極側スイッチング素子２２は、直流電源１０の負極側に接続されている。

制御装置３０は、三組の一対のスイッチング素子２０，２０，２０の各々のスイッチング素子（正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２）を開閉制御する。三組の一対のスイッチング素子２０，２０，２０は、負荷である回転電機４０と接続されている。制御装置３０は、各スイッチング素子（正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２）を開閉制御することにより、直流電源１０から供給される直流電力を交流電力に変換し回転電機４０に給電して、回転電機４０を駆動制御することができる。以下、各構成について具体的に説明する。

直流電源１０は、直流電力を供給する電源装置であり、例えば、公知の鉛蓄電池（バッテリ）、リチウムイオン電池、電気二重層コンデンサなどを用いることができる。直流電源１０は、正極側端子１０ａと負極側端子１０ｂと平滑コンデンサ１０ｃとを備えている。直流電力は、正極側端子１０ａと負極側端子１０ｂとの間に出力される。負極側端子１０ｂの電位を基準電位とし、接地（ＧＮＤ）すると、正極側端子１０ａの電位は、Ｖｃｃで表すことができる。また、平滑コンデンサ１０ｃの正極側端部は、正極側端子１０ａに接続されており、平滑コンデンサ１０ｃの負極側端部は、負極側端子１０ｂに接続されている。これにより、リップルが低減されている。なお、直流電力は、例えば、公知のダイオードブリッジ等を用いて、交流電力を直流電力に変換しても良い。

回転電機４０は、例えば、公知のブラシレスモータを用いることができる。回転電機４０は、固定子４１と回転子４５とを備えている。固定子４１は、Ｕ相コイル４２ｕとＶ相コイル４２ｖとＷ相コイル４２ｗとを備えており、これらは、Ｙ結線されている。具体的には、Ｕ相コイル４２ｕの一端側は、Ｕ相端子４３ｕに接続され、Ｕ相コイル４２ｕの他端側は、中性点４４に接続されている。Ｖ相コイル４２ｖの一端側は、Ｖ相端子４３ｖに接続され、Ｖ相コイル４２ｖの他端側は、中性点４４に接続されている。Ｗ相コイル４２ｗの一端側は、Ｗ相端子４３ｗに接続され、Ｗ相コイル４２ｗの他端側は、中性点４４に接続されている。

Ｕ相コイル４２ｕ、Ｖ相コイル４２ｖおよびＷ相コイル４２ｗは、集中巻、分布巻などの公知の方法で巻装することができる。また、回転子４５は、例えば、回転子鉄心の内部に永久磁石が埋め込まれた埋込磁石形とすることができ、回転子鉄心の外周表面に永久磁石が設けられた表面磁石形とすることもできる。なお、固定子４１のスロット数および回転子４５の磁極数に特段の制約はない。また、Ｕ相コイル４２ｕ、Ｖ相コイル４２ｖおよびＷ相コイル４２ｗは、Δ結線で構成することもできる。なお、同図は、これらのコイルの電気的な接続状態を示しており、固定子４１および回転子４５は、模式的に図示されている。

三組の一対のスイッチング素子２０，２０，２０は、直流電源１０と回転電機４０との間に設けられており、インバータが構成されている。インバータは、直流電源１０の直流電力を交流電力に変換して回転電機４０に給電する。具体的には、三組の一対のスイッチング素子２０，２０，２０は、三相ブリッジ回路で構成されており、３つの正極側スイッチング素子２１，２１，２１と、３つの負極側スイッチング素子２２，２２，２２とがブリッジ接続されている。

各スイッチング素子（正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２）は、例えば、公知の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを用いることができる。図２に示すように、正極側スイッチング素子２１は、入力端子２１ａと出力端子２１ｂと制御端子２１ｃと還流ダイオード２１ｄとセンス端子２１ｓとを備えている。

ここで、制御端子２１ｃと出力端子２１ｂとの間の電圧を制御電圧Ｖｇ１とする。例えば、制御電圧Ｖｇ１がローレベル（所定電圧値以下の電圧状態）のときには、入力端子２１ａと出力端子２１ｂとの間が電気的に遮断された開状態に制御される。一方、制御電圧Ｖｇ１がハイレベル（所定電圧値を超えた電圧状態）のときには、入力端子２１ａと出力端子２１ｂとの間が電気的に導通された閉状態に制御される。

還流ダイオード２１ｄは、正極側スイッチング素子２１のボディダイオード（寄生ダイオード）を用いることができる。なお、ボディダイオードの代わりに、還流ダイオードを別途設けて、入力端子２１ａと出力端子２１ｂとの間に並列接続することもできる。還流ダイオード２１ｄは、正極側スイッチング素子２１が開状態のときに、出力端子２１ｂ側から入力端子２１ａ側に向かう電流経路を形成することができる。これにより、正極側スイッチング素子２１の開閉制御に伴って生じる逆電流から正極側スイッチング素子２１を保護することができる。

センス端子２１ｓは、入力端子２１ａと出力端子２１ｂとの間に流れる電流である端子間電流と相関する微小電流を出力する。端子間電流には、還流ダイオード２１ｄを流れる電流が含まれる。なお、入力端子２１ａと出力端子２１ｂとの間の電圧を端子間電圧という。

正極側スイッチング素子２１について既述したことは、負極側スイッチング素子２２についても同様に言える。つまり、負極側スイッチング素子２２は、入力端子２２ａと出力端子２２ｂと制御端子２２ｃと還流ダイオード２２ｄとセンス端子２２ｓとを備えている。制御端子２２ｃと出力端子２２ｂとの間の電圧を制御電圧Ｖｇ２とする。例えば、制御電圧Ｖｇ２がローレベル（所定電圧値以下の電圧状態）のときには、入力端子２２ａと出力端子２２ｂとの間が電気的に遮断された開状態に制御される。一方、制御電圧Ｖｇ２がハイレベル（所定電圧値を超えた電圧状態）のときには、入力端子２２ａと出力端子２２ｂとの間が電気的に導通された閉状態に制御される。還流ダイオード２２ｄは、正極側スイッチング素子２１の還流ダイオード２１ｄと同様であり、センス端子２２ｓは、正極側スイッチング素子２１のセンス端子２１ｓと同様である。

正極側スイッチング素子２１と負極側スイッチング素子２２との間には、出力端子２３が設けられている。図１に示すように、回転電機４０のＵ相端子４３ｕと、一の一対のスイッチング素子２０の出力端子２３との間は、Ｕ相電力線４０ｕによって電気的に接続されている。また、回転電機４０のＶ相端子４３ｖと、他の一の一対のスイッチング素子２０の出力端子２３との間は、Ｖ相電力線４０ｖによって電気的に接続されている。さらに、回転電機４０のＷ相端子４３ｗと、残りの一の一対のスイッチング素子２０の出力端子２３との間は、Ｗ相電力線４０ｗによって電気的に接続されている。Ｕ相電力線４０ｕ、Ｖ相電力線４０ｖおよびＷ相電力線４０ｗは、三組の一対のスイッチング素子２０，２０，２０によって変換された交流電力を回転電機４０に給電する。

図１に示すように、制御装置３０は、本体部３０ａと、複数（３つ）の正極側駆動制御部３０ｂと、複数（３つ）の負極側駆動制御部３０ｃとを備えている。これらは、公知の中央演算装置、記憶装置および通信インターフェースをそれぞれ備えており（いずれも図示略）、制御線を介して通信可能になっている。中央演算装置は、ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔであり、種々の演算処理を行うことができる。記憶装置は、第一記憶装置および第二記憶装置を備えている。第一記憶装置は、読み出しおよび書き込み可能な揮発性の記憶装置（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）であり、第二記憶装置は、読み出し専用の不揮発性の記憶装置（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）である。

例えば、本体部３０ａの中央演算装置は、第二記憶装置に記憶されている回転電機４０の駆動制御プログラムを第一記憶装置に読み出して、駆動制御プログラムを実行する。本体部３０ａは、駆動制御プログラムに基づいて、正極側スイッチング素子２１の駆動信号（正極側駆動信号）および負極側スイッチング素子２２の駆動信号（負極側駆動信号）を生成する。正極側駆動信号は、正極側駆動制御部３０ｂに送信され、負極側駆動信号は、負極側駆動制御部３０ｃに送信される。

正極側駆動制御部３０ｂの中央演算装置は、第二記憶装置に記憶されている正極側スイッチング素子２１の開閉制御プログラムを第一記憶装置に読み出して、開閉制御プログラムを実行する。正極側駆動制御部３０ｂは、本体部３０ａによって生成された正極側駆動信号を増幅し、正極側スイッチング素子２１の制御端子２１ｃに付与する。負極側駆動制御部３０ｃは、本体部３０ａによって生成された負極側駆動信号を増幅し、負極側スイッチング素子２２の制御端子２２ｃに付与する。このようにして、制御装置３０は、正極側スイッチング素子２１の制御端子２１ｃおよび負極側スイッチング素子２２の制御端子２２ｃにそれぞれ制御電圧を印加して、正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２を開閉制御することができる。

（制御部の構成）
図２に示すように、スイッチング素子の制御装置１００は、制御ブロックとして捉えると、デッドタイム選択部３１、電圧検出部３２、電流検出部３３、切り替え速度選択部３４、駆動信号生成部３５および駆動信号増幅部３６を備えている。電圧検出部３２は、正極側電圧検出部３２ａおよび負極側電圧検出部３２ｂを備えている。電流検出部３３は、正極側電流検出部３３ａおよび負極側電流検出部３３ｂを備えている。切り替え速度選択部３４は、正極側切り替え速度選択部３４ａおよび負極側切り替え速度選択部３４ｂを備えている。駆動信号生成部３５は、正極側駆動信号生成部３５ａおよび負極側駆動信号生成部３５ｂを備えている。駆動信号増幅部３６は、正極側駆動信号増幅部３６ａおよび負極側駆動信号増幅部３６ｂを備えている。

デッドタイム選択部３１は、複数種類（本実施形態では、二種類）のデッドタイムの中から一のデッドタイムを選択する。二種類のデッドタイムは、一対のスイッチング素子２０のうちの一のスイッチング素子（例えば、正極側スイッチング素子２１）が閉状態から開状態に切り替えられた時点から他のスイッチング素子（例えば、負極側スイッチング素子２２）が開状態から閉状態に切り替えられる時点までの時間が異なる。

図３は、デッドタイムの一例を示す模式図である。曲線Ｌ１１は、正極側スイッチング素子２１の駆動信号の経時変化の一例を示している。曲線Ｌ１２は、負極側スイッチング素子２２の駆動信号の経時変化の一例を示している。横軸は、時刻を示している。例えば、時刻ｔ１１において、正極側スイッチング素子２１は、閉状態から開状態に切り替えられる（曲線Ｌ１１参照）。このとき、負極側スイッチング素子２２は、開状態が維持されている（曲線Ｌ１２参照）。つまり、時刻ｔ１１において、正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２の両方が開状態になる。この状態は、時刻ｔ１２まで継続される。時刻ｔ１２において、負極側スイッチング素子２２は、開状態から閉状態に切り替えられる（曲線Ｌ１２参照）。このとき、正極側スイッチング素子２１は、開状態が維持されている（曲線Ｌ１１参照）。

このように、正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２の両方が開状態に制御されている時間（この場合、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの時間）をデッドタイムという。デッドタイムを適切に設定することにより、正極側スイッチング素子２１と負極側スイッチング素子２２との間の短絡が防止される。

次に、時刻ｔ１３において、負極側スイッチング素子２２は、閉状態から開状態に切り替えられる（曲線Ｌ１２参照）。このとき、正極側スイッチング素子２１は、開状態が維持されている（曲線Ｌ１１参照）。つまり、時刻ｔ１３において、正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２の両方が開状態になる。この状態は、時刻ｔ１４まで継続される。時刻ｔ１４において、正極側スイッチング素子２１は、開状態から閉状態に切り替えられる（曲線Ｌ１１参照）。このとき、負極側スイッチング素子２２は、開状態が維持されている（曲線Ｌ１２参照）。この場合のデッドタイム（時刻ｔ１３から時刻ｔ１４までの時間）は、上述したデッドタイム（時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの時間）と同じ時間に設定されている。

本実施形態では、二種類のデッドタイムを備えている。二種類のデッドタイムを第一デッドタイムＤＴ１、第二デッドタイムＤＴ２とする。第一デッドタイムＤＴ１は、基準デッドタイムＤＴ０と比べて短く設定されており、第二デッドタイムＤＴ２は、第一デッドタイムＤＴ１と比べて短く設定されている。これらのデッドタイムおよびデッドタイム選択部３１によるデッドタイムの選択方法については、後述する。

図２に示すように、正極側電圧検出部３２ａは、第一抵抗器３２ａ１および第二抵抗器３２ａ２を備えており、第一抵抗器３２ａ１および第二抵抗器３２ａ２は、直列接続されている。直列接続された２つの抵抗器の第一抵抗器３２ａ１側の端部は、正極側スイッチング素子２１の入力端子２１ａに接続されている。一方、直列接続された２つの抵抗器の第二抵抗器３２ａ２側の端部は、出力端子２３を介して、正極側スイッチング素子２１の出力端子２１ｂに接続されている。また、第一抵抗器３２ａ１と第二抵抗器３２ａ２との間には、出力端子３２ａ３が設けられている。出力端子３２ａ３は、制御装置３０（正極側駆動制御部３０ｂ）の入力ポート３０ｂ１に接続されている。

正極側スイッチング素子２１の入力端子２１ａと出力端子２１ｂとの間の端子間電圧を分圧した電圧が出力端子３２ａ３から出力され、正極側駆動制御部３０ｂに入力される。なお、第二抵抗器３２ａ２は、第一抵抗器３２ａ１と比べて抵抗値が十分小さく設定されている。第二抵抗器３２ａ２の抵抗値は、出力端子３２ａ３から出力される電圧が制御装置３０に入力可能な電圧レベルになるように設定されている。制御装置３０には、公知のＡ／Ｄ変換器（図示略）が設けられている。これにより、正極側電圧検出部３２ａは、出力端子３２ａ３から出力される電圧を知得することができ、当該電圧から端子間電圧を検出（推定）することができる。

正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられた直後に発生するサージ電圧が収束した後の開状態のときに、正極側スイッチング素子２１の入力端子２１ａと出力端子２１ｂとの間の端子間電圧Ｖ１を検出する。図４は、端子間電圧Ｖ１と電圧閾値ＶＴ０との関係の一例を示す模式図である。曲線Ｌ２は、端子間電圧の経時変化の一例を示している。縦軸は、端子間電圧を示しており、横軸は、時刻を示している。

時刻ｔ２１において、正極側スイッチング素子２１は、閉状態から開状態に切り替えられる。これにより、端子間電圧が上昇し始めて、端子間電圧は、時刻ｔ２２においてピーク値（最大値）を迎える。このときの端子間電圧は、開放電圧Ｅ１にサージ電圧ｅ１が加算された電圧になっている。なお、インダクタンスをＬ１とし、電流をｉとし、時間をｔとすると、サージ電圧ｅ１は、Ｌ１×（ｄｉ／ｄｔ）で表すことができる。

時刻ｔ２２を経過すると、端子間電圧が下降し始めて、端子間電圧は、時刻ｔ２３において概ね一定になる。このときの端子間電圧は、開放電圧Ｅ１になっている。時刻ｔ２４において、正極側スイッチング素子２１は、開状態から閉状態に切り替えられる。これにより、端子間電圧が下降し始める。つまり、サージ電圧が収束した後の開状態の期間は、時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの時間である。本実施形態では、正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替えられる時刻ｔ２４において、端子間電圧Ｖ１を検出する。

正極側電圧検出部３２ａについて既述したことは、負極側電圧検出部３２ｂについても同様に言える。負極側電圧検出部３２ｂは、第一抵抗器３２ｂ１、第二抵抗器３２ｂ２および出力端子３２ｂ３を備えている。出力端子３２ｂ３は、制御装置３０（負極側駆動制御部３０ｃ）の入力ポート３０ｃ１に接続されている。負極側電圧検出部３２ｂは、負極側スイッチング素子２２が閉状態から開状態に切り替えられた直後に発生するサージ電圧が収束した後の開状態のときに、負極側スイッチング素子２２の入力端子２２ａと出力端子２２ｂとの間の端子間電圧Ｖ２を検出する。このように、電圧検出部３２は、一対のスイッチング素子２０のうちの一のスイッチング素子が閉状態から開状態に切り替えられた直後に発生するサージ電圧が収束した後の開状態のときに、当該スイッチング素子の入力端子と出力端子との間の端子間電圧を検出する。

図２に示すように、正極側電流検出部３３ａは、シャント抵抗器３３ａ１を備えている。シャント抵抗器３３ａ１の一端側は、正極側スイッチング素子２１のセンス端子２１ｓに接続されており、シャント抵抗器３３ａ１の他端側は、出力端子２３に接続されている。センス端子２１ｓとシャント抵抗器３３ａ１との間には、出力端子３３ａ２が設けられている。出力端子３３ａ２は、制御装置３０（正極側駆動制御部３０ｂ）の入力ポート３０ｂ２に接続されている。

シャント抵抗器３３ａ１により、正極側スイッチング素子２１の入力端子２１ａと出力端子２１ｂとの間に流れる端子間電流と相関する電流を電圧に置き換えることができる。当該電圧は、出力端子３３ａ２から出力されて、正極側駆動制御部３０ｂに入力される。制御装置３０には、公知のＡ／Ｄ変換器（図示略）が設けられている。これにより、正極側電流検出部３３ａは、出力端子３３ａ２から出力される電圧を知得することができ、当該電圧から端子間電流を検出（推定）することができる。

正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられる直前に、正極側スイッチング素子２１の入力端子２１ａと出力端子２１ｂとの間に流れる端子間電流Ｉ１を検出する。図５は、端子間電流Ｉ１と電流閾値ＩＴ０との関係の一例を示す模式図である。曲線Ｌ３は、端子間電流の経時変化の一例を示している。縦軸は、端子間電流を示しており、横軸は、時刻を示している。

時刻ｔ３１において、正極側スイッチング素子２１は、開状態から閉状態に切り替えられる。これにより、端子間電流が上昇し始める。時刻ｔ３２において、正極側スイッチング素子２１は、閉状態から開状態に切り替えられる。これにより、端子間電流が下降し始める。正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられる直前の時刻ｔ３２において、端子間電流Ｉ１を検出する。

正極側電流検出部３３ａについて既述したことは、負極側電流検出部３３ｂについても同様に言える。負極側電流検出部３３ｂは、シャント抵抗器３３ｂ１および出力端子３３ｂ２を備えている。出力端子３３ｂ２は、制御装置３０（負極側駆動制御部３０ｃ）の入力ポート３０ｃ２に接続されている。負極側電流検出部３３ｂは、負極側スイッチング素子２２が閉状態から開状態に切り替えられる直前に、負極側スイッチング素子２２の入力端子２２ａと出力端子２２ｂとの間に流れる端子間電流Ｉ２を検出する。このように、電流検出部３３は、一対のスイッチング素子２０のうちの一のスイッチング素子が閉状態から開状態に切り替えられる直前に、当該スイッチング素子の入力端子と出力端子との間に流れる端子間電流を検出する。

ここで、正極側電圧検出部３２ａによって検出された端子間電圧Ｖ１が正極側スイッチング素子２１の保護に関して設定された電圧閾値ＶＴ０以下の状態を電圧正常状態とし、端子間電圧Ｖ１が電圧閾値ＶＴ０を超えている状態を過電圧状態とする。電圧閾値ＶＴ０は、端子間電流Ｉ１に関わらず、開放電圧Ｅ１にサージ電圧ｅ１が加算された最大電圧が、最大定格Ｖｍａｘを超えないように設定することができる。例えば、図４では、端子間電圧Ｖ１が電圧閾値ＶＴ０を超えており、正極側スイッチング素子２１の電圧状態は、過電圧状態である。しかしながら、時刻ｔ２２において、開放電圧Ｅ１にサージ電圧ｅ１が加算された最大電圧は、最大定格Ｖｍａｘを超えていない。なお、電圧閾値ＶＴ０は、端子間電流Ｉ１の大きさを考慮して、複数設けることもできる。

また、正極側電流検出部３３ａによって検出された端子間電流Ｉ１が正極側スイッチング素子２１の保護に関して設定された電流閾値ＩＴ０以下の状態を電流正常状態とし、端子間電流Ｉ１が電流閾値ＩＴ０を超えている状態を過電流状態とする。例えば、図５では、端子間電流Ｉ１が電流閾値ＩＴ０を超えており、正極側スイッチング素子２１の電流状態は、過電流状態である。既述したように、サージ電圧ｅ１は、Ｌ１×（ｄｉ／ｄｔ）で表すことができる。つまり、サージ電圧ｅ１は、端子間電流の単位時間あたりの変化量（ｄｉ／ｄｔ）を用いて規定することができる。電流閾値ＩＴ０は、想定される開放電圧Ｅ１が最大の場合においても、開放電圧Ｅ１にサージ電圧ｅ１が加算された最大電圧が、最大定格Ｖｍａｘを超えないように設定することができる。なお、電流閾値ＩＴ０は、開放電圧Ｅ１の大きさを考慮して、複数設けることもできる。

端子間電圧Ｖ１および端子間電流Ｉ１について既述したことは、端子間電圧Ｖ２および端子間電流Ｉ２についても同様に言える。負極側電圧検出部３２ｂによって検出された端子間電圧Ｖ２が負極側スイッチング素子２２の保護に関して設定された電圧閾値ＶＴ０以下の状態を電圧正常状態とし、端子間電圧Ｖ２が電圧閾値ＶＴ０を超えている状態を過電圧状態とする。また、負極側電流検出部３３ｂによって検出された端子間電流Ｉ２が負極側スイッチング素子２２の保護に関して設定された電流閾値ＩＴ０以下の状態を電流正常状態とし、端子間電流Ｉ２が電流閾値ＩＴ０を超えている状態を過電流状態とする。このように、正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２のいずれにおいても、同じ閾値（電圧閾値ＶＴ０および電流閾値ＩＴ０）を用いることができる。なお、閾値（電圧閾値ＶＴ０および電流閾値ＩＴ０）は、回路構成によって異なるので、予め、シミュレーション、実機による検証等によって導出しておくと良い。

図２に示すように、正極側切り替え速度選択部３４ａは、第一抵抗器３４ａ１および第二抵抗器３４ａ２を備えている。第一抵抗器３４ａ１の一端側は、制御装置３０（正極側駆動制御部３０ｂ）の出力ポート３０ｂ３に接続されている。第二抵抗器３４ａ２の一端側は、制御装置３０（正極側駆動制御部３０ｂ）の出力ポート３０ｂ４に接続されている。第一抵抗器３４ａ１の他端側および第二抵抗器３４ａ２の他端側は、正極側スイッチング素子２１の制御端子２１ｃに接続されている。第二抵抗器３４ａ２は、第一抵抗器３４ａ１と比べて抵抗値が小さく設定されている。

正極側切り替え速度選択部３４ａは、複数種類（本実施形態では、二種類）の切り替え速度の中から一の切り替え速度を選択する。二種類の切り替え速度は、正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替えられるときの切り替え速度が異なる。二種類の切り替え速度を第一切り替え速度ＳＶ１、第二切り替え速度ＳＶ２とする。第二切り替え速度ＳＶ２は、第一切り替え速度ＳＶ１と比べて速く設定されている。なお、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられるときの切り替え速度は、正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替えられるときの切り替え速度と概ね同じであり、本明細書では、これらを区別していない。これらの切り替え速度を区別して、切り替え速度をさらに細分化することもできる。

ここで、正極側スイッチング素子２１の制御端子２１ｃと出力端子２１ｂとの間の静電容量を静電容量Ｃｇ１とする。また、第一抵抗器３４ａ１の抵抗値と静電容量Ｃｇ１とを乗じた時定数を時定数τ１とする。さらに、第二抵抗器３４ａ２の抵抗値と静電容量Ｃｇ１とを乗じた時定数を時定数τ２とする。第二抵抗器３４ａ２は、第一抵抗器３４ａ１と比べて抵抗値が小さく設定されているので、時定数τ２は、時定数τ１と比べて小さくなる。

正極側切り替え速度選択部３４ａは、低速側の切り替え速度（第一切り替え速度ＳＶ１）を選択するときには、第一抵抗器３４ａ１を介して駆動信号を出力する。一方、正極側切り替え速度選択部３４ａは、高速側の切り替え速度（第二切り替え速度ＳＶ２）を選択するときには、第二抵抗器３４ａ２を介して駆動信号を出力する。このようにして、正極側切り替え速度選択部３４ａは、二種類の切り替え速度（第一切り替え速度ＳＶ１および第二切り替え速度ＳＶ２）の中から一の切り替え速度を選択することができる。

正極側切り替え速度選択部３４ａについて既述したことは、負極側切り替え速度選択部３４ｂについても同様に言える。負極側切り替え速度選択部３４ｂは、第一抵抗器３４ｂ１および第二抵抗器３４ｂ２を備えている。第一抵抗器３４ｂ１の一端側は、制御装置３０（負極側駆動制御部３０ｃ）の出力ポート３０ｃ３に接続されている。第二抵抗器３４ｂ２の一端側は、制御装置３０（負極側駆動制御部３０ｃ）の出力ポート３０ｃ４に接続されている。第一抵抗器３４ｂ１の他端側および第二抵抗器３４ｂ２の他端側は、負極側スイッチング素子２２の制御端子２２ｃに接続されている。第一抵抗器３４ｂ１は、正極側切り替え速度選択部３４ａの第一抵抗器３４ａ１と同じ抵抗値に設定されており、第二抵抗器３４ｂ２は、正極側切り替え速度選択部３４ａの第二抵抗器３４ａ２と同じ抵抗値に設定されている。

負極側切り替え速度選択部３４ｂは、低速側の切り替え速度（第一切り替え速度ＳＶ１）を選択するときには、第一抵抗器３４ｂ１を介して駆動信号を出力する。一方、負極側切り替え速度選択部３４ｂは、高速側の切り替え速度（第二切り替え速度ＳＶ２）を選択するときには、第二抵抗器３４ｂ２を介して駆動信号を出力する。このようにして、負極側切り替え速度選択部３４ｂは、二種類の切り替え速度（第一切り替え速度ＳＶ１および第二切り替え速度ＳＶ２）の中から一の切り替え速度を選択することができる。

切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａおよび負極側切り替え速度選択部３４ｂ）は、複数種類（本実施形態では、二種類）の切り替え速度（第一切り替え速度ＳＶ１および第二切り替え速度ＳＶ２）の中から一の切り替え速度を選択する。第一切り替え速度ＳＶ１は、基準切り替え速度ＳＶ０と比べて速く設定されており、第二切り替え速度ＳＶ２は、第一切り替え速度ＳＶ１と比べて速く設定されている。これらの切り替え速度および切り替え速度選択部３４による切り替え速度の選択方法については、後述する。

正極側駆動信号生成部３５ａは、正極側スイッチング素子２１の駆動信号（正極側駆動信号）を生成する。負極側駆動信号生成部３５ｂは、負極側スイッチング素子２２の駆動信号（負極側駆動信号）を生成する。正極側駆動信号および負極側駆動信号は、例えば、回転電機４０の回転子４５の回転数、相電流（出力トルク）、直流電源１０の直流電圧などに基づいて、パルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号として生成することができる。また、正極側駆動信号および負極側駆動信号には、デッドタイム選択部３１によって選択されたデッドタイムが設けられる。

正極側駆動信号増幅部３６ａは、正極側駆動信号生成部３５ａによって生成された正極側駆動信号を増幅し、正極側スイッチング素子２１の制御端子２１ｃに付与する。増幅された正極側駆動信号は、出力ポート３０ｂ３または出力ポート３０ｂ４から出力され、正極側切り替え速度選択部３４ａが選択した切り替え速度に対応する抵抗器（第一抵抗器３４ａ１または第二抵抗器３４ａ２）を介して付与される。負極側駆動信号増幅部３６ｂは、負極側駆動信号生成部３５ｂによって生成された負極側駆動信号を増幅し、負極側スイッチング素子２２の制御端子２２ｃに付与する。増幅された負極側駆動信号は、出力ポート３０ｃ３または出力ポート３０ｃ４から出力され、負極側切り替え速度選択部３４ｂが選択した切り替え速度に対応する抵抗器（第一抵抗器３４ｂ１または第二抵抗器３４ｂ２）を介して付与される。

既述したように、負極側電圧検出部３２ｂは、正極側電圧検出部３２ａと同様にして、端子間電圧Ｖ２を検出する。また、負極側電流検出部３３ｂは、正極側電流検出部３３ａと同様にして、端子間電流Ｉ２を検出する。さらに、負極側切り替え速度選択部３４ｂは、正極側切り替え速度選択部３４ａと同様にして、切り替え速度を選択する。そのため、以下の説明では、正極側電圧検出部３２ａおよび正極側電流検出部３３ａの検出結果に基づいて、正極側スイッチング素子２１を開閉制御する場合について説明する。負極側電圧検出部３２ｂおよび負極側電流検出部３３ｂの検出結果に基づいて、負極側スイッチング素子２２を開閉制御する場合についても同様に行うことができる。

（制御の詳細）
図６は、端子間電圧Ｖ１および端子間電流Ｉ１に対するデッドタイムおよび切り替え速度の一例を示す模式図である。同図のＮｏ．１１は、端子間電圧Ｖ１が電圧正常状態であり、端子間電流Ｉ１が過電流状態のときには、デッドタイム選択部３１によって第一デッドタイムＤＴ１が選択されることを示している。Ｎｏ．１２は、端子間電圧Ｖ１が過電圧状態であり、端子間電流Ｉ１が電流正常状態のときには、デッドタイム選択部３１によって第一デッドタイムＤＴ１が選択されることを示している。Ｎｏ．１３は、端子間電圧Ｖ１が電圧正常状態であり、端子間電流Ｉ１が電流正常状態のときには、デッドタイム選択部３１によって第二デッドタイムＤＴ２が選択されることを示している。

ここで、過電圧状態および過電流状態の両方が成立するときに設定されるデッドタイムを基準デッドタイムＤＴ０とする。デッドタイム選択部３１は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、基準デッドタイムＤＴ０と比べて短く設定されたデッドタイム（本実施形態では、第一デッドタイムＤＴ１または第二デッドタイムＤＴ２）を選択する。第二デッドタイムＤＴ２は、第一デッドタイムＤＴ１と比べて短く設定されている。第一デッドタイムＤＴ１および第二デッドタイムＤＴ２は、後述する出力電流の歪みを低減可能に、予め、シミュレーション、実機による検証等によって導出しておくと良い。

また、同図のＮｏ．１１は、端子間電圧Ｖ１が電圧正常状態であり、端子間電流Ｉ１が過電流状態のときには、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａ）によって第一切り替え速度ＳＶ１が選択されることを示している。Ｎｏ．１２は、端子間電圧Ｖ１が過電圧状態であり、端子間電流Ｉ１が電流正常状態のときには、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａ）によって第一切り替え速度ＳＶ１が選択されることを示している。Ｎｏ．１３は、端子間電圧Ｖ１が電圧正常状態であり、端子間電流Ｉ１が電流正常状態のときには、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａ）によって第二切り替え速度ＳＶ２が選択されることを示している。

ここで、過電圧状態および過電流状態の両方が成立するときに設定される切り替え速度を基準切り替え速度ＳＶ０とする。切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａ）は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、基準切り替え速度ＳＶ０と比べて速く設定された切り替え速度（本実施形態では、第一切り替え速度ＳＶ１または第二切り替え速度ＳＶ２）を選択する。第二切り替え速度ＳＶ２は、第一切り替え速度ＳＶ１と比べて速く設定されている。第一切り替え速度ＳＶ１および第二切り替え速度ＳＶ２は、後述するスイッチング損失を低減可能に、予め、シミュレーション、実機による検証等によって導出しておくと良い。

図７は、スイッチング素子の制御装置１００の制御手順の一例を示すフローチャートである。同図に示す制御は、正極側スイッチング素子２１の駆動信号（正極側駆動信号）の一周期毎に繰り返し実行される。図８は、正極側スイッチング素子２１の駆動信号、端子間電圧、端子間電流、切り替え速度および負極側スイッチング素子２２の駆動信号の経時変化の一例を示すタイミングチャートである。曲線Ｌ４１は、正極側スイッチング素子２１の駆動信号の経時変化の一例を示している。曲線Ｌ４２は、正極側スイッチング素子２１の端子間電圧の経時変化の一例を示している。曲線Ｌ４３は、正極側スイッチング素子２１の端子間電流の経時変化の一例を示している。曲線Ｌ４４は、正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２の切り替え速度の経時変化の一例を示している。曲線Ｌ４５は、負極側スイッチング素子２２の駆動信号の経時変化の一例を示している。以下、図７および図８に基づいて、スイッチング素子の制御装置１００の制御について具体的に説明する。

まず、正極側電圧検出部３２ａは、時刻ｔ４１において、端子間電圧Ｖ１を検出する（ステップＳ１１）。時刻ｔ４１では、正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替わる（曲線Ｌ４１参照）。以下、正極側電圧検出部３２ａが端子間電圧Ｖ１を検出するタイミングは、同様である。また、正極側電流検出部３３ａは、時刻ｔ４２において、端子間電流Ｉ１を検出する（ステップＳ１１）。時刻ｔ４２では、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替わる（曲線Ｌ４１参照）。以下、正極側電流検出部３３ａが端子間電流Ｉ１を検出するタイミングは、同様である。

正極側電圧検出部３２ａは、端子間電圧Ｖ１が電圧閾値ＶＴ０を超えているか否かを判断する（ステップＳ１２）。端子間電圧Ｖ１が電圧閾値ＶＴ０を超えている場合（Ｙｅｓの場合）、制御は、ステップＳ１３に進む。そして、正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１の電圧状態を過電圧状態に設定する（ステップＳ１３）。一方、端子間電圧Ｖ１が電圧閾値ＶＴ０以下の場合（Ｎｏの場合）、制御は、ステップＳ１４に進む。そして、正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１の電圧状態を電圧正常状態に設定する（ステップＳ１４）。図８に示すように、時刻ｔ４１において、端子間電圧Ｖ１は、電圧閾値ＶＴ０より小さい。よって、正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１の電圧状態を電圧正常状態に設定する（ステップＳ１４）。

次に、正極側電流検出部３３ａは、端子間電流Ｉ１が電流閾値ＩＴ０を超えているか否かを判断する（ステップＳ１５）。端子間電流Ｉ１が電流閾値ＩＴ０を超えている場合（Ｙｅｓの場合）、制御は、ステップＳ１６に進む。そして、正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１の電流状態を過電流状態に設定する（ステップＳ１６）。一方、端子間電流Ｉ１が電流閾値ＩＴ０以下の場合（Ｎｏの場合）、制御は、ステップＳ１７に進む。そして、正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１の電流状態を電流正常状態に設定する（ステップＳ１７）。図８に示すように、時刻ｔ４２において、端子間電流Ｉ１は、電流閾値ＩＴ０より小さい。よって、正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１の電流状態を電流正常状態に設定する（ステップＳ１７）。

次に、正極側切り替え速度選択部３４ａは、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立したか否かを判断する（ステップＳ１８）。ステップＳ１８の条件が成立する場合（Ｙｅｓの場合）、制御は、ステップＳ１９に進む。そして、正極側切り替え速度選択部３４ａは、電圧正常状態および電流正常状態の両方が連続して複数回（本実施形態では、二回）成立したか否かを判断する（ステップＳ１９）。

ステップＳ１９の条件が成立する場合（Ｙｅｓの場合）、制御は、ステップＳ２０に進む。そして、正極側切り替え速度選択部３４ａは、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度として、第二切り替え速度ＳＶ２を選択する（ステップＳ２０）。また、デッドタイム選択部３１は、第二デッドタイムＤＴ２を選択する（ステップＳ２０）。そして、制御は、一旦、終了する。一方、ステップＳ１９の条件が成立しない場合（Ｎｏの場合）、制御は、ステップＳ２１に進む。そして、正極側切り替え速度選択部３４ａは、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度として、第一切り替え速度ＳＶ１を選択する（ステップＳ２１）。また、デッドタイム選択部３１は、第一デッドタイムＤＴ１を選択する（ステップＳ２１）。そして、制御は、一旦、終了する。なお、ステップＳ１８の条件が成立しない場合（Ｎｏの場合）、制御は、一旦、終了する。

この場合、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立している。しかしながら、電圧正常状態および電流正常状態の両方が連続して複数回（二回）成立していない。よって、正極側切り替え速度選択部３４ａは、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度として、第一切り替え速度ＳＶ１を選択する（ステップＳ２１）。また、デッドタイム選択部３１は、第一デッドタイムＤＴ１を選択する（ステップＳ２１）。これらの結果、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度は、第一切り替え速度ＳＶ１が継続する。また、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ４２）から負極側スイッチング素子２２が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ４３）までの時間は、第一デッドタイムＤＴ１に設定される。

なお、図２に示すように、デッドタイム選択部３１には、正極側切り替え速度選択部３４ａの判定結果（過電圧状態または電圧正常状態と、過電流状態または電流正常状態）が入力される。同様に、デッドタイム選択部３１には、負極側切り替え速度選択部３４ｂの判定結果（過電圧状態または電圧正常状態と、過電流状態または電流正常状態）が入力される。本実施形態では、デッドタイム選択部３１は、正極側切り替え速度選択部３４ａの判定結果に基づいて、デッドタイムを選択する。よって、負極側スイッチング素子２２が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ４４）から正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ４５）までの時間も、第一デッドタイムＤＴ１に設定される。

なお、デッドタイム選択部３１は、負極側切り替え速度選択部３４ｂの判定結果に基づいて、デッドタイムを選択することもできる。また、デッドタイム選択部３１は、正極側切り替え速度選択部３４ａの判定結果および負極側切り替え速度選択部３４ｂの判定結果を交互に用いて、デッドタイムを選択することもできる。さらに、ステップＳ１１のうち、正極側電流検出部３３ａによる端子間電流Ｉ１の検出は、正極側電圧検出部３２ａの判断および電圧状態の設定（ステップＳ１２〜ステップＳ１４）の後に実行することもできる。また、正極側電流検出部３３ａの判断および電流状態の設定（ステップＳ１５〜ステップＳ１７）は、正極側電圧検出部３２ａの判断および電圧状態の設定（ステップＳ１２〜ステップＳ１４）より先に実行することもできる。

次に、正極側電圧検出部３２ａは、時刻ｔ４５において、端子間電圧Ｖ１を検出する（ステップＳ１１）。また、正極側電流検出部３３ａは、時刻ｔ４６において、端子間電流Ｉ１を検出する（ステップＳ１１）。時刻ｔ４５において、端子間電圧Ｖ１は、電圧閾値ＶＴ０より小さい。よって、正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１の電圧状態を電圧正常状態に設定する（ステップＳ１４）。また、時刻ｔ４６において、端子間電流Ｉ１は、電流閾値ＩＴ０より小さい。よって、正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１の電流状態を電流正常状態に設定する（ステップＳ１７）。

この場合、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立している。また、前回においても、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立している。つまり、この場合、電圧正常状態および電流正常状態の両方が連続して複数回（二回）成立している。よって、正極側切り替え速度選択部３４ａは、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度として、第二切り替え速度ＳＶ２を選択する（ステップＳ２０）。また、デッドタイム選択部３１は、第二デッドタイムＤＴ２を選択する（ステップＳ２０）。

これらの結果、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度は、第一切り替え速度ＳＶ１から第二切り替え速度ＳＶ２に変更される。また、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ４６）から負極側スイッチング素子２２が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ４７）までの時間は、第二デッドタイムＤＴ２に設定される。さらに、負極側スイッチング素子２２が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ４８）から正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ４９）までの時間も、第二デッドタイムＤＴ２に設定される。

次に、正極側電圧検出部３２ａは、時刻ｔ４９において、端子間電圧Ｖ１を検出する（ステップＳ１１）。また、正極側電流検出部３３ａは、時刻ｔ５０において、端子間電流Ｉ１を検出する（ステップＳ１１）。時刻ｔ４９において、端子間電圧Ｖ１は、電圧閾値ＶＴ０より小さい。よって、正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１の電圧状態を電圧正常状態に設定する（ステップＳ１４）。一方、時刻ｔ５０において、端子間電流Ｉ１は、電流閾値ＩＴ０を超えている。よって、正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１の電流状態を過電流状態に設定する（ステップＳ１６）。

この場合、正極側スイッチング素子２１の電流状態は過電流状態であり、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立していない。よって、正極側切り替え速度選択部３４ａは、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度として、第一切り替え速度ＳＶ１を選択する（ステップＳ２１）。また、デッドタイム選択部３１は、第一デッドタイムＤＴ１を選択する（ステップＳ２１）。

これらの結果、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度は、第二切り替え速度ＳＶ２から第一切り替え速度ＳＶ１に変更される。また、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ５０）から負極側スイッチング素子２２が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ５１）までの時間は、第一デッドタイムＤＴ１に設定される。さらに、負極側スイッチング素子２２が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ５２）から正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ５３）までの時間も、第一デッドタイムＤＴ１に設定される。

次に、正極側電圧検出部３２ａは、時刻ｔ５３において、端子間電圧Ｖ１を検出する（ステップＳ１１）。また、正極側電流検出部３３ａは、時刻ｔ５４において、端子間電流Ｉ１を検出する（ステップＳ１１）。時刻ｔ５３において、端子間電圧Ｖ１は、電圧閾値ＶＴ０を超えている。よって、正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１の電圧状態を過電圧状態に設定する（ステップＳ１３）。一方、時刻ｔ５４において、端子間電流Ｉ１は、電流閾値ＩＴ０より小さい。よって、正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１の電流状態を電流正常状態に設定する（ステップＳ１７）。

この場合、正極側スイッチング素子２１の電圧状態は過電圧状態であり、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立していない。よって、正極側切り替え速度選択部３４ａは、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度として、第一切り替え速度ＳＶ１を選択する（ステップＳ２１）。また、デッドタイム選択部３１は、第一デッドタイムＤＴ１を選択する（ステップＳ２１）。

これらの結果、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度は、第一切り替え速度ＳＶ１が継続される。また、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ５４）から負極側スイッチング素子２２が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ５５）までの時間は、第一デッドタイムＤＴ１に設定される。さらに、負極側スイッチング素子２２が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ５６）から正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ５７）までの時間も、第一デッドタイムＤＴ１に設定される。以降、同様にして、切り替え速度が選択され、デッドタイムが選択される。

図９Ａは、参考形態に係り、出力電流の経時変化の一例を示す模式図である。曲線Ｌ５１は、図１に示すＵ相電力線４０ｕに流れる出力電流の経時変化の一例を示している。縦軸は、出力電流を示し、横軸は、時刻を示している。参考形態では、デッドタイムは、常に基準デッドタイムＤＴ０に設定されている。そのため、図９Ａに示すように、出力電流に歪みが生じている。

図９Ｂは、本実施形態に係り、出力電流の経時変化の一例を示す模式図である。曲線Ｌ５２は、図１に示すＵ相電力線４０ｕに流れる出力電流の経時変化の一例を示している。縦軸は、出力電流を示し、横軸は、時刻を示している。本実施形態では、上述したように、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、基準デッドタイムＤＴ０と比べて短く設定されたデッドタイム（第一デッドタイムＤＴ１または第二デッドタイムＤＴ２）が選択される。その結果、図９Ｂでは、図９Ａと比べて、出力電流の歪みが低減されている。よって、インバータ効率（三組の一対のスイッチング素子２０，２０，２０の効率）を改善することができ、回転電機４０の効率を改善することができる。なお、図９Ａおよび図９Ｂでは、Ｕ相電力線４０ｕに流れる出力電流を例に説明したが、上述したことは、Ｖ相電力線４０ｖに流れる出力電流についても同様に言え、Ｗ相電力線４０ｗに流れる出力電流についても同様に言える。

本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００によれば、デッドタイム選択部３１は、複数種類（二種類）のデッドタイムの中から一のデッドタイムを選択する。そのため、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００は、スイッチング素子（正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２）の状態に応じてデッドタイムを生成してデッドタイムを可変する場合と比べて、構成を簡素化することができる。また、デッドタイム選択部３１は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、過電圧状態および過電流状態の両方が成立するときに選択される基準デッドタイムＤＴ０と比べて短く設定されたデッドタイム（第一デッドタイムＤＴ１または第二デッドタイムＤＴ２）を選択する。そのため、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００は、デッドタイムを短縮化して出力電流に生じる歪みを低減することができ、効率を改善することができる。このように、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００は、デッドタイムの短縮化と構成の簡素化との両立を図ることができる。

また、端子間電圧Ｖ１が電圧閾値ＶＴ０以下であり、かつ、端子間電流Ｉ１が電流閾値ＩＴ０以下のとき（つまり、電圧正常状態かつ電流正常状態のとき）には、デッドタイムによる出力電流の歪みが効率の低下に与える影響が顕著になる。

本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００によれば、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立するときに選択されるデッドタイム（第二デッドタイムＤＴ２）は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの一方のみが成立するときに選択されるデッドタイム（第一デッドタイムＤＴ１）と比べて短く設定されている。そのため、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００は、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立するときにデッドタイムを最短化して出力電流に生じる歪みをさらに低減することができ、効率の改善効果を高めることができる。

さらに、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００によれば、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａおよび負極側切り替え速度選択部３４ｂ）は、複数種類（二種類）の切り替え速度の中から一の切り替え速度を選択する。また、切り替え速度選択部３４は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、過電圧状態および過電流状態の両方が成立するときに選択される基準切り替え速度ＳＶ０と比べて速く設定された切り替え速度（第一切り替え速度ＳＶ１または第二切り替え速度ＳＶ２）を選択する。そのため、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００は、切り替え速度を高速化して、スイッチング素子（正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２）の開閉に伴う損失（スイッチング損失）を低減することができる。このように、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００は、デッドタイムの短縮化とスイッチング損失の低減との両立を図ることができる。

また、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００によれば、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立するときに選択される切り替え速度（第二切り替え速度ＳＶ２）は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの一方のみが成立するときに選択される切り替え速度（第一切り替え速度ＳＶ１）と比べて速く設定されている。そのため、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００は、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立するときに切り替え速度を最速化してスイッチング損失の低減効果を高めることができる。

＜第二実施形態＞
本実施形態は、デッドタイム選択部３１が三種類のデッドタイムの中から一のデッドタイムを選択する点で、第一実施形態と異なる。また、本実施形態は、切り替え速度選択部３４が三種類の切り替え速度の中から一の切り替え速度を選択する点で、第一実施形態と異なる。

図１０に示すように、デッドタイム選択部３１は、複数種類（本実施形態では、三種類）のデッドタイムの中から一のデッドタイムを選択する。三種類のデッドタイムの中には、基準デッドタイムＤＴ０が含まれる。同図のＮｏ．２１は、端子間電圧Ｖ１が過電圧状態であり、端子間電流Ｉ１が過電流状態のときには、デッドタイム選択部３１によって基準デッドタイムＤＴ０が選択されることを示している。Ｎｏ．２２は、端子間電圧Ｖ１が電圧正常状態であり、端子間電流Ｉ１が過電流状態のときには、デッドタイム選択部３１によって第一デッドタイムＤＴ１が選択されることを示している。Ｎｏ．２３は、端子間電圧Ｖ１が過電圧状態であり、端子間電流Ｉ１が電流正常状態のときには、デッドタイム選択部３１によって第一デッドタイムＤＴ１が選択されることを示している。Ｎｏ．２４は、端子間電圧Ｖ１が電圧正常状態であり、端子間電流Ｉ１が電流正常状態のときには、デッドタイム選択部３１によって第二デッドタイムＤＴ２が選択されることを示している。

このように、デッドタイム選択部３１は、過電圧状態および過電流状態の両方が成立するときに、基準デッドタイムＤＴ０を選択する。一方、デッドタイム選択部３１は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、基準デッドタイムＤＴ０と比べて短く設定されたデッドタイム（第一デッドタイムＤＴ１または第二デッドタイムＤＴ２）を選択する。第二デッドタイムＤＴ２は、第一デッドタイムＤＴ１と比べて短く設定されている。

また、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａおよび負極側切り替え速度選択部３４ｂ）は、複数種類（本実施形態では、三種類）の切り替え速度の中から一の切り替え速度を選択する。三種類の切り替え速度の中には、基準切り替え速度ＳＶ０が含まれる。

同図のＮｏ．２１は、端子間電圧Ｖ１が過電圧状態であり、端子間電流Ｉ１が過電流状態のときには、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａ）によって基準切り替え速度ＳＶ０が選択されることを示している。Ｎｏ．２２は、端子間電圧Ｖ１が電圧正常状態であり、端子間電流Ｉ１が過電流状態のときには、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａ）によって第一切り替え速度ＳＶ１が選択されることを示している。Ｎｏ．２３は、端子間電圧Ｖ１が過電圧状態であり、端子間電流Ｉ１が電流正常状態のときには、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａ）によって第一切り替え速度ＳＶ１が選択されることを示している。Ｎｏ．２４は、端子間電圧Ｖ１が電圧正常状態であり、端子間電流Ｉ１が電流正常状態のときには、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａ）によって第二切り替え速度ＳＶ２が選択されることを示している。

このように、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａ）は、過電圧状態および過電流状態の両方が成立するときに、基準切り替え速度ＳＶ０を選択する。一方、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａ）は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、基準切り替え速度ＳＶ０と比べて速く設定された切り替え速度（第一切り替え速度ＳＶ１または第二切り替え速度ＳＶ２）を選択する。第二切り替え速度ＳＶ２は、第一切り替え速度ＳＶ１と比べて速く設定されている。

なお、正極側切り替え速度選択部３４ａは、低速側の切り替え速度（基準切り替え速度ＳＶ０）を選択するときには、第一抵抗器３４ａ１を介して駆動信号を出力する。また、正極側切り替え速度選択部３４ａは、高速側の切り替え速度（第二切り替え速度ＳＶ２）を選択するときには、第二抵抗器３４ａ２を介して駆動信号を出力する。さらに、正極側切り替え速度選択部３４ａは、中速側の切り替え速度（第一切り替え速度ＳＶ１）を選択するときには、第一抵抗器３４ａ１および第二抵抗器３４ａ２を介して駆動信号を出力する。このようにして、正極側切り替え速度選択部３４ａは、三種類の切り替え速度（基準切り替え速度ＳＶ０、第一切り替え速度ＳＶ１および第二切り替え速度ＳＶ２）の中から一の切り替え速度を選択することができる。

図１１は、スイッチング素子の制御装置１００の制御手順の一例を示すフローチャートである。同図に示す制御は、正極側スイッチング素子２１の駆動信号（正極側駆動信号）の一周期毎に繰り返し実行される。例えば、同図のステップＳ３１は、図７のステップＳ１１に対応する。以下、同様であり、重複する説明を省略する。本実施形態では、ステップＳ４２が追加されている点で、第一実施形態と異なる。

具体的には、過電圧状態および過電流状態の両方が成立した場合（ステップＳ３８でＮｏの場合）、正極側切り替え速度選択部３４ａは、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度として、基準切り替え速度ＳＶ０を選択する（ステップＳ４２）。また、デッドタイム選択部３１は、基準デッドタイムＤＴ０を選択する（ステップＳ４２）。そして、制御は、一旦、終了する。

図１２は、正極側スイッチング素子２１の駆動信号、端子間電圧、端子間電流、切り替え速度および負極側スイッチング素子２２の駆動信号の経時変化の一例を示すタイミングチャートである。曲線Ｌ６１は、正極側スイッチング素子２１の駆動信号の経時変化の一例を示している。曲線Ｌ６２は、正極側スイッチング素子２１の端子間電圧の経時変化の一例を示している。曲線Ｌ６３は、正極側スイッチング素子２１の端子間電流の経時変化の一例を示している。曲線Ｌ６４は、正極側スイッチング素子２１および負極側スイッチング素子２２の切り替え速度の経時変化の一例を示している。曲線Ｌ６５は、負極側スイッチング素子２２の駆動信号の経時変化の一例を示している。以下、図１１および図１２に基づいて、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。

まず、正極側電圧検出部３２ａは、時刻ｔ６１において、端子間電圧Ｖ１を検出する（ステップＳ３１）。また、正極側電流検出部３３ａは、時刻ｔ６２において、端子間電流Ｉ１を検出する（ステップＳ３１）。時刻ｔ６１において、端子間電圧Ｖ１は、電圧閾値ＶＴ０より小さい。よって、正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１の電圧状態を電圧正常状態に設定する（ステップＳ３４）。また、時刻ｔ６２において、端子間電流Ｉ１は、電流閾値ＩＴ０より小さい。よって、正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１の電流状態を電流正常状態に設定する（ステップＳ３７）。

この場合、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立している。しかしながら、電圧正常状態および電流正常状態の両方が連続して複数回（二回）成立していない。よって、正極側切り替え速度選択部３４ａは、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度として、第一切り替え速度ＳＶ１を選択する（ステップＳ４１）。また、デッドタイム選択部３１は、第一デッドタイムＤＴ１を選択する（ステップＳ４１）。これらの結果、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度は、基準切り替え速度ＳＶ０から第一切り替え速度ＳＶ１に変更される。また、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ６２）から負極側スイッチング素子２２が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ６３）までの時間は、第一デッドタイムＤＴ１に設定される。さらに、負極側スイッチング素子２２が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ６４）から正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ６５）までの時間も、第一デッドタイムＤＴ１に設定される。

次に、正極側電圧検出部３２ａは、時刻ｔ６５において、端子間電圧Ｖ１を検出する（ステップＳ３１）。また、正極側電流検出部３３ａは、時刻ｔ６６において、端子間電流Ｉ１を検出する（ステップＳ３１）。時刻ｔ６５において、端子間電圧Ｖ１は、電圧閾値ＶＴ０より小さい。よって、正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１の電圧状態を電圧正常状態に設定する（ステップＳ３４）。また、時刻ｔ６６において、端子間電流Ｉ１は、電流閾値ＩＴ０より小さい。よって、正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１の電流状態を電流正常状態に設定する（ステップＳ３７）。

この場合、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立している。また、前回においても、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立している。つまり、この場合、電圧正常状態および電流正常状態の両方が連続して複数回（二回）成立している。よって、正極側切り替え速度選択部３４ａは、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度として、第二切り替え速度ＳＶ２を選択する（ステップＳ４０）。また、デッドタイム選択部３１は、第二デッドタイムＤＴ２を選択する（ステップＳ４０）。

これらの結果、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度は、第一切り替え速度ＳＶ１から第二切り替え速度ＳＶ２に変更される。また、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ６６）から負極側スイッチング素子２２が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ６７）までの時間は、第二デッドタイムＤＴ２に設定される。さらに、負極側スイッチング素子２２が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ６８）から正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ６９）までの時間も、第二デッドタイムＤＴ２に設定される。

次に、正極側電圧検出部３２ａは、時刻ｔ６９において、端子間電圧Ｖ１を検出する（ステップＳ３１）。また、正極側電流検出部３３ａは、時刻ｔ７０において、端子間電流Ｉ１を検出する（ステップＳ３１）。時刻ｔ６９において、端子間電圧Ｖ１は、電圧閾値ＶＴ０より小さい。よって、正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１の電圧状態を電圧正常状態に設定する（ステップＳ３４）。一方、時刻ｔ７０において、端子間電流Ｉ１は、電流閾値ＩＴ０を超えている。よって、正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１の電流状態を過電流状態に設定する（ステップＳ３６）。

この場合、正極側スイッチング素子２１の電圧状態は電圧正常状態であり、正極側スイッチング素子２１の電流状態は過電流状態である。よって、正極側切り替え速度選択部３４ａは、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度として、第一切り替え速度ＳＶ１を選択する（ステップＳ４１）。また、デッドタイム選択部３１は、第一デッドタイムＤＴ１を選択する（ステップＳ４１）。これらの結果、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度は、第二切り替え速度ＳＶ２から第一切り替え速度ＳＶ１に変更される。また、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ７０）から負極側スイッチング素子２２が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ７１）までの時間は、第一デッドタイムＤＴ１に設定される。さらに、負極側スイッチング素子２２が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ７２）から正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ７３）までの時間も、第一デッドタイムＤＴ１に設定される。

次に、正極側電圧検出部３２ａは、時刻ｔ７３において、端子間電圧Ｖ１を検出する（ステップＳ３１）。また、正極側電流検出部３３ａは、時刻ｔ７４において、端子間電流Ｉ１を検出する（ステップＳ３１）。時刻ｔ７３において、端子間電圧Ｖ１は、電圧閾値ＶＴ０を超えている。よって、正極側電圧検出部３２ａは、正極側スイッチング素子２１の電圧状態を過電圧状態に設定する（ステップＳ３３）。また、時刻ｔ７４において、端子間電流Ｉ１は、電流閾値ＩＴ０を超えている。よって、正極側電流検出部３３ａは、正極側スイッチング素子２１の電流状態を過電流状態に設定する（ステップＳ３６）。

この場合、正極側スイッチング素子２１の電圧状態は過電圧状態であり、正極側スイッチング素子２１の電流状態は過電流状態である。つまり、過電圧状態および過電流状態の両方が成立している。よって、正極側切り替え速度選択部３４ａは、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度として、基準切り替え速度ＳＶ０を選択する（ステップＳ４２）。また、デッドタイム選択部３１は、基準デッドタイムＤＴ０を選択する（ステップＳ４２）。これらの結果、正極側スイッチング素子２１の切り替え速度は、第一切り替え速度ＳＶ１から基準切り替え速度ＳＶ０に変更される。また、正極側スイッチング素子２１が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ７４）から負極側スイッチング素子２２が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ７５）までの時間は、基準デッドタイムＤＴ０に設定される。さらに、負極側スイッチング素子２２が閉状態から開状態に切り替えられた時点（時刻ｔ７６）から正極側スイッチング素子２１が開状態から閉状態に切り替えられる時点（時刻ｔ７７）までの時間も、基準デッドタイムＤＴ０に設定される。以降、同様にして、切り替え速度が選択され、デッドタイムが選択される。

本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００によれば、デッドタイム選択部３１は、複数種類（三種類）のデッドタイムの中から一のデッドタイムを選択する。また、デッドタイム選択部３１は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、過電圧状態および過電流状態の両方が成立するときに選択される基準デッドタイムＤＴ０と比べて短く設定されたデッドタイム（第一デッドタイムＤＴ１または第二デッドタイムＤＴ２）を選択する。また、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立するときに選択されるデッドタイム（第二デッドタイムＤＴ２）は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの一方のみが成立するときに選択されるデッドタイム（第一デッドタイムＤＴ１）と比べて短く設定されている。よって、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００は、第一実施形態で既述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

さらに、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００によれば、複数種類（三種類）のデッドタイムの中には、基準デッドタイムＤＴ０が含まれる。そのため、デッドタイム選択部３１は、過電圧状態および過電流状態が同時に成立した場合において、適切なデッドタイム（基準デッドタイムＤＴ０）を選択することができる。

本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００によれば、切り替え速度選択部３４（正極側切り替え速度選択部３４ａおよび負極側切り替え速度選択部３４ｂ）は、複数種類（三種類）の切り替え速度の中から一の切り替え速度を選択する。また、切り替え速度選択部３４は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、過電圧状態および過電流状態の両方が成立するときに選択される基準切り替え速度ＳＶ０と比べて速く設定された切り替え速度（第一切り替え速度ＳＶ１または第二切り替え速度ＳＶ２）を選択する。また、電圧正常状態および電流正常状態の両方が成立するときに選択される切り替え速度（第二切り替え速度ＳＶ２）は、電圧正常状態および電流正常状態のうちの一方のみが成立するときに選択される切り替え速度（第一切り替え速度ＳＶ１）と比べて速く設定されている。よって、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００は、第一実施形態で既述した作用効果と同様の作用効果を得ることができる。

さらに、本実施形態のスイッチング素子の制御装置１００によれば、複数種類（三種類）の切り替え速度には、基準切り替え速度ＳＶ０が含まれる。そのため、切り替え速度選択部３４は、過電圧状態および過電流状態が同時に成立した場合において、適切な切り替え速度（基準切り替え速度ＳＶ０）を選択することができる。

＜その他＞
本発明は、上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。例えば、本発明では、一対のスイッチング素子２０の数は限定されない。つまり、負荷は、三相回転電機に限定されるものではなく、単相回転電機および多相回転電機に適用することができる。また、本発明は、種々の回転電機に用いることができ、例えば、車両の駆動用電動機、発電機、産業用または家庭用の電動機、発電機などに用いることができる。なお、本明細書では、インバータを例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、本発明は、スイッチング電源などに適用することもできる。

また、デッドタイム選択部３１は、四種類以上のデッドタイムの中から一のデッドタイムを選択することもできる。さらに、切り替え速度選択部３４は、四種類以上の切り替え速度の中から一の切り替え速度を選択することもできる。

１０：直流電源、
２０：一対のスイッチング素子、
２１：正極側スイッチング素子、２２：負極側スイッチング素子、
２１ａ，２２ａ：入力端子、２１ｂ，２２ｂ：出力端子、
３０：制御装置、
３１：デッドタイム選択部、３２：電圧検出部、３３：電流検出部、
３４：切り替え速度選択部、
１００：スイッチング素子の制御装置、
Ｖ１，Ｖ２：端子間電圧、ＶＴ０：電圧閾値、
Ｉ１，Ｉ２：端子間電流、ＩＴ０：電流閾値、
ＤＴ０：基準デッドタイム、ＤＴ１：第一デッドタイム、ＤＴ２：第二デッドタイム、
ＳＶ０：基準切り替え速度、ＳＶ１：第一切り替え速度、ＳＶ２：第二切り替え速度。

Claims (4)

1. 直流電源の正極側に接続される正極側スイッチング素子と前記直流電源の負極側に接続される負極側スイッチング素子とが直列接続されている少なくとも一対のスイッチング素子と、前記少なくとも一対のスイッチング素子の各々のスイッチング素子を開閉制御する制御装置とを備えるスイッチング素子の制御装置であって、
   前記一対のスイッチング素子のうちの一のスイッチング素子が閉状態から開状態に切り替えられた時点から他のスイッチング素子が開状態から閉状態に切り替えられる時点までの時間が異なる複数種類のデッドタイムの中から一の前記デッドタイムを選択するデッドタイム選択部と、
   前記一対のスイッチング素子のうちの前記一のスイッチング素子が前記閉状態から前記開状態に切り替えられた直後に発生するサージ電圧が収束した後の前記開状態のときに、当該スイッチング素子の入力端子と出力端子との間の端子間電圧を検出する電圧検出部と、
   当該スイッチング素子が前記閉状態から前記開状態に切り替えられる直前に、当該スイッチング素子の前記入力端子と前記出力端子との間に流れる端子間電流を検出する電流検出部と、
   を備え、
   前記電圧検出部によって検出された前記端子間電圧が当該スイッチング素子の保護に関して設定された電圧閾値以下の状態を電圧正常状態とし、前記端子間電圧が前記電圧閾値を超えている状態を過電圧状態とし、前記電流検出部によって検出された前記端子間電流が当該スイッチング素子の保護に関して設定された電流閾値以下の状態を電流正常状態とし、前記端子間電流が前記電流閾値を超えている状態を過電流状態とし、前記過電圧状態および前記過電流状態の両方が成立するときに選択される前記デッドタイムを基準デッドタイムとするとき、
   前記デッドタイム選択部は、前記電圧正常状態および前記電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、前記基準デッドタイムと比べて短く設定されたデッドタイムを選択するスイッチング素子の制御装置。
2. 前記電圧正常状態および前記電流正常状態の両方が成立するときに選択されるデッドタイムは、前記電圧正常状態および前記電流正常状態のうちの一方のみが成立するときに選択されるデッドタイムと比べて短く設定されている請求項１に記載のスイッチング素子の制御装置。
3. 前記一対のスイッチング素子のうちの前記一のスイッチング素子が前記開状態から前記閉状態または前記閉状態から前記開状態に切り替えられるときの切り替え速度が異なる複数種類の切り替え速度の中から一の前記切り替え速度を選択する切り替え速度選択部を備え、
   前記過電圧状態および前記過電流状態の両方が成立するときに選択される前記切り替え速度を基準切り替え速度とするとき、
   前記切り替え速度選択部は、前記電圧正常状態および前記電流正常状態のうちの少なくとも一方が成立するときに、前記基準切り替え速度と比べて速く設定された切り替え速度を選択する請求項１または請求項２に記載のスイッチング素子の制御装置。
4. 前記電圧正常状態および前記電流正常状態の両方が成立するときに選択される切り替え速度は、前記電圧正常状態および前記電流正常状態のうちの一方のみが成立するときに選択される切り替え速度と比べて速く設定されている請求項２に従属する請求項３に記載のスイッチング素子の制御装置。

Images