JP2023057791A - ゲート駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体スイッチング素子のスイッチング時における過渡電圧を所望する目標値に精度良く制御する。【解決手段】ゲート駆動装置１は、スイッチング時における半導体スイッチング素子５の主端子の電圧に対応した過渡電圧を所望する目標値に制御するものであり、算出回路１１、駆動回路１２、検出回路１３および学習回路１４を備える。算出回路１１は、過渡電圧の目標値を用いた所定の算出方法により半導体スイッチング素子５のゲート駆動速度を操作するための操作量を算出する。駆動回路１２は、算出回路１１により算出された操作量に基づいて半導体スイッチング素子５のゲートを駆動する。検出回路１３は、過渡電圧を検出する。学習回路１４は、算出回路１１により算出された操作量および検出回路１３により検出された過渡電圧の検出値に基づいて算出方法を変更することができる学習処理を実行する。【選択図】図４

Description

本発明は、半導体スイッチング素子のゲートを駆動するゲート駆動装置に関する。

半導体スイッチング素子のゲートを駆動するゲート駆動装置では、損失低減、ノイズ低減、素子故障防止などを目的として、半導体スイッチング素子がスイッチングされるスイッチング時における半導体スイッチング素子の主端子の電圧に対応した過渡電圧を所望する目標値に制御するようになっている。上記した過渡電圧には、スイッチング時における主端子の電圧の変化率、つまりｄＶ／ｄｔと、スイッチング時における主端子の電圧のピーク値、つまりサージ電圧と、が含まれる。

特許文献１には、ＭＯＳＦＥＴである半導体スイッチング素子のドレイン電圧の変化率であるｄＶ／ｄｔを検出し、その検出値が目標値を超えないようにゲート波形調整を繰り返し、検出値が目標値を超えないゲート波形を生成することが出来た段階で調整を終了する技術が開示されている。なお、以下の説明では、特許文献１に開示された技術のことを単に従来技術とも称することとする。

特開２０１９－５７７５７号公報

従来技術では、最適なゲート波形プロファイルを学習するために回路を動作させる必要があり、そのような学習プロセスにおいて試行錯誤している期間は最適な波形を得ることが困難である。したがって、従来技術は、例えば製品の出荷前における調整工程などにしか適用することができない。また、従来技術では、学習の終了後に最適とされるゲート信号を生成するようになっていることから、学習後に各種の特性に変化が生じた場合、その変化に伴うずれを補正することができない。

このような従来技術では、個体ばらつきをキャンセルすることは可能であるが、実際の動作中に調整を行うことができないため、駆動回路、半導体スイッチング素子などの特性の経年変動により、ｄＶ／ｄｔが徐々に目標値から外れた値となる。つまり、従来技術では、半導体スイッチング素子のスイッチング時における過渡電圧であるｄＶ／ｄｔを精度良く目標値に制御することができない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体スイッチング素子のスイッチング時における過渡電圧を所望する目標値に精度良く制御することができるゲート駆動装置を提供することにある。

請求項１に記載のゲート駆動装置は、半導体スイッチング素子（５Ａ、５Ｂ、５）のゲートを駆動するとともに、半導体スイッチング素子がスイッチングされるスイッチング時における半導体スイッチング素子の主端子の電圧に対応した過渡電圧を所望する目標値に制御する装置であり、算出回路（１１、４２、５２、６２、８２、９２）、駆動回路（１２、１１２）、検出回路（１３、５３、６３、８３、９３、１１３）および学習回路（１４、４３、５４、６４、８４、９４）を備える。

算出回路は、過渡電圧の目標値を用いた所定の算出方法により半導体スイッチング素子のゲート駆動速度を操作するための操作量を算出する。駆動回路は、算出回路により算出された操作量に基づいて半導体スイッチング素子のゲートを駆動する。検出回路は、過渡電圧を検出する。学習回路は、算出回路により算出された操作量および検出回路により検出された過渡電圧の検出値に基づいて算出方法を変更することができる学習処理を実行する。

上記構成では、学習処理が実行されることにより、算出回路が操作量を算出する際に用いる算出方法が、ゲート駆動装置の駆動対象となる半導体スイッチング素子において実際に発生している過渡電圧に応じたものとなるように最適化される。このように、上記構成によれば、製品個々のばらつきに応じて算出方法が最適化されるため、個体ばらつきがある場合でも、ゲート駆動速度を所望する速度に制御すること、ひいては過渡電圧を所望する目標値に制御することができる。

また、上記構成では、学習回路による学習処理は、ゲート駆動装置を実際に動作させながら、つまり実動作中に行うことができる。このように、上記構成によれば、実動作中にも学習処理を実行すること、つまり算出方法の最適化を実行することが可能であるため、経年により特性変動が生じた場合、温度や電源電圧などの負荷変動が生じた場合などでも、過渡電圧を所望する目標値に制御することができる。したがって、上記構成によれば、半導体スイッチング素子のスイッチング時における過渡電圧を所望する目標値に精度良く制御することができるという優れた効果が得られる。

第１実施形態に係るゲート駆動装置およびハーフブリッジ回路の概略構成を模式的に示す図 第１実施形態に係る半導体スイッチング素子のターンオフ時の各部の波形を模式的に示す図 第１実施形態に係るゲート駆動装置が有する主な機能を模式的に示す図 第１実施形態に係るゲート駆動装置の具体的な構成の一例を示す図 第１実施形態に係るゲート駆動装置による動作の流れを模式的に示す図 第２実施形態に係るゲート駆動装置が有する主な機能を模式的に示す図 第２実施形態に係るゲート駆動装置の具体的な構成の一例を示す図 第２実施形態に係るマップデータの一例を示す図 第２実施形態に係る更新処理により作成される更新マップデータの一例を示す図 第２実施形態に係るゲート駆動装置による動作の流れを模式的に示す図 第２実施形態に係る第１変形例の更新処理により作成される更新マップデータの一例を示す図 第２実施形態に係る第２変形例の更新処理により作成される更新マップデータの一例を示す図 第３実施形態に係るゲート駆動装置が有する主な機能を模式的に示す図 第３実施形態に係るゲート駆動装置の具体的な構成の一例を示す図 第３実施形態に係るマップデータの一例を示す図 第３実施形態に係るゲート駆動装置による動作の流れを模式的に示す図 第４実施形態に係るゲート駆動装置が有する主な機能を模式的に示す図 第４実施形態に係るゲート駆動装置の具体的な構成の一例を示す図 第４実施形態に係るゲート駆動装置による動作の流れを模式的に示す図 第５実施形態に係るゲート駆動装置が有する主な機能を模式的に示す図 第５実施形態に係るゲート駆動装置の具体的な構成の一例を示す図 第５実施形態に係るマップデータの一例を示す図 第５実施形態に係る更新処理により作成される更新マップデータの一例を示す図 第５実施形態に係るゲート駆動装置による動作の流れを模式的に示す図 第６実施形態に係るゲート駆動装置が有する主な機能を模式的に示す図 第６実施形態に係るゲート駆動装置の具体的な構成の一例を示す図 第６実施形態に係るマップデータの一例を示す図 第６実施形態に係るゲート駆動装置による動作の流れを模式的に示す図 第７実施形態に係るゲート駆動装置が有する主な機能を模式的に示す図 第７実施形態に係るゲート駆動装置の具体的な構成の一例を示す図 第７実施形態に係るゲート駆動装置による動作の流れを模式的に示す図 ドレイン・ソース間電圧の変化率およびゲート電圧の関係を模式的に示す図 サージ電圧およびゲート電圧の関係を模式的に示す図 ドレイン・ソース間電圧の変化率およびゲート抵抗の関係を模式的に示す図 サージ電圧およびゲート抵抗の関係を模式的に示す図

以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１～図５を参照して説明する。

＜ゲート駆動装置の概略構成＞
図１に示すように、本実施形態のゲート駆動装置１Ａは、一対の直流電源線２、３の間に接続されたハーフブリッジ回路４の上アームを構成する半導体スイッチング素子５Ａを駆動する。また、本実施形態のゲート駆動装置１Ｂは、ハーフブリッジ回路４の下アームを構成する半導体スイッチング素子５Ｂを駆動する。この場合、ゲート駆動装置１Ａ、１Ｂは同様の構成であり、半導体スイッチング素子５Ａ、５Ｂは同様の構成である。そのため、本明細書では、ゲート駆動装置１Ａ、１Ｂおよび半導体スイッチング素子５Ａ、５Ｂのそれぞれについて区別する必要がない場合には、末尾のアルファベットを省略して総称することとする。

ハーフブリッジ回路４は、図示しないモータを駆動するインバータに含まれるものである。ハーフブリッジ回路４には、例えば電池などの図示しない直流電源から直流電源線２、３を介して電源電圧Ｖａが供給されている。この場合、ゲート駆動装置１が例えば自動車などの車両に搭載される車載用途を想定しており、半導体スイッチング素子５に印加される電源電圧Ｖａは、例えば数百Ｖといった比較的高い電圧となっている。

半導体スイッチング素子５は、パワー素子であり、この場合、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴと、そのＭＯＳＦＥＴのドレイン・ソース間にソース側をアノードとして接続された、つまりＭＯＳＦＥＴに対して逆並列に接続された還流用のダイオードと、を含む構成となっている。なお、この場合、ＭＯＳＦＥＴとは別の素子として還流用のダイオードが設けられているが、ＭＯＳＦＥＴのボディダイオードを還流用のダイオードとして利用してもよい。

半導体スイッチング素子５Ａのドレインは、高電位側の直流電源線２に接続されている。半導体スイッチング素子５Ａのソースは、半導体スイッチング素子５Ｂのドレインに接続されている。半導体スイッチング素子５Ｂのソースは、低電位側の直流電源線３に接続されている。半導体スイッチング素子５Ａおよび半導体スイッチング素子５Ｂの相互接続ノードであるノードＮ１は、上記した図示しないモータに接続されている。これにより、ハーフブリッジ回路４の出力電流である負荷電流ＩＬがモータに供給される。コントローラ６は、例えばマイクロコンピュータなどを含む構成であり、インバータを構成するハーフブリッジ回路４の動作を制御することによりモータの駆動を制御する。

コントローラ６には、図示しない電流検出部から出力される負荷電流ＩＬの検出値を表す検出信号Ｓｃが与えられている。コントローラ６は、検出信号Ｓｃに基づいて負荷電流ＩＬが所望の目標電流に一致するように、ゲート駆動装置１Ａの動作を指令する指令信号Ｓａおよびゲート駆動装置１Ｂの動作を指令する指令信号Ｓｂを生成して出力する。ゲート駆動装置１Ａは、コントローラ６から与えられる指令信号Ｓａに基づいて半導体スイッチング素子５Ａの駆動をＰＷＭ制御する。なお、ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略称である。また、ゲート駆動装置１Ｂは、コントローラ６から与えられる指令信号Ｓｂに基づいて半導体スイッチング素子５Ｂの駆動をＰＷＭ制御する。

この場合、半導体スイッチング素子５Ａおよび半導体スイッチング素子５Ｂは、相補的にオンオフされる。したがって、半導体スイッチング素子５Ａがオンされる期間には半導体スイッチング素子５Ｂはオフされており、また、半導体スイッチング素子５Ｂがオンされる期間には半導体スイッチング素子５Ａはオフされている。上記構成では、負荷電流ＩＬがノードＮ１からモータへと流れる期間、半導体スイッチング素子５Ａがドレインからソースに向けて順方向に電流を流すように駆動されるとともに、半導体スイッチング素子５Ｂがソースからドレインに向けて逆方向に電流を流すように駆動される。

また、上記構成では、負荷電流ＩＬがモータからノードＮ１へと流れる期間、半導体スイッチング素子５Ｂがドレインからソースに向けて順方向に電流を流すように駆動されるとともに、半導体スイッチング素子５Ａがソースからドレインに向けて逆方向に電流を流すように駆動される。

上記構成において、半導体スイッチング素子５のドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓは、半導体スイッチング素子５の主端子の電圧であり、素子電圧に相当する。また、上記構成において、ドレイン電流Ｉｄは、半導体スイッチング素子５の主端子間に流れる電流であり、素子電流に相当する。なお、本明細書では、ドレイン電流Ｉｄおよびドレイン・ソース間電圧Ｖｄｓのことを、それぞれ単に電流Ｉｄおよび電圧Ｖｄｓと称することがある。

半導体スイッチング素子５がスイッチングされるスイッチング時、具体的には半導体スイッチング素子５のターンオフ時の各部の波形は、図２に示すような波形となる。なお、図２では、半導体スイッチング素子５Ｂに対応した各部の波形を例示しているが、半導体スイッチング素子５Ａについても同様の波形となる。半導体スイッチング素子５Ｂがオフのときのオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆは、電源電圧Ｖａに概ね等しい電圧となる。

ターンオフ時における電圧Ｖｄｓのピーク値Ｖｄｓ＿ｐは、半導体スイッチング素子５のスイッチング時における主端子の電圧のピーク値に相当する。ピーク値Ｖｄｓ＿ｐは、オフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆに電圧ΔＶｄｓを加えたものであり、半導体スイッチング素子５Ｂに重畳するサージ電圧に等しい。そのため、以下の説明では、ピーク値Ｖｄｓ＿ｐのことをサージ電圧Ｖｓｒｇとも称することとする。この場合、ターンオフ時における電圧Ｖｄｓの変動の傾き、つまりスルーレートは、半導体スイッチング素子５のスイッチング時における主端子の電圧の変化率に相当する。なお、本明細書では、電圧Ｖｄｓの変動の傾きのことを変化率ｄＶ／ｄｔと称することがある。

上述したサージ電圧Ｖｓｒｇおよび変化率ｄＶ／ｄｔは、いずれも、半導体スイッチング素子５がスイッチングされるスイッチング時における半導体スイッチング素子５の主端子の電圧に対応した過渡電圧に相当する。本実施形態のゲート駆動装置１は、後述する各種の機能を有することにより、このような過渡電圧を所望する目標値に制御することができるようになっている。本実施形態のゲート駆動装置１が制御対象とする過渡電圧は、変化率ｄＶ／ｄｔとなっている。

＜ゲート駆動装置が有する主な機能＞
続いて、ゲート駆動装置１が有する主な機能について図３を参照して説明する。図３などでは、ゲート駆動装置１が有する主な機能を機能ブロックの形で表している。各機能の具体的な実現方法については後述する。以下の説明では、２つの半導体スイッチング素子５のうち、自装置の駆動対象となるものを自アームの半導体スイッチング素子５と称するとともに、自装置とは別のゲート駆動装置１の駆動対象となるものを対向アームの半導体スイッチング素子５と称することとする。なお、単に、半導体スイッチング素子５と称する場合、自アームの半導体スイッチング素子５のことを表すものとする。

算出回路１１は、変化率ｄＶ／ｄｔの目標値を用いた所定の算出方法により半導体スイッチング素子５のゲート駆動速度を操作するための操作量を算出する。操作量としては、半導体スイッチング素子５のゲート電流、ゲート電圧、ゲート抵抗などが挙げられる。駆動回路１２は、算出回路１１により算出された操作量に基づいて半導体スイッチング素子５のゲートを駆動する。検出回路１３は、自アームの半導体スイッチング素子５の変化率ｄＶ／ｄｔを検出する。学習回路１４は、算出回路１１により算出された操作量および検出回路１３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に基づいて算出方法を変更することができる学習処理を実行する。

この場合、算出回路１１は、変化率ｄＶ／ｄｔの目標値と、操作量および変化率ｄＶ／ｄｔの関係を表す関係情報と、を予め取得し、それら取得した変化率ｄＶ／ｄｔの目標値および関係情報に基づいて操作量を算出するようになっている。具体的には、算出回路１１は、関係情報としてモデルパラメータを予め取得し、変化率ｄＶ／ｄｔの目標値およびモデルパラメータを用いたモデル式により操作量を算出するようになっている。また、学習回路１４は、前述した学習処理として、算出回路１１により算出された操作量および検出回路１３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に基づいてモデルパラメータに対応する値である学習値を算出し、その算出した学習値に基づいてモデルパラメータを更新することで操作量の算出方法を変更するようになっている。

この場合、駆動回路１２は、半導体スイッチング素子５のゲートを定電流駆動する構成となっている。そのため、算出回路１１は、操作量として半導体スイッチング素子５のゲート電流Ｉｇを算出するようになっている。そして、算出回路１１は、モデルパラメータをＫとし、変化率ｄＶ／ｄｔの目標値をｄＶ／ｄｔ＊とし、操作量であるゲート電流をＩｇとすると、下記（１）式をモデル式としてゲート電流Ｉｇを算出するようになっている。
Ｉｇ＝Ｋ×ｄＶ／ｄｔ …（１）

また、学習回路１４は、学習値をＫａとし、算出回路１１により算出されたゲート電流をＩｇａとし、検出回路１３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔの検出値をそのままｄＶ／ｄｔとすると、下記（２）式を逆モデル式として学習値Ｋａを算出するようになっている。
Ｋａ＝Ｉｇａ÷ｄＶ／ｄｔ …（２）

記憶部１５は、学習回路１４により更新されたモデルパラメータＫを保存することができる。学習回路１４は、ゲート駆動装置１の電源遮断前に、更新されたモデルパラメータＫを記憶部１５に保存する。算出回路１１は、ゲート駆動装置１の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、記憶部１５に保存されたモデルパラメータＫを用いて操作量の算出を行うようになっている。この場合、学習回路１４は、学習処理を実行する際、算出回路１１により算出された今回の操作量および検出回路１３により検出された今回の変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に加え、算出回路１１により算出された過去の操作量および検出回路１３により検出された過去の変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に基づいて算出方法を変更するようになっている。

＜ゲート駆動装置の具体的構成＞
上記したような各機能を有するゲート駆動装置１の具体的な構成としては、例えば図４に示すような構成例を採用することができる。なお、図４では、ゲート駆動装置１Ｂを例にしてゲート駆動装置１の具体的な構成を示しているが、ゲート駆動装置１Ａについても同様の構成を採用することができる。図４に示すゲート駆動装置１Ｂは、算出回路１１、駆動回路１２、検出回路１３、学習回路１４、記憶部１５などを備えている。

記憶部１５は、例えば不揮発性のメモリであり、変化率ｄＶ／ｄｔの目標値ｄＶ／ｄｔ＊、モデルパラメータＫの値などが予め記憶されている。なお、ゲート駆動装置１に対して常時電源が供給されるようなシステムであれば、記憶部１５として揮発性のメモリを用いることもできる。また、本明細書では、変化率ｄＶ／ｄｔの目標値ｄＶ／ｄｔ＊のことを目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊と称することがあるとともに、モデルパラメータＫの値のことをＫ値と称することがある。

目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊は、上位の制御装置から指令として送信されるようになっており、これにより予め取得することができる。また、Ｋ値は、例えば各種のシミュレーションを行うことなどにより予め取得することができる。記憶部１５は、算出回路１１から目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊の読み出しが要求されると、目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊を表す信号を出力する。また、記憶部１５は、算出回路１１からモデルパラメータＫの読み出しが要求されると、モデルパラメータＫを表す信号を出力する。図４などでは、各信号について、各信号が表す値などと同じ符号を付して示している。

検出回路１３には、ノードＮ１の電圧、つまり半導体スイッチング素子５Ｂのドレイン電圧が入力されている。検出回路１３は、半導体スイッチング素子５Ｂのソースの電位を基準とした場合における半導体スイッチング素子５Ｂのドレイン電圧、つまり電圧Ｖｄｓを入力し、その電圧Ｖｄｓの波形をモニタする回路として構成されている。検出回路１３は、電圧Ｖｄｓ波形をモニタすることにより、電圧Ｖｄｓの変化率ｄＶ／ｄｔを検出する。検出回路１３は、変化率ｄＶ／ｄｔの検出値を表す信号を出力する。

算出回路１１は、動作開始時、記憶部１５に対して目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびモデルパラメータＫの読み出しを要求する。これにより、算出回路１１には、記憶部１５から出力される信号ｄＶ／ｄｔ＊および信号Ｋが入力される。算出回路１１は、信号ｄＶ／ｄｔ＊が表す目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊を格納するレジスタ２１、信号Ｋが表すＫ値を格納するレジスタ２２および演算回路２３を備えている。算出回路１１は、記憶部１５から読み出した目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびモデルパラメータＫをレジスタ２１、２２に格納する。

演算回路２３は、レジスタ２１に格納された目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊とレジスタ２２に格納されたＫ値とを読み出し、それらを乗算する。このような演算回路２３による演算結果として得られる値は、前述したゲート電流Ｉｇに相当する。演算回路２３は、ゲート電流Ｉｇを表す信号を出力する。この場合、レジスタ２２に格納されたＫ値は、後述する学習回路１４の動作により更新されるようになっている。レジスタ２２は、ゲート駆動装置１Ｂの電源遮断前に、格納されたＫ値を表す信号を記憶部１５へ出力する。これにより、記憶部１５に記憶されているＫ値がレジスタ２２に格納されているＫ値により上書きされる形で更新される。

学習回路１４には、検出回路１３から出力される信号ｄＶ／ｄｔおよび算出回路１１から出力される信号Ｉｇが入力されている。学習回路１４は、演算回路２４およびフィルタ処理回路２５を備えている。演算回路２４は、信号Ｉｇが表すゲート電流Ｉｇの値を信号ｄＶ／ｄｔが表す変化率ｄＶ／ｄｔの検出値で除算する。このような演算回路２４による演算結果として得られる値は、前述した学習値Ｋａに相当する。演算回路２４は、学習値Ｋａを表す信号を出力する。

フィルタ処理回路２５は、例えばデジタルフィルタとして構成されている。フィルタ処理回路２５は、演算回路２４から出力される信号Ｋａが表す学習値Ｋａと、レジスタ２２から読み出したＫ値と、を用いて、次のようなフィルタ処理を行う。すなわち、フィルタ処理回路２５は、下記（３）式に基づいて平滑化係数αの指数移動平均により学習値Ｋａを平滑化した値である学習値Ｋａ’を求めるようになっている。ただし、平滑化係数αは０より大きく且つ１より小さい値、つまり「０＜α＜１」を満たす値となっている。
Ｋａ’＝Ｋａ×α＋Ｋ×（１－α） …（３）

フィルタ処理回路２５は、学習値Ｋａ’を表す信号を算出回路１１のレジスタ２２へ出力する。これにより、レジスタ２２に格納されているＫ値が学習値Ｋａ’により上書きされる形で更新される。なお、フィルタ処理回路２５によるフィルタ処理は、指数移動平均以外のローパスフィルタまたはバンドパスフィルタでもよく、直近１０回などの値を保持してその平均値を用いる単純移動平均でもよいし、他のＦＩＲフィルタまたはＩＩＲフィルタでもよい。

駆動回路１２は、半導体スイッチング素子５のゲートを定電流駆動する構成となっている。すなわち、駆動回路１２は、電流源２６、２７およびスイッチ２８、２９を備えている。電流源２６の上流側端子は、電源電圧Ｖｂが供給される電源線３１に接続され、その下流側端子は、スイッチ２８を介して半導体スイッチング素子５Ｂのゲートに接続されている。電源電圧Ｖｂは、半導体スイッチング素子５Ｂのソースに接続される電源線３２の電位を基準とした電圧であり、半導体スイッチング素子５Ｂのゲート閾値電圧よりも十分に高い電圧となっている。

電流源２６は、ターンオン時に半導体スイッチング素子５Ｂのゲートに供給するための一定の電流、つまり半導体スイッチング素子５Ｂのゲートをターンオンさせるゲート電流Ｉｇ＿ｏｎを生成する定電流回路である。なお、駆動回路１２におけるターンオン側の構成として、電流源２６に代えて一定の抵抗値を有する抵抗を設けてもよい。つまり、駆動回路１２は、ターンオン側については、定電流駆動する構成でなくともよい。スイッチ２８は、例えばＰチャネル型ＭＯＳトランジスタなどの半導体スイッチング素子を含む構成であり、電流源２６と半導体スイッチング素子５Ｂのゲートとの間を開閉する。

電流源２７の下流側端子は、電源線３２に接続され、その上流側端子は、スイッチ２９を介して半導体スイッチング素子５Ｂのゲートに接続されている。電流源２７は、ターンオフ時に半導体スイッチング素子５Ｂのゲートから引き抜くための一定の電流、つまり半導体スイッチング素子５Ｂのゲートをターンオフさせるためのゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆを生成する定電流回路である。この場合、電流源２７は、算出回路１１から出力される信号Ｉｇに基づいて、その電流値を変更することができる構成となっている。スイッチ２９は、例えばＮチャネル型ＭＯＳトランジスタなどの半導体スイッチング素子を含む構成であり、半導体スイッチング素子５Ｂのゲートと電流源２７との間を開閉する。

駆動回路１２には、ターンオン指令ＯＮ、ターンオフ指令ＯＦＦ、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられる。この場合、ターンオン指令ＯＮおよびターンオフ指令ＯＦＦは、図示しないロジック回路が指令信号Ｓｂに基づいて生成するようになっており、スイッチング終了指令ＥＮＤは、外部のコントローラ６から与えられるようになっている。なお、ターンオン指令ＯＮおよびターンオフ指令ＯＦＦは、１つの信号にまとめることもできる。その場合、例えば１つの信号がハイレベルであるときにターンオン指令を表すとともに、ロウレベルであるときにターンオフ指令を表すようにすることができる。また、スイッチング終了指令ＥＮＤは、ゲート駆動装置１Ｂの内部で生成することもできる。

駆動回路１２の動作は、これら各指令により制御される。すなわち、駆動回路１２は、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられていない期間、ターンオン指令ＯＮおよびターンオフ指令ＯＦＦに基づいてスイッチ２８、２９を相補的にオンオフするようにスイッチング動作を行う。ただし、この場合、スイッチ２８、２９の双方がオフする期間、いわゆるデッドタイムが設けられる。

駆動回路１２は、ターンオン指令ＯＮが与えられるとスイッチ２８をオンする。これにより、半導体スイッチング素子５Ｂのゲートにゲート電流Ｉｇ＿ｏｎが供給され、半導体スイッチング素子５Ｂがターンオンされる。駆動回路１２は、ターンオフ指令ＯＦＦが与えられるとスイッチ２９をオンする。これにより、半導体スイッチング素子５Ｂのゲートからゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆが引き抜かれ、半導体スイッチング素子５Ｂがターンオフされる。駆動回路１２は、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられると、スイッチング動作を終了する。

＜ゲート駆動装置による動作の流れ＞
続いて、上記構成のゲート駆動装置１による動作の流れについて図５を参照して説明する。ゲート駆動装置１では、電源が投入されてから電源が遮断されるまでの間に、図５に示すような内容の処理が実行される。動作開始後に最初に実行されるステップＳ１０１では、記憶部１５から目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびＫ値が読み出され、それらが算出回路１１内のレジスタ２１、２２に格納される。つまり、ステップＳ１０１では、記憶部１５に記憶された目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびＫ値が算出回路１１内のレジスタ２１、２２にダウンロードされる。

ステップＳ１０１の実行後は、ステップＳ１０２のループ開始処理が実行される。ステップＳ１０２のループ開始処理は、ステップＳ１０９をループ終了処理として、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、つまりスイッチング終了指令ＥＮＤが与えられることを終了条件としてステップＳ１０３～Ｓ１０８までの処理を繰り返し実行する処理である。ステップＳ１０３では、ターンオン指令ＯＮが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｎを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオンスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｎの電流値は、予め定められた電流値となっている。

ステップＳ１０４では、算出回路１１の演算回路２３が前述したモデル式である（１）式に基づいてゲート電流Ｉｇを算出する。なお、ステップＳ１０４は、ステップＳ１０３より前に実行することもできる。つまり、ステップＳ１０３およびＳ１０４の実行順を入れ替えることもできる。ステップＳ１０５では、ターンオフ指令ＯＦＦが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオフスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆの電流値は、ステップＳ１０４で算出されたゲート電流Ｉｇの値に対応した値となっている。ステップＳ１０６では、検出回路１３がターンオフ時に発生する電圧Ｖｄｓの変化率ｄＶ／ｄｔを検出する。

ステップＳ１０７では、学習回路１４の演算回路２４が前述した逆モデル式である（２）式に基づいて学習値Ｋａを算出する。ステップＳ１０８では、レジスタ２２に格納されているＫ値が、学習回路１４のフィルタ処理回路２５がフィルタ処理を行うことで得られる学習値Ｋａを平滑化した学習値Ｋａ’により上書きされる形で更新される。これらステップＳ１０７およびＳ１０８は、学習回路１４により実行される学習処理に相当する。ゲート駆動装置１では、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、上述したようなステップＳ１０２～Ｓ１０９の処理が繰り返し実行される。

つまり、ステップＳ１０２～Ｓ１０９のループ処理は、半導体スイッチング素子５のスイッチング毎に繰り返し実行される。そして、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられると、ステップＳ１０２～Ｓ１０９のループ処理が終了となってステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０では、記憶部１５に記憶されているＫ値が、算出回路１１のレジスタ２２に格納されているＫ値により上書きされる形で更新される。ステップＳ１１０の実行後、動作終了となる。

以上説明した本実施形態のゲート駆動装置１によれば、学習回路１４による学習処理が実行されることにより、算出回路１１が半導体スイッチング素子５のターンオフ時におけるゲート駆動速度を操作するための操作量であるゲート電流Ｉｇを算出する際に用いる算出方法が、ゲート駆動装置１の駆動対象となる半導体スイッチング素子５において実際に発生しているターンオフ時における変化率ｄＶ／ｄｔに応じたものとなるように最適化される。

このように、本実施形態によれば、製品個々のばらつきに応じて算出方法が最適化されるため、ゲート駆動装置１および半導体スイッチング素子５についての個体ばらつきがある場合でも、半導体スイッチング素子５のゲート駆動速度を所望する速度に制御すること、ひいてはターンオフ時における変化率ｄＶ／ｄｔを所望する目標値に制御することができる。

また、ゲート駆動装置１では、学習回路１４による学習処理は、ゲート駆動装置１を実際に動作させながら、つまり実動作中に行うことができる。このように、本実施形態によれば、実動作中にも学習処理を実行すること、つまり算出方法の最適化を実行することが可能であるため、経年により特性変動が生じた場合、温度や電源電圧Ｖａなどの負荷変動が生じた場合などでも、変化率ｄＶ／ｄｔを所望する目標値に制御することができる。したがって、本実施形態によれば、半導体スイッチング素子５のスイッチング時、特にはターンオフ時における変化率ｄＶ／ｄｔを所望する目標値に精度良く制御することができるという優れた効果が得られる。

上述したように、本実施形態によれば、半導体スイッチング素子５のスイッチング時における変化率ｄＶ／ｄｔを制御対象としたうえで、その変化率ｄＶ／ｄｔを所望する目標値に精度良く制御することが可能であることから、ＥＭＩの低減とスイッチング損失の低減とを両立することができる。なお、ＥＭＩは、Electromagnetic Interferenceの略称である。

この場合、算出回路１１は、前述した（１）式のようなモデルパラメータＫを用いたモデル式によりゲート電流Ｉｇを算出するようになっている。また、この場合、学習回路１４は、前述した（２）式のような逆モデル式によりモデルパラメータＫに対応する学習値Ｋａを算出し、その算出した学習値Ｋａに基づいてモデルパラメータＫを更新することによりゲート電流Ｉｇの算出方法を変更するようになっている。このようにすれば、算出回路１１および学習回路１４において複雑な処理を必要とすることなくゲート電流Ｉｇの算出方法の最適化を実現することが可能となるため、算出回路１１および学習回路１４を比較的簡素な構成とすることができる。

ゲート駆動装置１は、学習回路１４により更新されたモデルパラメータＫを保存することができる記憶部１５を備えている。そして、学習回路１４は、ゲート駆動装置１の電源遮断前に更新されたモデルパラメータＫを記憶部１５に保存し、算出回路１１は、ゲート駆動装置１の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、記憶部１５に保存されたモデルパラメータＫを用いてゲート電流Ｉｇの算出を行うようになっている。このようにすれば、２回目以降の動作については、その動作の開始時点から前回の動作において学習されたモデルパラメータＫを用いてゲート電流Ｉｇの算出が行われることになるため、動作開始直後から安定して変化率ｄＶ／ｄｔを精度良く目標値に制御することが可能となる。

学習回路１４は、学習処理を実行する際、算出回路１１により算出された今回のゲート電流Ｉｇおよび検出回路１３により検出された今回の変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に加え、算出回路１１により算出された過去のゲート電流Ｉｇおよび検出回路１３により検出された過去の変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に基づいて算出方法を変更するようになっている。具体的には、学習回路１４は、学習処理を実行する際、演算回路２４から出力される今回の学習値Ｋａと、算出回路１１のレジスタ２２から読み出したＫ値、つまり過去の学習値Ｋａとを用いてフィルタ処理を行うことにより得られる学習値Ｋａを平滑化した学習値Ｋａ’に基づいてモデルパラメータＫを更新するようになっている。このようにすれば、ノイズ、一時的な異常などの影響により学習値Ｋａが誤った値となる誤学習が生じた場合でも、その影響を受けて変化率ｄＶ／ｄｔが目標値から外れた値となるような事態を抑制することができる。

＜Ｋ値の更新に関する変形例＞
本実施形態では、学習回路１４は、ゲート駆動装置１の電源遮断前に、更新されたモデルパラメータＫを記憶部１５に書き込んで保存する、つまり記憶部１５に記憶されたＫ値を更新するようになっていたが、これについて次のように変形することができる。

すなわち、学習回路１４は、学習処理を１以上の規定回数実行した後に、更新されたモデルパラメータＫを記憶部１５に保存してもよい。具体的には、学習回路１４は、ステップＳ１０７およびＳ１０８が規定回数実行される度にステップＳ１１０を実行するようにしてもよい。つまり、図５に示した処理について、ステップＳ１１０をループ処理中に実行するように変更することができる。

また、学習回路１４は、ゲート駆動装置１の電源遮断前または学習処理を１以上の規定回数実行した後であり且つ学習回路１４により更新されたモデルパラメータＫの値と動作開始時におけるモデルパラメータＫの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に、更新されたモデルパラメータＫを記憶部１５に保存するようにしてもよい。このようにすれば、記憶部１５に対する書き込み回数を抑えつつ、２回目以降の動作開始直後における変化率ｄＶ／ｄｔの制御の安定性を良好に維持することができる。

さらに、学習回路１４は、更新されたモデルパラメータＫを記憶部１５に保存すること、つまり記憶部１５に記憶されたＫ値の更新を行わなくともよい。このようにすれば、２回目以降の動作開始直後における変化率ｄＶ／ｄｔの制御の安定性が低下するものの、記憶部１５に対する書き込み回数をより低く抑えることが可能となるため、記憶部１５に書き込み回数の制限がある場合に好適となる。このようにする場合、そもそもゲート駆動装置１は、記憶部１５を備えていなくともよく、Ｋ値は予め固定された値を初期値として用いればよい。

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図６～図１２を参照して説明する。
＜ゲート駆動装置が有する主な機能＞
本実施形態のゲート駆動装置４１が有する主な機能について図６を参照して説明する。図６に示すように、本実施形態のゲート駆動装置４１は、第１実施形態のゲート駆動装置１に対し、算出回路１１に代えて算出回路４２を備えている点、学習回路１４に代えて学習回路４３を備えている点、記憶部１５に代えて記憶部４４を備えている点などが異なっている。

算出回路４２は、関係情報としてマップデータを予め取得し、変化率ｄＶ／ｄｔの目標値およびマップデータにより操作量であるゲート電流Ｉｇを算出するようになっている。この場合、マップデータは、操作量であるゲート電流Ｉｇおよび過渡電圧である変化率ｄＶ／ｄｔの関係を表す１次元のマップであり、具体的には、例えば図８に示すようなデータとなっている。図８に示すマップデータにおいて、変化率ｄＶ／ｄｔの単位は［ｋＶ／μｓ］であり、ゲート電流Ｉｇの単位は［Ａ］である。なお、以下の説明では、特に指定しない限り、変化率ｄＶ／ｄｔおよびゲート電流Ｉｇの単位は図８に示したものと同様の単位であり、それらの単位を省略して値だけを記載することとする。

学習回路４３は、学習処理として、算出回路４２により算出された操作量および検出回路１３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に基づいてマップデータを更新することで操作量の算出方法を変更するようになっている。記憶部４４は、学習回路４３により更新されたマップデータを保存することができる。学習回路４３は、ゲート駆動装置４１の電源遮断前であり且つ学習回路４３により更新されたマップデータの値と動作開始時におけるマップデータの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に、更新されたマップデータを記憶部４４に保存する。

なお、マップデータＭＡＰの値とは操作量であるゲート電流Ｉｇの値または過渡電圧である変化率ｄＶ／ｄｔの値であり、このような判断は、マップデータＭＡＰにおける全てのゲート電流Ｉｇの値毎または変化率ｄＶ／ｄｔの値毎に行うことができる。算出回路４２は、ゲート駆動装置１の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、記憶部４４に保存されたマップデータを用いて操作量の算出を行うようになっている。

＜ゲート駆動装置の具体的構成＞
上記したような各機能を有するゲート駆動装置４１の具体的な構成としては、例えば図７に示すような構成例を採用することができる。図７に示すゲート駆動装置４１は、図４に示したゲート駆動装置１に対し、算出回路１１に代えて算出回路４２を備えている点、学習回路１４に代えて学習回路４３を備えている点、記憶部１５に代えて記憶部４４を備えている点などが異なっている。

記憶部４４は、記憶部１５に対し、モデルパラメータＫの値に代えて前述した１次元のマップであるマップデータＭＡＰが予め記憶されている点などが異なっている。マップデータＭＡＰは、例えば各種のシミュレーションを行うことなどにより予め取得することができる。記憶部４４は、算出回路４２からマップデータＭＡＰの読み出しが要求されると、マップデータＭＡＰを表す信号を出力する。

算出回路４２は、算出回路１１に対し、レジスタ２２に代えてマップデータＭＡＰを格納するレジスタ４５を備えている点、演算回路２３に代えて探索処理回路４６を備えている点などが異なっている。算出回路４２は、動作開始時、記憶部４４に対して目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびマップデータＭＡＰの読み出しを要求する。これにより、算出回路４２には、記憶部４４から出力される信号ｄＶ／ｄｔ＊および信号ＭＡＰが入力される。算出回路４２は、記憶部４４から読み出した目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびマップデータＭＡＰをレジスタ２１、４５に格納する。

探索処理回路４６は、レジスタ２１に格納された目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊とレジスタ４５に格納されたマップデータＭＡＰとを読み出す。そして、探索処理回路４６は、レジスタ２１から読み出した目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊の値に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇを探索し、その探索したゲート電流Ｉｇの値を表す信号Ｉｇを出力する探索処理を実行する。例えば、レジスタ２１から読み出した目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊の値が「６」である場合、探索処理回路４６は、変化率ｄＶ／ｄｔ＝６に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇ＝０．１５を探索し、その探索したゲート電流Ｉｇの値である「０．１５」を表す信号Ｉｇを出力する。

この場合、レジスタ４５に格納されたマップデータＭＡＰは、後述する学習回路４３の動作により更新されるようになっている。レジスタ４５は、ゲート駆動装置４１の電源遮断前であり且つ学習回路４３により更新されたマップデータの値と動作開始時におけるマップデータの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に、格納されたマップデータＭＡＰを表す信号を記憶部４４へ出力する。これにより、記憶部４４に記憶されているマップデータＭＡＰがレジスタ４５に格納されているマップデータＭＡＰにより上書きされる形で更新される。

学習回路４３は、学習回路１４に対し、演算回路２４およびフィルタ処理回路２５に代えて更新処理回路４７を備えている点などが異なっている。学習回路４３には、検出回路１３から出力される信号ｄＶ／ｄｔと、算出回路４２から出力される信号ＭＡＰおよび信号Ｉｇと、が入力されている。更新処理回路４７は、検出回路１３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇを探索し、その探索したマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇの値を、算出回路４２により算出されたゲート電流Ｉｇの値に変更した更新マップデータＭＡＰ’を作成し、その更新マップデータＭＡＰ’を表す信号を出力する更新処理を実行する。

例えば、検出回路１３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔの検出値が「７」であるとともに、算出回路４２により算出されたゲート電流Ｉｇの値が「０．１５」である場合、更新処理回路４７は、変化率ｄＶ／ｄｔ＝７に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇ＝０．２０を探索する。そして、更新処理回路４７は、探索したマップデータＭＡＰ上の変化率ｄＶ／ｄｔ＝７に対応するゲート電流Ｉｇの値を、算出回路４２により算出されたゲート電流Ｉｇの値である「０．１５」に変更した更新データＭＡＰ’を作成する。

更新マップデータＭＡＰ’は、具体的には、例えば図９に示すようなデータとなる。図９に示すように、更新マップデータＭＡＰ’では、変化率ｄＶ／ｄｔ＝７に対応するゲート電流Ｉｇの値が、「０．２０」から「０．１５」に変更されている。更新処理回路４７は、このような更新処理により作成した更新マップデータＭＡＰ’を表す信号を算出回路４２のレジスタ４５へ出力する。これにより、レジスタ４５に格納されているマップデータＭＡＰが更新マップデータＭＡＰ’により上書きされる形で更新される。

＜ゲート駆動装置による動作の流れ＞
続いて、上記構成のゲート駆動装置４１による動作の流れについて図１０を参照して説明する。ゲート駆動装置４１では、電源が投入されてから電源が遮断されるまでの間に、図１０に示すような内容の処理が実行される。動作開始後に最初に実行されるステップＳ２０１では、記憶部４４から目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびマップデータＭＡＰが読み出され、それらが算出回路４２内のレジスタ２１、４５に格納される。つまり、ステップＳ２０１では、記憶部４４に記憶された目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびマップデータＭＡＰが算出回路４２内のレジスタ２１、４５にダウンロードされる。

ステップＳ２０１の実行後は、ステップＳ２０２のループ開始処理が実行される。ステップＳ２０２のループ開始処理は、ステップＳ２０８をループ終了処理として、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、つまりスイッチング終了指令ＥＮＤが与えられることを終了条件としてステップＳ２０３～Ｓ２０７までの処理を繰り返し実行する処理である。ステップＳ２０３では、ターンオン指令ＯＮが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｎを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオンスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｎの電流値は、予め定められた電流値となっている。

ステップＳ２０４では、算出回路４２の探索処理回路４６が前述した探索処理を実行する。つまり、ステップＳ２０４では、算出回路４２が、レジスタ４５に格納されたマップデータＭＡＰからレジスタ２１に格納された目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊を用いてゲート電流Ｉｇを探索する。なお、ステップＳ２０４は、ステップＳ２０３より前に実行することもできる。つまり、ステップＳ２０３およびＳ２０４の実行順を入れ替えることもできる。

ステップＳ２０５では、ターンオフ指令ＯＦＦが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオフスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆの電流値は、ステップＳ２０４で探索されたゲート電流Ｉｇの値に対応した値となっている。ステップＳ２０６では、検出回路１３がターンオフ時に発生する電圧Ｖｄｓの変化率ｄＶ／ｄｔを検出する。

ステップＳ２０７では、学習回路４３の更新処理回路４７が前述した更新処理を実行することにより、算出回路４２のレジスタ４５に格納されているマップデータＭＡＰが更新マップデータＭＡＰ’により上書きされる形で更新される。ステップＳ２０７は、学習回路４３により実行される学習処理に相当する。ゲート駆動装置４１では、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、上述したようなステップＳ２０２～Ｓ２０８の処理が繰り返し実行される。

つまり、ステップＳ２０２～Ｓ２０８のループ処理は、半導体スイッチング素子５のスイッチング毎に繰り返し実行される。そして、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられると、ステップＳ２０２～Ｓ２０８のループ処理が終了となってステップＳ２０９に進む。ステップＳ２０９では、レジスタ４５に格納されたマップデータＭＡＰの値である現在値と、記憶部４４に記憶されたマップデータＭＡＰの値、つまり動作開始時におけるマップデータＭＡＰの値である初期値と、の差分が予め定められた許容値を超えるか否かが判断される。なお、この場合、マップデータＭＡＰの値とは操作量であるゲート電流Ｉｇの値のことであり、このような判断は、マップデータＭＡＰにおける全てのゲート電流Ｉｇの値毎に行われる。

ここで、現在値と初期値との差分が許容値以下である場合、ステップＳ２０９で「ＮＯ」となり、ステップＳ２１０を実行することなく、動作終了となる。一方、現在値と初期値との差分が許容値を超える場合、ステップＳ２０９で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、記憶部４４に記憶されているマップデータＭＡＰが、算出回路４２のレジスタ４５に格納されているマップデータＭＡＰにより上書きされる形で更新される。ステップＳ２１０の実行後、動作終了となる。

以上説明した本実施形態のゲート駆動装置４１によっても、第１実施形態と同様の効果、つまり半導体スイッチング素子５のスイッチング時、特にはターンオフ時における変化率ｄＶ／ｄｔを所望する目標値に精度良く制御することができるという優れた効果が得られる。この場合、算出回路４２は、ゲート電流Ｉｇおよび変化率ｄＶ／ｄｔの関係を表す１次元のマップであるマップデータＭＡＰによりゲート電流Ｉｇの値を算出するようになっている。

また、この場合、学習回路４３は、算出回路４２により算出されたゲート電流Ｉｇの値および検出回路１３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に基づいてマップデータＭＡＰを更新することによりゲート電流Ｉｇの算出方法を変更するようになっている。このようにすれば、算出回路４２によるゲート電流Ｉｇの演算誤差が低減されることから、変化率ｄＶ／ｄｔを一層精度良く目標値に制御することができる。

ゲート駆動装置４１は、学習回路４３により更新されたマップデータＭＡＰを保存することができる記憶部４４を備えている。そして、学習回路４３は、ゲート駆動装置４１の電源遮断前であり且つ学習回路４３により更新されたマップデータＭＡＰの値と動作開始時におけるマップデータＭＡＰの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に更新されたマップデータＭＡＰを記憶部４４に保存し、算出回路４２は、ゲート駆動装置４１の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、記憶部４４に保存されたマップデータＭＡＰを用いてゲート電流Ｉｇの算出を行うようになっている。このようにすれば、記憶部４４に対する書き込み回数を抑えつつ、２回目以降の動作については、その動作の開始時点から前回の動作において学習されたマップデータＭＡＰを用いてゲート電流Ｉｇの算出が行われることになるため、動作開始直後から安定して変化率ｄＶ／ｄｔを精度良く目標値に制御することが可能となる。

＜マップデータの更新に関する変形例＞
本実施形態では、学習回路４３は、ゲート駆動装置４１の電源遮断前であり且つ学習回路４３により更新されたマップデータＭＡＰの値と動作開始時におけるマップデータＭＡＰの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に更新されたマップデータＭＡＰを記憶部４４に書き込んで保存する、つまり記憶部４４に記憶されたマップデータＭＡＰを更新するようになっていたが、これについて次のように変形することができる。

すなわち、学習回路４３は、学習処理を１以上の規定回数実行した後であり且つ学習回路４３により更新されたマップデータＭＡＰの値と動作開始時におけるマップデータＭＡＰの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に更新されたマップデータＭＡＰを記憶部４４に保存してもよい。具体的には、学習回路４３は、ステップＳ２０７が規定回数実行される度にステップＳ２０９およびＳ２１０を実行するようにしてもよい。つまり、図１０に示した処理について、ステップＳ２０９およびＳ２１０をループ処理中に実行するように変更することができる。

また、学習回路４３は、ゲート駆動装置４１の電源遮断前または学習処理を１以上の規定回数実行した後に、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部４４に保存するようにしてもよい。具体的には、学習回路４３は、ループ処理の終了後にステップＳ２０９を実行することなくステップＳ２１０を実行するようにしてもよい。つまり、図１０に示した処理について、ステップＳ２０９を省略するように変更することができる。このようにすれば、２回目以降の動作については、その動作の開始時点から前回の動作において学習されたマップデータＭＡＰを確実に用いてゲート電流Ｉｇの算出が行われることになるため、動作開始直後から安定して変化率ｄＶ／ｄｔを精度良く目標値に制御することが可能となる。

さらに、学習回路４３は、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部４４に保存すること、つまり記憶部４４に記憶されたマップデータＭＡＰの更新を行わなくともよい。このようにすれば、２回目以降の動作開始直後における変化率ｄＶ／ｄｔの制御の安定性が低下するものの、記憶部４４に対する書き込み回数をより低く抑えることが可能となるため、記憶部４４に書き込み回数の制限がある場合に好適となる。このようにする場合、そもそもゲート駆動装置４１は、記憶部４４を備えていなくともよく、マップデータＭＡＰは予め固定された値を初期値として用いればよい。

＜学習処理に関する変形例＞
学習回路４３は、学習処理を実行する際、算出回路４２により算出された今回のゲート電流Ｉｇおよび検出回路１３により検出された今回の変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に加え、算出回路４２により算出された過去のゲート電流Ｉｇおよび検出回路１３により検出された過去の変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に基づいて算出方法を変更することができる。具体的には、学習回路４３は、学習処理を実行する際、更新処理回路４７から出力される今回の更新マップデータＭＡＰ’と、算出回路４２のレジスタ４５に格納された過去の更新マップデータＭＡＰ’に対応したマップデータＭＡＰとを用いてフィルタ処理を行うことにより得られる更新マップデータＭＡＰ’を平滑化した更新マップデータによりマップデータの更新を行うことができる。

なお、フィルタ処理としては、例えば第１実施形態において説明した各種の処理を採用することができる。このようにすれば、ノイズ、一時的な異常などの影響により更新マップデータＭＡＰ’の値が誤った値となる誤学習が生じた場合でも、その影響を受けて変化率ｄＶ／ｄｔが目標値から外れた値となるような事態を抑制することができる。

＜更新処理に関する変形例＞
学習回路４３の更新処理回路４７が更新マップデータＭＡＰ’を作成する更新処理、つまりマップデータを更新する処理は、次のように変形することができる。
［１］第１変形例
学習回路４３の更新処理回路４７は、探索したマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇの値と算出回路４２により算出されたゲート電流Ｉｇの値との差分だけ探索したマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇの値を変更するとともに、探索したマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇを中心とした所定の範囲内のゲート電流Ｉｇの値を上記した差分だけ変更するように、マップデータＭＡＰを更新するように変形することができる。

例えば、検出回路１３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔの検出値が「７」であるとともに、算出回路４２により算出されたゲート電流Ｉｇの値が「０．１５」である場合、所定の範囲を±２［ｋＶ／μｓ］とすると、上記した第１変形例の更新処理により作成される更新マップデータＭＡＰ’は、図１１に示すようなデータとなる。図１１に示すように、この場合、変化率ｄＶ／ｄｔ＝７に対応するゲート電流Ｉｇの値が「０．２０」から「０．１５」に変更されている。

また、この場合、変化率ｄＶ／ｄｔ＝７の周辺±２の範囲内のデータ、つまり変化率ｄＶ／ｄｔ＝５、変化率ｄＶ／ｄｔ＝６、変化率ｄＶ／ｄｔ＝８および変化率ｄＶ／ｄｔ＝９のそれぞれに対応するゲート電流Ｉｇの値が、いずれも「－０．０５」だけ変更されている。「－０．０５」は、探索したゲート電流Ｉｇの値である「０．２０」と算出回路４２により算出されたゲート電流Ｉｇの値である「０．１５」との差分である。

なお、変化率ｄＶ／ｄｔ＝５に対応するゲート電流Ｉｇの値は、上記変更に伴い、変化率ｄＶ／ｄｔ＝４に対応するゲート電流Ｉｇの値である「０．０９」よりも小さい「０．０７」に変更されており、変化率ｄＶ／ｄｔ＝４および変化率ｄＶ／ｄｔ＝５のそれぞれに対応するゲート電流Ｉｇの値において逆転現象が生じている。そこで、変更後のゲート電流Ｉｇの値について、このような逆転現象が生じることが無いように所定の制限をかけるようにしてもよい。

このような第１変形例の更新処理によれば、１回の学習処理により１つの値だけでなく、その周辺の値も同様に更新されるため、マップデータの学習、つまり算出方法の最適化がより素早く実現される。したがって、第１変形例の更新処理によれば、算出回路４２によるゲート電流Ｉｇの演算誤差が低減されることから、変化率ｄＶ／ｄｔを一層精度良く目標値に制御することができる。なお、所定の範囲としては、上記した範囲に限らずともよく、例えばマップデータＭＡＰの全範囲とすることもできる。

［２］第２変形例
学習回路４３の更新処理回路４７は、探索したマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇの値と算出回路４２により算出されたゲート電流Ｉｇの値との差分だけ探索したマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇの値を変更するとともに、探索したマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇを中心とした所定の範囲内のゲート電流Ｉｇの値を上記した差分に対して中心から離れた値ほど減衰する重み係数を乗じた値だけ変更するように、マップデータＭＡＰを更新するように変形することができる。

例えば、検出回路１３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔの検出値が「７」であるとともに、算出回路４２により算出されたゲート電流Ｉｇの値が「０．１５」である場合、所定の範囲を±２［ｋＶ／μｓ］とすると、上記した第２変形例の更新処理により作成される更新マップデータＭＡＰ’は、図１２に示すようなデータとなる。図１２に示すように、この場合、変化率ｄＶ／ｄｔ＝７に対応するゲート電流Ｉｇの値が「０．２０」から「０．１５」に変更されている。

また、この場合、変化率ｄＶ／ｄｔ＝７の周辺±２の範囲内のデータ、つまり変化率ｄＶ／ｄｔ＝５、変化率ｄＶ／ｄｔ＝６、変化率ｄＶ／ｄｔ＝８および変化率ｄＶ／ｄｔ＝９のそれぞれに対応するゲート電流Ｉｇの値が、いずれも「－０．０５×重み係数」だけ変更されている。「－０．０５」は、探索したゲート電流Ｉｇの値である「０．２０」と算出回路４２により算出されたゲート電流Ｉｇの値である「０．１５」との差分である。重み係数は、変化率ｄＶ／ｄｔ＝６および変化率ｄＶ／ｄｔ＝８では「０．５」とされ、変化率ｄＶ／ｄｔ＝５および変化率ｄＶ／ｄｔ＝９では「０．２５」とされている。

具体的には、変化率ｄＶ／ｄｔ＝５に対応するゲート電流Ｉｇの値が「０．１２」から「０．１１」に変更され、変化率ｄＶ／ｄｔ＝６に対応するゲート電流Ｉｇの値が「０．１５」から「０．１３」に変更され、変化率ｄＶ／ｄｔ＝８に対応するゲート電流Ｉｇの値が「０．２５」から「０．２３」に変更され、変化率ｄＶ／ｄｔ＝９に対応するゲート電流Ｉｇの値が「０．３０」から「０．２９」に変更されている。

このような第２変形例の更新処理によれば、１回の学習処理により１つの値だけでなく、その周辺の値も同様に更新されるため、マップデータの学習、つまり算出方法の最適化がより素早く実現される。したがって、第２変形例の更新処理によれば、算出回路４２によるゲート電流Ｉｇの演算誤差が低減されることから、変化率ｄＶ／ｄｔを一層精度良く目標値に制御することができる。

また、第２変形例の更新処理によれば、探索したマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇを中心とした所定の範囲内のゲート電流Ｉｇの値を上記した差分に対して中心から離れた値ほど減衰する重み係数を乗じた値だけ変更するようにしているため、第１変形例の更新処理で説明した逆転現象が生じる可能性を低く抑えることができる。なお、所定の範囲としては、上記した範囲に限らずともよく、例えばマップデータＭＡＰの全範囲とすることもできる。

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について図１３～図１６を参照して説明する。
＜ゲート駆動装置が有する主な機能＞
本実施形態のゲート駆動装置５１が有する主な機能について図１３を参照して説明する。図１３に示すように、本実施形態のゲート駆動装置５１は、第２実施形態のゲート駆動装置４１に対し、算出回路４２に代えて算出回路５２を備えている点、検出回路１３に代えて検出回路５３を備えている点、学習回路４３に代えて学習回路５４を備えている点、記憶部４４に代えて記憶部５５を備えている点などが異なっている。

検出回路５３は、変化率ｄＶ／ｄｔに加え、素子温度、つまり半導体スイッチング素子５の温度Ｔｊを検出するようになっている。算出回路５２は、算出回路４２と同様、関係情報としてマップデータを予め取得する。ただし、この場合、マップデータは、過渡電圧である変化率ｄＶ／ｄｔと半導体スイッチング素子５の温度Ｔｊとを組み合わせて操作量であるゲート電流Ｉｇを保持する多次元のマップであり、具体的には、例えば図１５に示すようなデータとなっている。図１５に示すマップデータにおいて、温度Ｔｊの単位は「℃」である。以下の説明では、特に指定しない限り、温度Ｔｊの単位は図１５に示したものと同様の単位であり、その単位を省略して値だけを記載することとする。

算出回路５２は、変化率ｄＶ／ｄｔの目標値、検出回路５３による温度Ｔｊの検出値およびマップデータにより操作量であるゲート電流Ｉｇを算出するようになっている。学習回路５４は、学習回路４３と同様の学習処理を実行することができる。記憶部５５は、学習回路５４により更新されたマップデータを保存することができる。学習回路５４は、ゲート駆動装置５１の電源遮断前に、更新されたマップデータを記憶部５５に保存する。算出回路５２は、ゲート駆動装置５１の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、記憶部５５に保存されたマップデータを用いて操作量の算出を行うようになっている。

＜ゲート駆動装置の具体的構成＞
上記したような各機能を有するゲート駆動装置５１の具体的な構成としては、例えば図１４に示すような構成例を採用することができる。図１４に示すゲート駆動装置５１は、図７に示した第２実施形態のゲート駆動装置４１に対し、算出回路４２に代えて算出回路５２を備えている点、検出回路１３に代えて検出回路５３を備えている点、学習回路４３に代えて学習回路５４を備えている点、記憶部４４に代えて記憶部５５を備えている点などが異なっている。

検出回路５３は、検出回路１３と同様に変化率ｄＶ／ｄｔを検出するとともに、次のようにして温度Ｔｊを検出する。この場合、半導体スイッチング素子５の近傍には、温度センサ５６が配置されている。温度センサ５６は、検出した半導体スイッチング素子５の温度に対応した温度情報を電圧信号Ｖｔｊとして出力する。検出回路５３には、温度センサ５６から出力される電圧信号Ｖｔｊが入力されている。検出回路５３は、電圧信号Ｖｔｊが表す温度情報を取得するための構成を備えており、これにより、半導体スイッチング素子５の温度Ｔｊを検出する。検出回路５３は、変化率ｄＶ／ｄｔの検出値を表す信号および温度Ｔｊの検出値を表す信号を出力する。

記憶部５５は、記憶部４４に対し、記憶されているマップデータＭＡＰが前述した２次元のマップである点などが異なっている。算出回路５２は、算出回路４２に対し、探索処理回路４６に代えて探索処理回路５７を備えている点などが異なっている。算出回路４２は、探索処理回路５７により実行される動作を除き、算出回路４２の動作と概ね同様の動作を行う。探索処理回路５７は、レジスタ２１に格納された目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊とレジスタ４５に格納されたマップデータＭＡＰとを読み出す。探索処理回路５７には、検出回路５３から出力される信号Ｔｊが入力されている。

探索処理回路５７は、レジスタ２１から読み出した目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊の値に対応するとともに信号Ｔｊが表す半導体スイッチング素子５の温度Ｔｊの検出値に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇを探索し、その探索したゲート電流Ｉｇの値を表す信号Ｉｇを出力する探索処理を実行する。例えば、レジスタ２１から読み出した目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊の値が「３」であるとともに温度Ｔｊの検出値が「５０」である場合、探索処理回路５７は、変化率ｄＶ／ｄｔ＝３且つ温度Ｔｊ＝５０に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇ＝０．０９を探索し、その探索したゲート電流Ｉｇの値である「０．０９」を表す信号Ｉｇを出力する。

この場合、レジスタ４５に格納されたマップデータＭＡＰは、後述する学習回路５４の動作により更新されるようになっている。レジスタ４５は、ゲート駆動装置５１の電源遮断前に、格納されたマップデータＭＡＰを表す信号を記憶部５５へ出力する。これにより、記憶部５５に記憶されているマップデータＭＡＰがレジスタ４５に格納されているマップデータＭＡＰにより上書きされる形で更新される。

学習回路５４は、学習回路４３に対し、更新処理回路４７に代えて更新処理回路５８を備えている点などが異なっている。学習回路５４には、検出回路５３から出力される信号ｄＶ／ｄｔおよび信号Ｔｊと、算出回路５２から出力される信号ＭＡＰおよび信号Ｉｇと、が入力されている。更新処理回路５８は、検出回路５３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔの検出値に対応するとともに検出回路５３により検出された温度Ｔｊの検出値に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇを探索し、その探索したマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇの値を、算出回路５２により算出されたゲート電流Ｉｇの値に変更した更新マップデータＭＡＰ’を作成し、その更新マップデータＭＡＰ’を表す信号を出力する更新処理を実行する。

例えば、検出回路５３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔおよび温度Ｔｊの各検出値がそれぞれ「４」および「５０」であるとともに、算出回路５２により算出されたゲート電流Ｉｇの値が「０．０９」である場合、更新処理回路５８は、変化率ｄＶ／ｄｔ＝４且つ温度Ｔｊ＝５０に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇ＝０．１０を探索する。そして、更新処理回路５８は、探索したマップデータＭＡＰ上の変化率ｄＶ／ｄｔ＝４且つ温度Ｔｊ＝５０に対応するゲート電流Ｉｇの値を、算出回路５２により算出されたゲート電流Ｉｇの値である「０．０９」に変更した更新データＭＡＰ’を作成する。更新処理回路５８は、このような更新処理により作成した更新マップデータＭＡＰ’を表す信号を算出回路５２のレジスタ４５へ出力する。これにより、レジスタ４５に格納されているマップデータＭＡＰが更新マップデータＭＡＰ’により上書きされる形で更新される。

＜ゲート駆動装置による動作の流れ＞
続いて、上記構成のゲート駆動装置５１による動作の流れについて図１６を参照して説明する。ゲート駆動装置５１では、電源が投入されてから電源が遮断されるまでの間に、図１６に示すような内容の処理が実行される。動作開始後に最初に実行されるステップＳ３０１では、記憶部５５から目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびマップデータＭＡＰが読み出され、それらが算出回路５２内のレジスタ２１、４５に格納される。つまり、ステップＳ３０１では、記憶部５５に記憶された目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびマップデータＭＡＰが算出回路５２内のレジスタ２１、４５にダウンロードされる。

ステップＳ３０１の実行後は、ステップＳ３０２のループ開始処理が実行される。ステップＳ３０２のループ開始処理は、ステップＳ３０９をループ終了処理として、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、つまりスイッチング終了指令ＥＮＤが与えられることを終了条件としてステップＳ３０３～Ｓ３０８までの処理を繰り返し実行する処理である。ステップＳ３０３では、ターンオン指令ＯＮが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｎを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオンスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｎの電流値は、予め定められた電流値となっている。

ステップＳ３０４では、検出回路５３が半導体スイッチング素子５の温度Ｔｊ、つまり素子温度を検出する。ステップＳ３０５では、算出回路５２の探索処理回路５７が前述した探索処理を実行する。つまり、ステップＳ３０５では、算出回路５２が、レジスタ４５に格納されたマップデータＭＡＰからレジスタ２１に格納された目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびステップＳ３０４で検出された温度Ｔｊを用いてゲート電流Ｉｇを探索する。なお、ステップＳ３０４およびＳ３０５は、ステップＳ３０３より前に実行することもできる。つまり、ステップＳ３０３と、ステップＳ３０４およびＳ３０５と、の実行順を入れ替えることもできる。

ステップＳ３０６では、ターンオフ指令ＯＦＦが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオフスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆの電流値は、ステップＳ３０５で探索されたゲート電流Ｉｇの値に対応した値となっている。ステップＳ３０７では、検出回路１３がターンオフ時に発生する電圧Ｖｄｓの変化率ｄＶ／ｄｔを検出する。なお、ステップＳ３０７では、検出回路５３が、変化率ｄＶ／ｄｔに加え、温度Ｔｊを検出するようにしてもよい。

ステップＳ３０８では、学習回路５４の更新処理回路５８が前述した更新処理を実行することにより、算出回路５２のレジスタ４５に格納されているマップデータＭＡＰが更新マップデータＭＡＰ’により上書きされる形で更新される。ステップＳ３０８は、学習回路５４により実行される学習処理に相当する。ゲート駆動装置５１では、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、上述したようなステップＳ３０２～Ｓ３０９の処理が繰り返し実行される。

つまり、ステップＳ３０２～Ｓ３０９のループ処理は、半導体スイッチング素子５のスイッチング毎に繰り返し実行される。そして、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられると、ステップＳ３０２～Ｓ３０９のループ処理が終了となってステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０では、記憶部５５に記憶されているマップデータＭＡＰが、算出回路５２のレジスタ４５に格納されているマップデータＭＡＰにより上書きされる形で更新される。ステップＳ３１０の実行後、動作終了となる。

以上説明した本実施形態のゲート駆動装置５１によっても、第１実施形態と同様の効果、つまり半導体スイッチング素子５のスイッチング時、特にはターンオフ時における変化率ｄＶ／ｄｔを所望する目標値に精度良く制御することができるという優れた効果が得られる。また、本実施形態のゲート駆動装置５１によれば、次のような効果が得られる。すなわち、ゲート駆動装置５１の駆動対象となる半導体スイッチング素子５において実際に発生しているターンオフ時における変化率ｄＶ／ｄｔは、半導体スイッチング素子５の温度Ｔｊなどに依存して変化する可能性がある。

そこで、この場合、算出回路５２は、変化率ｄＶ／ｄｔと温度Ｔｊとを組み合わせてゲート電流Ｉｇを保持する２次元のマップであるマップデータＭＡＰによりゲート電流Ｉｇの値を算出するようになっている。また、この場合、学習回路５４は、算出回路５２により算出されたゲート電流Ｉｇの値および検出回路５３により検出された変化率ｄＶ／ｄｔおよび温度Ｔｊの各検出値に基づいてマップデータＭＡＰを更新することによりゲート電流Ｉｇの算出方法を変更するようになっている。このようにすれば、半導体スイッチング素子５の温度Ｔｊに起因した算出回路５２によるゲート電流Ｉｇの演算誤差が低減されることから、変化率ｄＶ／ｄｔをより一層精度良く目標値に制御することができる。

ゲート駆動装置５１は、学習回路５４により更新されたマップデータＭＡＰを保存することができる記憶部５５を備えている。そして、学習回路５４は、ゲート駆動装置５１の電源遮断前に更新されたマップデータＭＡＰを記憶部５５に保存し、算出回路５２は、ゲート駆動装置５１の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、記憶部５５に保存されたマップデータＭＡＰを用いてゲート電流Ｉｇの算出を行うようになっている。このようにすれば、２回目以降の動作については、その動作の開始時点から前回の動作において学習されたマップデータＭＡＰを用いてゲート電流Ｉｇの算出が行われることになるため、動作開始直後から安定して変化率ｄＶ／ｄｔを精度良く目標値に制御することが可能となる。

＜マップデータに関する変形例＞
ゲート駆動装置５１の駆動対象となる半導体スイッチング素子５において実際に発生しているターンオフ時における変化率ｄＶ／ｄｔは、半導体スイッチング素子５の温度Ｔｊだけでなく、ゲート駆動装置５１の温度、半導体スイッチング素子５の主端子間、つまりドレイン・ソース間に印加される電圧である電源電圧Ｖａおよび半導体スイッチング素子５の主端子間、つまりドレイン・ソース間に流れる電流である素子電流などにも依存して変化する可能性がある。

そこで、マップデータＭＡＰは、過渡電圧である変化率ｄＶ／ｄｔと、半導体スイッチング素子５の温度Ｔｊ、ゲート駆動装置５１の温度、電源電圧Ｖａおよび素子電流のうち少なくとも１つの物理量と、を組み合わせて操作量であるゲート電流Ｉｇを保持する多次元のマップとすることができる。この場合、検出回路５３は、半導体スイッチング素子５の温度Ｔｊ、ゲート駆動装置５１の温度、電源電圧Ｖａおよび素子電流のうち少なくとも１つの物理量を検出するような構成とする必要がある。

また、この場合、算出回路５２は、変化率ｄＶ／ｄｔの目標値ｄＶ／ｄｔ＊、検出回路５３による物理量の検出値およびマップデータＭＡＰによりゲート電流Ｉｇを算出することになる。このようにすれば、半導体スイッチング素子５の温度Ｔｊ、ゲート駆動装置５１の温度、電源電圧Ｖａおよび素子電流などの物理量に起因した、つまり各種の外乱要因によるゲート電流Ｉｇの演算誤差が低減されることから、変化率ｄＶ／ｄｔをより一層精度良く目標値に制御することができる。

＜マップデータの更新に関する変形例＞
本実施形態では、学習回路５４は、ゲート駆動装置５１の電源遮断前に、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部５５に書き込んで保存する、つまり記憶部５５に記憶されたマップデータＭＡＰを更新するようになっていたが、これについて次のように変形することができる。

すなわち、学習回路５４は、学習処理を１以上の規定回数実行した後に、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部５５に保存してもよい。具体的には、学習回路５４は、ステップＳ３０８が規定回数実行される度にステップＳ３１０を実行するようにしてもよい。つまり、図１６に示した処理について、ステップＳ３１０をループ処理中に実行するように変更することができる。

また、学習回路５４は、ゲート駆動装置５１の電源遮断前または学習処理を１以上の規定回数実行した後であり且つ学習回路５４により更新されたマップデータＭＡＰの値と動作開始時におけるマップデータＭＡＰの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部５５に保存するようにしてもよい。具体的には、学習回路５４は、ループ処理の終了後に、図１０に示す第２実施形態の処理におけるステップＳ２０９と同様の処理を実行し、その後にステップＳ３１０を実行するようにしてもよい。つまり、図１６に示した処理について、ステップＳ３０９とステップＳ３１０との間にステップＳ２０９と同様の処理を追加するように変更することができる。このようにすれば、記憶部５５に対する書き込み回数を抑えつつ、２回目以降の動作開始直後における変化率ｄＶ／ｄｔの制御の安定性を良好に維持することができる。

さらに、学習回路５４は、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部５５に保存すること、つまり記憶部５５に記憶されたマップデータＭＡＰの更新を行わなくともよい。このようにすれば、２回目以降の動作開始直後における変化率ｄＶ／ｄｔの制御の安定性が低下するものの、記憶部５５に対する書き込み回数をより低く抑えることが可能となるため、記憶部５５に書き込み回数の制限がある場合に好適となる。このようにする場合、そもそもゲート駆動装置５１は、記憶部５５を備えていなくともよく、マップデータＭＡＰは予め固定された値を初期値として用いればよい。

＜学習処理に関する変形例＞
学習回路５４は、学習処理を実行する際、算出回路５２により算出された今回のゲート電流Ｉｇおよび検出回路５３により検出された今回の変化率ｄＶ／ｄｔおよび温度Ｔｊの各検出値に加え、算出回路５２により算出された過去のゲート電流Ｉｇおよび検出回路５３により検出された過去の変化率ｄＶ／ｄｔおよび温度Ｔｊの各検出値に基づいて算出方法を変更することができる。具体的には、学習回路５４は、学習処理を実行する際、更新処理回路５８から出力される今回の更新マップデータＭＡＰ’と、算出回路５２のレジスタ４５に格納された過去の更新マップデータＭＡＰ’に対応したマップデータＭＡＰとを用いてフィルタ処理を行うことにより得られる更新マップデータＭＡＰ’を平滑化した更新マップデータによりマップデータの更新を行うことができる。

なお、フィルタ処理としては、例えば第１実施形態において説明した各種の処理を採用することができる。このようにすれば、ノイズ、一時的な異常などの影響により更新マップデータＭＡＰ’の値が誤った値となる誤学習が生じた場合でも、その影響を受けて変化率ｄＶ／ｄｔが目標値から外れた値となるような事態を抑制することができる。

＜更新処理に関する変形例＞
学習回路５４の更新処理回路５８が更新マップデータＭＡＰ’を作成する更新処理、つまりマップデータを更新する処理は、第２実施形態において説明した更新処理に関する第１変形例および第２変形例と同様に変形することができる。

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について図１７～図１９を参照して説明する。
＜ゲート駆動装置が有する主な機能＞
本実施形態のゲート駆動装置６１が有する主な機能について図１７を参照して説明する。図１７に示すように、本実施形態のゲート駆動装置６１は、第１実施形態のゲート駆動装置１に対し、算出回路１１に代えて算出回路６２を備えている点、検出回路１３に代えて検出回路６３を備えている点、学習回路１４に代えて学習回路６４を備えている点、記憶部１５に代えて記憶部６５を備えている点などが異なっている。

本実施形態のゲート駆動装置６１が制御対象とする過渡電圧は、自アームの半導体スイッチング素子５のサージ電圧Ｖｓｒｇとなっている。ゲート駆動装置６１が備える各構成は、制御対象が変化率ｄＶ／ｄｔからサージ電圧Ｖｓｒｇに変更されている点を除いて、ゲート駆動装置１が備える各構成と概ね同様の動作を行うようになっている。検出回路６３は、自アームの半導体スイッチング素子５のサージ電圧Ｖｓｒｇに加え、電源電圧Ｖａおよび電流Ｉｄを検出するようになっている。なお、検出回路６３は、電源電圧Ｖａに代えて、電源電圧Ｖａと概ね等しい電圧であるオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆを検出することもできる。このようにする場合、以下の説明における電源電圧Ｖａをオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆに置き換えればよい。

算出回路６２は、モデルパラメータをＫとし、サージ電圧Ｖｓｒｇの目標値をＶｓｒｇ＊とし、半導体スイッチング素子５の主端子間に印加される電圧である電源電圧をＶａとし、操作量であるゲート電流をＩｇとすると、下記（４）式をモデル式としてゲート電流Ｉｇを算出するようになっている。
Ｉｇ＝（Ｖｓｒｇ＊－Ｖａ）÷Ｋ …（４）

また、学習回路６４は、学習値をＫａとし、算出回路６２により算出されたゲート電流をＩｇａとし、検出回路６３により検出されたサージ電圧Ｖｓｒｇの検出値をそのままＶｓｒｇとすると、下記（５）式を逆モデル式として学習値Ｋａを算出するようになっている。
Ｋａ＝（Ｖｓｒｇ－Ｖａ）÷Ｉｇａ …（５）

＜ゲート駆動装置の具体的構成＞
上記したような各機能を有するゲート駆動装置６１の具体的な構成としては、例えば図１８に示すような構成例を採用することができる。図１８に示すゲート駆動装置６１は、図４に示した第１実施形態のゲート駆動装置１に対し、算出回路１１に代えて算出回路６２を備えている点、検出回路１３に代えて検出回路６３を備えている点、学習回路１４に代えて学習回路６４を備えている点、記憶部１５に代えて記憶部６５を備えている点などが異なっている。

記憶部６５には、サージ電圧Ｖｓｒｇの目標値Ｖｓｒｇ＊、電流Ｉｄ毎に定められた複数のＫ値などが予め記憶されている。なお、本明細書では、サージ電圧Ｖｓｒｇの目標値Ｖｓｒｇ＊のことを目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊と称することがある。目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊は、上位の制御装置から指令として送信されるようになっており、これにより予め取得することができる。例えば各種のシミュレーションを行うことなどにより予め取得することができる。記憶部６５は、算出回路６２から目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊の読み出しが要求されると、目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊を表す信号を出力する。また、記憶部６５は、算出回路６２からＫ値の読み出しが要求されると、電流Ｉｄ毎のＫ値を表す信号を出力する。

検出回路６３は、電圧Ｖｄｓの波形をモニタすることにより、サージ電圧Ｖｓｒｇおよびオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆを検出する。なお、前述したように、オフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆは、電源電圧Ｖａに概ね等しい電圧であることから、ここでは電源電圧Ｖａの代わりにオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆを検出するようになっている。また、検出回路６３は、次のようにして電流Ｉｄを検出する。この場合、半導体スイッチング素子５Ｂのソースと直流電源線３との間にはシャント抵抗６６が接続されている。

検出回路６３には、シャント抵抗６６の端子電圧、具体的にはシャント抵抗６６の半導体スイッチング素子５側の端子の電圧が入力されている。検出回路６３は、シャント抵抗６６の端子電圧の電圧値に基づいて電流Ｉｄを検出することができる構成を備えている。検出回路６３は、変化率ｄＶ／ｄｔの検出値を表す信号、オフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆの検出値を表す信号および電流Ｉｄの検出値を表す信号を出力する。

算出回路６２は、動作開始時、記憶部６５に対して目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊およびＫ値の読み出しを要求する。これにより、算出回路６２には、記憶部６５から出力される信号Ｖｓｒｇ＊および信号Ｋが入力される。算出回路６２は、信号Ｖｓｒｇ＊が表す目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊を格納するレジスタ６７、信号Ｋが表す電流Ｉｄ毎のＫ値を格納するレジスタ６８、セレクタ６９および演算回路７０、７１を備えている。算出回路６２は、記憶部６５から読み出した目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊および電流Ｉｄ毎のＫ値をレジスタ６７、６８に格納する。

セレクタ６９には、検出回路６３から出力される信号Ｉｄが入力されている。セレクタ６９は、レジスタ６８に格納された複数のＫ値を読み出し、それら複数のＫ値の中から信号Ｉｄが表す電流Ｉｄの検出値に対応するＫ値を選択する。セレクタ６９は、このようにして選択したＫ値を表す信号を演算回路７１へ出力する。演算回路７０には、検出回路６３から出力される信号Ｖｄｓ＿ｏｆｆが入力されている。演算回路７０は、レジスタ６７に格納された目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊を読み出し、その読み出した目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊から、信号Ｖｄｓ＿ｏｆｆが表すオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆの検出値を減算する。

このような演算回路７０による演算結果として得られる値は、前述した電圧ΔＶｄｓの目標値ΔＶｄｓ＊に相当する。なお、本明細書では、電圧ΔＶｄｓの目標値ΔＶｄｓ＊のことを目標電圧ΔＶｄｓ＊と称することがある。演算回路７０は、電圧ΔＶｄｓ＊を表す信号を演算回路７１へ出力する。演算回路７１は、信号ΔＶｄｓ＊が表す目標電圧ΔＶｄｓ＊の値を信号Ｋが表すＫ値で除算する。

このような演算回路７１による演算結果として得られる値は、前述したゲート電流Ｉｇに相当する。演算回路７１は、ゲート電流Ｉｇを表す信号を出力する。この場合、レジスタ６８に格納されたＫ値は、後述する学習回路６４の動作により更新されるようになっている。レジスタ６８は、ゲート駆動装置６１の電源遮断前に、格納されたＫ値を表す信号を記憶部６５へ出力する。これにより、記憶部６５に記憶されているＫ値がレジスタ６８に格納されているＫ値により上書きされる形で更新される。

学習回路６４には、検出回路６３から出力される信号Ｖｓｒｇおよび信号Ｖｄｓ＿ｏｆｆと、算出回路６２から出力される信号Ｉｇと、が入力されている。学習回路６４は、演算回路７２、７３を備えている。演算回路７２は、信号Ｖｓｒｇが表すサージ電圧Ｖｓｒｇの検出値から信号Ｖｄｓ＿ｏｆｆが表すオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆの検出値を減算する。このような演算回路７２による演算結果として得られる値は、前述した電圧ΔＶｄｓの検出値に相当する。演算回路７２は、電圧ΔＶｄｓの検出値を表す信号を演算回路７３へ出力する。

演算回路７３は、信号ΔＶｄｓが表す電圧ΔＶｄｓの検出値を信号Ｉｇが表すゲート電流Ｉｇの値で除算する。このような演算回路７３による演算結果として得られる値は、前述した学習値Ｋａに相当する。演算回路７３は、学習値Ｋａを表す信号を算出回路６２のレジスタ６８へ出力する。これにより、レジスタ６８に格納されている複数のＫ値のうち、信号Ｉｄが表す電流Ｉｄの検出値に対応するＫ値が学習値Ｋａにより上書きされる形で更新される。

＜ゲート駆動装置による動作の流れ＞
続いて、上記構成のゲート駆動装置６１による動作の流れについて図１９を参照して説明する。ゲート駆動装置６１では、電源が投入されてから電源が遮断されるまでの間に、図１９に示すような内容の処理が実行される。動作開始後に最初に実行されるステップＳ４０１では、記憶部６５から目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊および電流Ｉｄ毎のＫ値が読み出され、それらが算出回路６２内のレジスタ６７、６８に格納される。つまり、ステップＳ４０１では、記憶部６５に記憶された目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊および電流Ｉｄ毎のＫ値が算出回路６２内のレジスタ６７、６８にダウンロードされる。

ステップＳ４０１の実行後は、ステップＳ４０２のループ開始処理が実行される。ステップＳ４０２のループ開始処理は、ステップＳ４１１をループ終了処理として、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、つまりスイッチング終了指令ＥＮＤが与えられることを終了条件としてステップＳ４０３～Ｓ４１０までの処理を繰り返し実行する処理である。ステップＳ４０３では、半導体スイッチング素子５がオフ状態であり、このような状態において検出回路６３がオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆを検出する。

ステップＳ４０４では、ターンオン指令ＯＮが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｎを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオンスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｎの電流値は、予め定められた電流値となっている。ステップＳ４０５では、半導体スイッチング素子５がオン状態であり、このような状態において検出回路６３が電流Ｉｄを検出する。また、ステップＳ４０５では、算出回路６２のセレクタ６９が電流Ｉｄの検出値に対応するＫ値を選択する。

ステップＳ４０６では、算出回路６２の演算回路７０、７１により各演算が実行されることにより、算出回路６２が前述したモデル式である（４）式に基づいてゲート電流Ｉｇを算出する。ステップＳ４０７では、ターンオフ指令ＯＦＦが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオフスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆの電流値は、ステップＳ４０６で算出されたゲート電流Ｉｇの値に対応した値となっている。

ステップＳ４０８では、検出回路６３がターンオフ時に発生するサージ電圧Ｖｓｒｇを検出する。なお、ステップＳ４０８では、検出回路６３が、サージ電圧Ｖｓｒｇに加え、オフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆを検出するようにしてもよい。ステップＳ４０９では、学習回路６４の演算回路７２、７３により各演算が実行されることにより、学習回路６４が前述した逆モデル式である（５）式に基づいて学習値Ｋａを算出する。ステップＳ４１０では、レジスタ６８に格納されている複数のＫ値のうち電流Ｉｄの検出値に対応するＫ値が学習値Ｋａにより上書きされる形で更新される。

これらステップＳ４０９およびＳ４１０は、学習回路１４により実行される学習処理に相当する。なお、ステップＳ４１０は、ステップＳ４０９の実行後に実行するようになっているが、これに代えてまたは加えて、ステップＳ４０５の実行後に実行するようにしてもよい。ただし、ループ処理の初回実行時は、ステップＳ４０５の実行後にステップＳ４１０を実行することはできない。

ゲート駆動装置６１では、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、上述したようなステップＳ４０２～Ｓ４１１の処理が繰り返し実行される。つまり、ステップＳ４０２～Ｓ４１１のループ処理は、半導体スイッチング素子５のスイッチング毎に繰り返し実行される。そして、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられると、ステップＳ４０２～Ｓ４１１のループ処理が終了となってステップＳ４１２に進む。ステップＳ４１２では、記憶部６５に記憶されているＫ値が、算出回路６２のレジスタ６８に格納されているＫ値により上書きされる形で更新される。ステップＳ４１２の実行後、動作終了となる。

以上説明した本実施形態のゲート駆動装置６１によれば、学習回路６４による学習処理が実行されることにより、算出回路６２が半導体スイッチング素子５のターンオフ時におけるゲート駆動速度を操作するための操作量であるゲート電流Ｉｇを算出する際に用いる算出方法が、ゲート駆動装置６１の駆動対象となる半導体スイッチング素子５において実際に発生しているターンオフ時におけるサージ電圧Ｖｓｒｇに応じたものとなるように最適化される。

このように、本実施形態によれば、製品個々のばらつきに応じて算出方法が最適化されるため、ゲート駆動装置６１および半導体スイッチング素子５についての個体ばらつきがある場合でも、半導体スイッチング素子５のゲート駆動速度を所望する速度に制御すること、ひいてはターンオフ時におけるサージ電圧Ｖｓｒｇを所望する目標値に制御することができる。

また、ゲート駆動装置６１では、学習回路６４による学習処理は、ゲート駆動装置６１を実際に動作させながら、つまり実動作中に行うことができる。このように、本実施形態によれば、実動作中にも学習処理を実行すること、つまり算出方法の最適化を実行することが可能であるため、経年により特性変動が生じた場合、温度や電源電圧Ｖａなどの負荷変動が生じた場合などでも、サージ電圧Ｖｓｒｇを所望する目標値に制御することができる。したがって、本実施形態によれば、半導体スイッチング素子５のスイッチング時、特にはターンオフ時におけるサージ電圧Ｖｓｒｇを所望する目標値に精度良く制御することができるという優れた効果が得られる。

上述したように、本実施形態によれば、半導体スイッチング素子５のスイッチング時におけるサージ電圧Ｖｓｒｇを制御対象としたうえで、そのサージ電圧Ｖｓｒｇを所望する目標値に精度良く制御することが可能であることから、半導体スイッチング素子５の主端子に印加されるサージ電圧Ｖｓｒｇが素子耐圧を超えることなどによる故障の防止とスイッチング損失の低減とを両立することができる。

この場合、算出回路６２は、前述した（４）式のようなモデルパラメータＫを用いたモデル式によりゲート電流Ｉｇを算出するようになっている。また、この場合、学習回路６４は、前述した（５）式のような逆モデル式によりモデルパラメータＫに対応する学習値Ｋａを算出し、その算出した学習値Ｋａに基づいてモデルパラメータＫを更新することによりゲート電流Ｉｇの算出方法を変更するようになっている。このようにすれば、算出回路６２および学習回路６４において複雑な処理を必要とすることなくゲート電流Ｉｇの算出方法の最適化を実現することが可能となるため、算出回路６２および学習回路６４を比較的簡素な構成とすることができる。

ゲート駆動装置６１は、学習回路６４により更新されたモデルパラメータＫを保存することができる記憶部６５を備えている。そして、学習回路６４は、ゲート駆動装置６１の電源遮断前に更新されたモデルパラメータＫを記憶部６５に保存し、算出回路６２は、ゲート駆動装置６１の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、記憶部６５に保存されたモデルパラメータＫを用いてゲート電流Ｉｇの算出を行うようになっている。このようにすれば、２回目以降の動作については、その動作の開始時点から前回の動作において学習されたモデルパラメータＫを用いてゲート電流Ｉｇの算出が行われることになるため、動作開始直後から安定してサージ電圧Ｖｓｒｇを精度良く目標値に制御することが可能となる。

＜Ｋ値の更新に関する変形例＞
本実施形態では、学習回路６４は、ゲート駆動装置６１の電源遮断前に、更新されたモデルパラメータＫを記憶部６５に書き込んで保存する、つまり記憶部６５に記憶されたＫ値を更新するようになっていたが、これについて次のように変形することができる。

すなわち、学習回路６４は、学習処理を１以上の規定回数実行した後に、更新されたモデルパラメータＫを記憶部６５に保存してもよい。具体的には、学習回路６４は、ステップＳ４０９およびＳ４１０が規定回数実行される度にステップＳ４１２を実行するようにしてもよい。つまり、図１９に示した処理について、ステップＳ４１２をループ処理中に実行するように変更することができる。

また、学習回路６４は、ゲート駆動装置６１の電源遮断前または学習処理を１以上の規定回数実行した後であり且つ学習回路６４により更新されたモデルパラメータＫの値と動作開始時におけるモデルパラメータＫの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に、更新されたモデルパラメータＫを記憶部６５に保存するようにしてもよい。このようにすれば、記憶部６５に対する書き込み回数を抑えつつ、２回目以降の動作開始直後におけるサージ電圧Ｖｓｒｇの制御の安定性を良好に維持することができる。

さらに、学習回路６４は、更新されたモデルパラメータＫを記憶部６５に保存すること、つまり記憶部６５に記憶されたＫ値の更新を行わなくともよい。このようにすれば、２回目以降の動作開始直後におけるサージ電圧Ｖｓｒｇの制御の安定性が低下するものの、記憶部６５に対する書き込み回数をより低く抑えることが可能となるため、記憶部６５に書き込み回数の制限がある場合に好適となる。このようにする場合、そもそもゲート駆動装置６１は、記憶部６５を備えていなくともよく、Ｋ値は予め固定された値を初期値として用いればよい。

＜Ｋ値に関する変形例＞
本実施形態では、サージ電圧Ｖｓｒｇが電流Ｉｄに依存するという特性を考慮し、電流Ｉｄ毎のＫ値を用いてゲート電流Ｉｇの算出、学習処理などを実行するようになっていたが、１つのＫ値を用いてゲート電流Ｉｇの算出、学習処理などを実行することもできる。このようにすれば、サージ電圧Ｖｓｒｇの電流Ｉｄ依存性を無視することになるため、サージ電圧Ｖｓｒｇの制御の安定性が若干低下するものの、ゲート駆動装置６１を構成する各回路について、処理負荷の軽減、構成の簡素化などを図ることができる。

＜学習処理に関する変形例＞
学習回路６４は、学習処理を実行する際、算出回路６２により算出された今回のゲート電流Ｉｇおよび検出回路６３により検出された今回のサージ電圧Ｖｓｒｇの検出値に加え、算出回路６２により算出された過去のゲート電流Ｉｇおよび検出回路６３により検出された過去のサージ電圧Ｖｓｒｇの検出値に基づいて算出方法を変更することができる。

具体的には、学習回路６４は、学習処理を実行する際、演算回路７３から出力される今回の学習値Ｋａと、算出回路６２のレジスタ６８から読み出したＫ値、つまり過去の学習値Ｋａとを用いてフィルタ処理を行うことにより得られる学習値Ｋａを平滑化した学習値に基づいてモデルパラメータＫの更新を行うことができる。なお、フィルタ処理としては、例えば第１実施形態において説明した各種の処理を採用することができる。このようにすれば、ノイズ、一時的な異常などの影響により学習値Ｋａが誤った値となる誤学習が生じた場合でも、その影響を受けてサージ電圧Ｖｓｒｇが目標値から外れた値となるような事態を抑制することができる。

（第５実施形態）
以下、第５実施形態について図２０～図２４を参照して説明する。
＜ゲート駆動装置が有する主な機能＞
本実施形態のゲート駆動装置８１が有する主な機能について図２０を参照して説明する。図２０に示すように、本実施形態のゲート駆動装置８１は、第４実施形態のゲート駆動装置６１に対し、算出回路６２に代えて算出回路８２を備えている点、検出回路６３に代えて検出回路８３を備えている点、学習回路６４に代えて学習回路８４を備えている点、記憶部６５に代えて記憶部８５を備えている点などが異なっている。

算出回路８２は、関係情報としてマップデータを予め取得し、サージ電圧Ｖｓｒｇの目標値およびマップデータにより操作量であるゲート電流Ｉｇを算出するようになっている。この場合、マップデータは、操作量であるゲート電流Ｉｇおよび過渡電圧であるサージ電圧Ｖｓｒｇの関係を表す１次元のマップであり、具体的には、例えば図２２に示すようなデータとなっている。図２２に示すマップデータにおいて、サージ電圧Ｖｓｒｇの単位は［Ｖ］である。なお、以下の説明では、特に指定しない限り、サージ電圧Ｖｓｒｇの単位は図２２に示したものと同様の単位であり、それらの単位を省略して値だけを記載することとする。

検出回路８３は、サージ電圧Ｖｓｒｇを検出するようになっている。学習回路８４は、学習処理として、算出回路８２により算出された操作量および検出回路８３により検出されたサージ電圧Ｖｓｒｇの検出値に基づいてマップデータを更新することで操作量の算出方法を変更するようになっている。記憶部８５は、学習回路８４により更新されたマップデータを保存することができる。学習回路８４は、ゲート駆動装置８１の電源遮断前に、更新されたマップデータを記憶部８５に保存する。算出回路８２は、ゲート駆動装置８１の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、記憶部８５に保存されたマップデータを用いて操作量の算出を行うようになっている。

＜ゲート駆動装置の具体的構成＞
上記したような各機能を有するゲート駆動装置８１の具体的な構成としては、例えば図２１に示すような構成例を採用することができる。図２１に示すゲート駆動装置８１は、図１８に示したゲート駆動装置６１に対し、算出回路６２に代えて算出回路８２を備えている点、検出回路６３に代えて検出回路８３を備えている点、学習回路６４に代えて学習回路８４を備えている点、記憶部６５に代えて記憶部８５を備えている点などが異なっている。

記憶部８５は、記憶部６５に対し、モデルパラメータＫの値に代えて前述した１次元のマップであるマップデータＭＡＰが予め記憶されている点などが異なっている。マップデータＭＡＰは、例えば各種のシミュレーションを行うことなどにより予め取得することができる。記憶部８５は、算出回路８２からマップデータＭＡＰの読み出しが要求されると、マップデータＭＡＰを表す信号を出力する。検出回路８３は、検出回路６３と同様にしてサージ電圧Ｖｓｒｇを検出する。

算出回路８２は、算出回路６２に対し、レジスタ６８に代えてマップデータＭＡＰを格納するレジスタ８６を備えている点、セレクタ６９および演算回路７０、７１に代えて探索処理回路８７を備えている点などが異なっている。算出回路８２は、動作開始時、記憶部８５に対して目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊およびマップデータＭＡＰの読み出しを要求する。これにより、算出回路８２には、記憶部８５から出力される信号Ｖｓｒｇ＊および信号ＭＡＰが入力される。算出回路８２は、記憶部８５から読み出した目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊およびマップデータＭＡＰをレジスタ６７、８６に格納する。

探索処理回路８７は、レジスタ６７に格納された目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊とレジスタ８６に格納されたマップデータＭＡＰとを読み出す。そして、探索処理回路８７は、レジスタ６７から読み出した目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊の値に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇを探索し、その探索したゲート電流Ｉｇの値を表す信号Ｉｇを出力する探索処理を実行する。例えば、レジスタ６７から読み出した目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊の値が「３６０」である場合、探索処理回路８７は、サージ電圧Ｖｓｒｇ＝３６０に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇ＝０．１５を探索し、その探索したゲート電流Ｉｇの値である「０．１５」を表す信号Ｉｇを出力する。

この場合、レジスタ８６に格納されたマップデータＭＡＰは、後述する学習回路８４の動作により更新されるようになっている。レジスタ８６は、ゲート駆動装置６１の電源遮断前に、格納されたマップデータＭＡＰを表す信号を記憶部８５へ出力する。これにより、記憶部８５に記憶されているマップデータＭＡＰがレジスタ８６に格納されているマップデータＭＡＰにより上書きされる形で更新される。

学習回路８４は、学習回路６４に対し、演算回路７２、７３に代えて更新処理回路８８を備えている点などが異なっている。学習回路８４には、検出回路８３から出力される信号Ｖｓｒｇと、算出回路８２から出力される信号ＭＡＰおよび信号Ｉｇと、が入力されている。更新処理回路８８は、検出回路８３により検出されたサージ電圧Ｖｓｒｇの検出値に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇを探索し、その探索したマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇの値を、算出回路８２により算出されたゲート電流Ｉｇの値に変更した更新マップデータＭＡＰ’を作成し、その更新マップデータＭＡＰ’を表す信号を出力する更新処理を実行する。

例えば、検出回路８３により検出されたサージ電圧Ｖｓｒｇの検出値が「３７０」であるとともに、算出回路８２により算出されたゲート電流Ｉｇの値が「０．１５」である場合、更新処理回路８８は、サージ電圧Ｖｓｒｇ＝３７０に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇ＝０．２０を探索する。そして、更新処理回路８８は、探索したマップデータＭＡＰ上のサージ電圧Ｖｓｒｇ＝３７０に対応するゲート電流Ｉｇの値を、算出回路８２により算出されたゲート電流Ｉｇの値である「０．１５」に変更した更新データＭＡＰ’を作成する。

更新マップデータＭＡＰ’は、具体的には、例えば図２３に示すようなデータとなる。図２３に示すように、更新マップデータＭＡＰ’では、サージ電圧Ｖｓｒｇ＝３７０に対応するゲート電流Ｉｇの値が、「０．２０」から「０．１５」に変更されている。更新処理回路８８は、このような更新処理により作成した更新マップデータＭＡＰ’を表す信号を算出回路８２のレジスタ８６へ出力する。これにより、レジスタ８６に格納されているマップデータＭＡＰが更新マップデータＭＡＰ’により上書きされる形で更新される。

＜ゲート駆動装置による動作の流れ＞
続いて、上記構成のゲート駆動装置８１による動作の流れについて図２４を参照して説明する。ゲート駆動装置８１では、電源が投入されてから電源が遮断されるまでの間に、図２４に示すような内容の処理が実行される。動作開始後に最初に実行されるステップＳ５０１では、記憶部８５から目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊およびマップデータＭＡＰが読み出され、それらが算出回路８２内のレジスタ６７、８６に格納される。つまり、ステップＳ５０１では、記憶部８５に記憶された目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊およびマップデータＭＡＰが算出回路８２内のレジスタ６７、８６にダウンロードされる。

ステップＳ５０１の実行後は、ステップＳ５０２のループ開始処理が実行される。ステップＳ５０２のループ開始処理は、ステップＳ５０８をループ終了処理として、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、つまりスイッチング終了指令ＥＮＤが与えられることを終了条件としてステップＳ５０３～Ｓ５０７までの処理を繰り返し実行する処理である。ステップＳ５０３では、ターンオン指令ＯＮが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｎを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオンスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｎの電流値は、予め定められた電流値となっている。

ステップＳ５０４では、算出回路８２の探索処理回路８７が前述した探索処理を実行する。つまり、ステップＳ５０４では、算出回路８２が、レジスタ８６に格納されたマップデータＭＡＰからレジスタ６７に格納された目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊を用いてゲート電流Ｉｇを探索する。なお、ステップＳ５０４は、ステップＳ５０３より前に実行することもできる。つまり、ステップＳ５０３およびＳ５０４の実行順を入れ替えることもできる。

ステップＳ５０５では、ターンオフ指令ＯＦＦが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオフスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆの電流値は、ステップＳ５０４で探索されたゲート電流Ｉｇの値に対応した値となっている。ステップＳ５０６では、検出回路８３がターンオフ時に発生するサージ電圧Ｖｓｒｇを検出する。

ステップＳ５０７では、学習回路８４の更新処理回路８８が前述した更新処理を実行することにより、算出回路８２のレジスタ８６に格納されているマップデータＭＡＰが更新マップデータＭＡＰ’により上書きされる形で更新される。ステップＳ５０７は、学習回路８４により実行される学習処理に相当する。ゲート駆動装置８１では、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、上述したようなステップＳ５０２～Ｓ５０８の処理が繰り返し実行される。

つまり、ステップＳ５０２～Ｓ５０８のループ処理は、半導体スイッチング素子５のスイッチング毎に繰り返し実行される。そして、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられると、ステップＳ５０２～Ｓ５０８のループ処理が終了となってステップＳ５０９に進む。ステップＳ５０９では、記憶部８５に記憶されているマップデータＭＡＰが、算出回路８２のレジスタ８６に格納されているマップデータＭＡＰにより上書きされる形で更新される。ステップＳ５０９の実行後、動作終了となる。

以上説明した本実施形態のゲート駆動装置８１によっても、第４実施形態と同様の効果、つまり半導体スイッチング素子５のスイッチング時、特にはターンオフ時におけるサージ電圧Ｖｓｒｇを所望する目標値に精度良く制御することができるという優れた効果が得られる。この場合、算出回路８２は、ゲート電流Ｉｇおよびサージ電圧Ｖｓｒｇの関係を表す１次元のマップであるマップデータＭＡＰによりゲート電流Ｉｇの値を算出するようになっている。

また、この場合、学習回路８４は、算出回路８２により算出されたゲート電流Ｉｇの値および検出回路８３により検出されたサージ電圧Ｖｓｒｇの検出値に基づいてマップデータＭＡＰを更新することによりゲート電流Ｉｇの算出方法を変更するようになっている。このようにすれば、算出回路８２によるゲート電流Ｉｇの演算誤差が低減されることから、サージ電圧Ｖｓｒｇを一層精度良く目標値に制御することができる。

ゲート駆動装置８１は、学習回路８４により更新されたマップデータＭＡＰを保存することができる記憶部８５を備えている。そして、学習回路８４は、ゲート駆動装置８１の電源遮断前に更新されたマップデータＭＡＰを記憶部８５に保存し、算出回路８２は、ゲート駆動装置８１の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、記憶部８５に保存されたマップデータＭＡＰを用いてゲート電流Ｉｇの算出を行うようになっている。このようにすれば、２回目以降の動作については、その動作の開始時点から前回の動作において学習されたマップデータＭＡＰを用いてゲート電流Ｉｇの算出が行われることになるため、動作開始直後から安定してサージ電圧Ｖｓｒｇを精度良く目標値に制御することが可能となる。

＜マップデータの更新に関する変形例＞
本実施形態では、学習回路８４は、ゲート駆動装置８１の電源遮断前に、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部８５に書き込んで保存する、つまり記憶部８５に記憶されたマップデータＭＡＰを更新するようになっていたが、これについて次のように変形することができる。

すなわち、学習回路８４は、学習処理を１以上の規定回数実行した後に、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部８５に保存してもよい。具体的には、学習回路８４は、ステップＳ５０７が規定回数実行される度にステップＳ５０９を実行するようにしてもよい。つまり、図２４に示した処理について、ステップＳ５０９をループ処理中に実行するように変更することができる。

また、学習回路８４は、ゲート駆動装置８１の電源遮断前または学習処理を１以上の規定回数実行した後であり且つ学習回路８４により更新されたマップデータＭＡＰの値と動作開始時におけるマップデータＭＡＰの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部８５に保存するようにしてもよい。このようにすれば、記憶部８５に対する書き込み回数を抑えつつ、２回目以降の動作開始直後におけるサージ電圧Ｖｓｒｇの制御の安定性を良好に維持することができる。

なお、マップデータＭＡＰの値とは操作量であるゲート電流Ｉｇの値または過渡電圧であるサージ電圧Ｖｓｒｇの値であり、上記した差分が許容値を超えるか否かの判断は、マップデータＭＡＰにおける全てのゲート電流Ｉｇの値毎またはサージ電圧Ｖｓｒｇの値毎に行うことができる。

さらに、学習回路８４は、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部８５に保存すること、つまり記憶部８５に記憶されたマップデータＭＡＰの更新を行わなくともよい。このようにすれば、２回目以降の動作開始直後におけるサージ電圧Ｖｓｒｇの制御の安定性が低下するものの、記憶部８５に対する書き込み回数をより低く抑えることが可能となるため、記憶部８５に書き込み回数の制限がある場合に好適となる。このようにする場合、そもそもゲート駆動装置８１は、記憶部８５を備えていなくともよく、マップデータＭＡＰは予め固定された値を初期値として用いればよい。

＜学習処理に関する変形例＞
学習回路８４は、学習処理を実行する際、算出回路８２により算出された今回のゲート電流Ｉｇおよび検出回路８３により検出された今回のサージ電圧Ｖｓｒｇの検出値に加え、算出回路８２により算出された過去のゲート電流Ｉｇおよび検出回路８３により検出された過去のサージ電圧Ｖｓｒｇの検出値に基づいて算出方法を変更することができる。具体的には、学習回路８４は、学習処理を実行する際、更新処理回路８８から出力される今回の更新マップデータＭＡＰ’と、算出回路８２のレジスタ８６に格納された過去の更新マップデータＭＡＰ’に対応したマップデータＭＡＰとを用いてフィルタ処理を行うことにより得られる更新マップデータＭＡＰ’を平滑化した更新マップデータによりマップデータの更新を行うことができる。

なお、フィルタ処理としては、例えば第１実施形態において説明した各種の処理を採用することができる。このようにすれば、ノイズ、一時的な異常などの影響により更新マップデータＭＡＰ’の値が誤った値となる誤学習が生じた場合でも、その影響を受けてサージ電圧Ｖｓｒｇが目標値から外れた値となるような事態を抑制することができる。

＜更新処理に関する変形例＞
学習回路８４の更新処理回路８８が更新マップデータＭＡＰ’を作成する更新処理、つまりマップデータを更新する処理は、第２実施形態において説明した更新処理に関する第１変形例および第２変形例と同様に変形することができる。

（第６実施形態）
以下、第６実施形態について図２５～図２８を参照して説明する。
＜ゲート駆動装置が有する主な機能＞
本実施形態のゲート駆動装置９１が有する主な機能について図２５を参照して説明する。図２５に示すように、本実施形態のゲート駆動装置９１は、第５実施形態のゲート駆動装置８１に対し、算出回路８２に代えて算出回路９２を備えている点、検出回路５３に代えて検出回路９３を備えている点、学習回路８４に代えて学習回路９４を備えている点、記憶部８５に代えて記憶部９５を備えている点などが異なっている。

検出回路９３は、サージ電圧Ｖｓｒｇに加え、電源電圧Ｖａおよび電流Ｉｄを検出するようになっている。なお、検出回路９３は、電源電圧Ｖａに代えて、電源電圧Ｖａと概ね等しい電圧であるオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆを検出することもできる。このようにする場合、以下の説明における電源電圧Ｖａをオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆに置き換えればよい。

算出回路９２は、算出回路８２と同様、関係情報としてマップデータを予め取得する。ただし、この場合、マップデータは、過渡電圧であるサージ電圧Ｖｓｒｇと相関のある電圧ΔＶｄｓと電流Ｉｄとを組み合わせて操作量であるゲート電流Ｉｇを保持する多次元のマップであり、具体的には、例えば図２７に示すようなデータとなっている。図２７に示すマップデータにおいて、電圧ΔＶｄｓの単位は「Ｖ」である。以下の説明では、特に指定しない限り、電圧ΔＶｄｓの単位は図２７に示したものと同様の単位であり、その単位を省略して値だけを記載することとする。

算出回路９２は、過渡電圧の目標値に相当する電圧ΔＶｄｓの目標値、検出回路８３による電流Ｉｄの検出値およびマップデータにより操作量であるゲート電流Ｉｇを算出するようになっている。学習回路９４は、学習処理として、算出回路９２により算出された操作量および検出回路９３による各検出値に基づいてマップデータを更新することで操作量の算出方法を変更するようになっている。記憶部９５は、学習回路９４により更新されたマップデータを保存することができる。学習回路９４は、ゲート駆動装置９１の電源遮断前に、更新されたマップデータを記憶部９５に保存する。算出回路９２は、ゲート駆動装置９１の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、記憶部９５に保存されたマップデータを用いて操作量の算出を行うようになっている。

＜ゲート駆動装置の具体的構成＞
上記したような各機能を有するゲート駆動装置９１の具体的な構成としては、例えば図２６に示すような構成例を採用することができる。図２６に示すゲート駆動装置９１は、図２１に示した第５実施形態のゲート駆動装置８１に対し、算出回路８２に代えて算出回路９２を備えている点、検出回路５３に代えて検出回路９３を備えている点、学習回路８４に代えて学習回路９４を備えている点、記憶部８５に代えて記憶部９５を備えている点などが異なっている。

検出回路９３は、図１８に示した検出回路６３と同様、サージ電圧Ｖｓｒｇおよびオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆを検出する。また、検出回路９３は、半導体スイッチング素子５Ｂの電流Ｉｄが流れる経路に設けられた電流センサ９６から出力される電流検出信号に基づいて、電流Ｉｄを検出する。検出回路９３は、サージ電圧Ｖｓｒｇの検出値を表す信号、オフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆの検出値を表す信号および電流Ｉｄの検出値を表す信号を出力する。

記憶部９５は、記憶部８５に対し、記憶されているマップデータＭＡＰが前述した２次元のマップである点などが異なっている。算出回路９２は、算出回路８２に対し、演算回路９７が追加されている点、探索処理回路８７に代えて探索処理回路９８を備えている点などが異なっている。算出回路９２は、演算回路９７および探索処理回路９８により実行される動作を除き、算出回路８２の動作と概ね同様の動作を行う。

演算回路９７には、検出回路９３から出力される信号Ｖｄｓ＿ｏｆｆが入力されている。演算回路９７は、レジスタ６７に格納された目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊を読み出し、その読み出した目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊から、信号Ｖｄｓ＿ｏｆｆが表すオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆの検出値を減算する。このような演算回路９７による演算結果として得られる値は、前述した電圧ΔＶｄｓの目標値ΔＶｄｓ＊に相当する。演算回路９７は、電圧ΔＶｄｓ＊を表す信号を出力する。

探索処理回路９８は、レジスタ８６に格納されたマップデータＭＡＰを読み出す。探索処理回路９８には、演算回路９７から出力される信号ΔＶｄｓ＊および検出回路９３から出力される信号Ｉｄが入力されている。探索処理回路９８は、信号ΔＶｄｓ＊が表す目標電圧ΔＶｄｓ＊の値に対応するとともに信号Ｉｄが表す電流Ｉｄの検出値に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇを探索し、その探索したゲート電流Ｉｇの値を表す信号Ｉｇを出力する探索処理を実行する。例えば、目標電圧ΔＶｄｓ＊の値が「３０」であるとともに電流Ｉｄの検出値が「２０」である場合、探索処理回路９８は、電圧ΔＶｄｓ＝３０且つ電流Ｉｄ＝２０に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇ＝０．０８を探索し、その探索したゲート電流Ｉｇの値である「０．０８」を表す信号Ｉｇを出力する。

この場合、レジスタ８６に格納されたマップデータＭＡＰは、後述する学習回路９４の動作により更新されるようになっている。レジスタ８６は、ゲート駆動装置９１の電源遮断前に、格納されたマップデータＭＡＰを表す信号を記憶部９５へ出力する。これにより、記憶部９５に記憶されているマップデータＭＡＰがレジスタ８６に格納されているマップデータＭＡＰにより上書きされる形で更新される。

学習回路９４は、学習回路８４に対し、演算回路９９が追加されている点、更新処理回路８８に代えて更新処理回路１００を備えている点などが異なっている。学習回路９４には、検出回路９３から出力される信号Ｖｓｒｇ、信号Ｖｄｓ＿ｏｆｆおよび信号Ｉｄと、算出回路９２から出力される信号Ｉｇと、が入力されている。演算回路９９は、信号Ｖｓｒｇが表すサージ電圧Ｖｓｒｇの検出値から信号Ｖｄｓ＿ｏｆｆが表すオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆの検出値を減算する。このような演算回路９９による演算結果として得られる値は、電圧ΔＶｄｓの検出値に相当する。演算回路９９は、電圧ΔＶｄｓの検出値を表す信号を更新処理回路１００へ出力する。

更新処理回路１００は、信号ΔＶｄｓが表す電圧ΔＶｄｓの検出値に対応するとともに検出回路９３により検出された電流Ｉｄの検出値に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇを探索し、その探索したマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇの値を、算出回路９２により算出されたゲート電流Ｉｇの値に変更した更新マップデータＭＡＰ’を作成し、その更新マップデータＭＡＰ’を表す信号を出力する更新処理を実行する。

例えば、電圧ΔＶｄｓおよび電流Ｉｄの各検出値がそれぞれ「４０」および「２０」であるとともに、算出回路９２により算出されたゲート電流Ｉｇの値が「０．０８」である場合、更新処理回路１００は、電圧ΔＶｄｓ＝４０且つ電流Ｉｄ＝２０に対応するマップデータＭＡＰ上のゲート電流Ｉｇ＝０．０９を探索する。そして、更新処理回路１００は、探索したマップデータＭＡＰ上の電圧ΔＶｄｓ＝４０且つ電流Ｉｄ＝２０に対応するゲート電流Ｉｇの値を、算出回路９２により算出されたゲート電流Ｉｇの値である「０．０８」に変更した更新データＭＡＰ’を作成する。更新処理回路１００は、このような更新処理により作成した更新マップデータＭＡＰ’を表す信号を算出回路９２のレジスタ８６へ出力する。これにより、レジスタ８６に格納されているマップデータＭＡＰが更新マップデータＭＡＰ’により上書きされる形で更新される。

＜ゲート駆動装置による動作の流れ＞
続いて、上記構成のゲート駆動装置９１による動作の流れについて図２８を参照して説明する。ゲート駆動装置９１では、電源が投入されてから電源が遮断されるまでの間に、図２８に示すような内容の処理が実行される。動作開始後に最初に実行されるステップＳ６０１では、記憶部９５から目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊およびマップデータＭＡＰが読み出され、それらが算出回路９２内のレジスタ６７、８６に格納される。つまり、ステップＳ６０１では、記憶部９５に記憶された目標サージ電圧Ｖｓｒｇ＊およびマップデータＭＡＰが算出回路９２内のレジスタ６７、８６にダウンロードされる。

ステップＳ６０１の実行後は、ステップＳ６０２のループ開始処理が実行される。ステップＳ６０２のループ開始処理は、ステップＳ６１０をループ終了処理として、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、つまりスイッチング終了指令ＥＮＤが与えられることを終了条件としてステップＳ６０３～Ｓ６０９までの処理を繰り返し実行する処理である。ステップＳ６０３では、半導体スイッチング素子５がオフ状態であり、このような状態において検出回路９３がオフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆを検出する。

ステップＳ６０４では、ターンオン指令ＯＮが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｎを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオンスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｎの電流値は、予め定められた電流値となっている。ステップＳ６０５では、半導体スイッチング素子５がオン状態であり、このような状態において検出回路９３が電流Ｉｄを検出する。

ステップＳ６０６では、算出回路９２の探索処理回路９８が前述した探索処理を実行する。つまり、ステップＳ６０６では、算出回路９２が、レジスタ８６に格納されたマップデータＭＡＰから目標電圧ΔＶｄｓ＊およびステップＳ６０５で検出された電流Ｉｄの検出値を用いてゲート電流Ｉｇを探索する。ステップＳ６０７では、ターンオフ指令ＯＦＦが与えられることにより駆動回路１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオフスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆの電流値は、ステップＳ６０６で探索されたゲート電流Ｉｇの値に対応した値となっている。

ステップＳ６０８では、検出回路９３がターンオフ時に発生するサージ電圧Ｖｓｒｇを検出する。また、ステップＳ６０８では、学習回路９４の演算回路９９により演算が実行されることにより、電圧ΔＶｄｓが検出される。なお、ステップＳ６０８では、検出回路９３が、サージ電圧Ｖｓｒｇに加え、オフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆを検出するようにしてもよい。

ステップＳ６０９では、学習回路９４の更新処理回路１００が前述した更新処理を実行することにより、算出回路９２のレジスタ８６に格納されているマップデータＭＡＰが更新マップデータＭＡＰ’により上書きされる形で更新される。ステップＳ６０９は、学習回路９４により実行される学習処理に相当する。ゲート駆動装置９１では、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、上述したようなステップＳ６０２～Ｓ６１０の処理が繰り返し実行される。

つまり、ステップＳ６０２～Ｓ６１０のループ処理は、半導体スイッチング素子５のスイッチング毎に繰り返し実行される。そして、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられると、ステップＳ６０２～Ｓ６１０のループ処理が終了となってステップＳ６１１に進む。

ステップＳ６１１では、記憶部９５に記憶されているマップデータＭＡＰが、算出回路９２のレジスタ８６に格納されているマップデータＭＡＰにより上書きされる形で更新される。ステップＳ６１１の実行後、動作終了となる。

以上説明した本実施形態のゲート駆動装置５１によっても、第４実施形態と同様の効果、つまり半導体スイッチング素子５のスイッチング時、特にはターンオフ時におけるサージ電圧Ｖｓｒｇを所望する目標値に精度良く制御することができるという優れた効果が得られる。また、本実施形態のゲート駆動装置９１によれば、次のような効果が得られる。すなわち、ゲート駆動装置９１の駆動対象となる半導体スイッチング素子５において実際に発生しているターンオフ時におけるサージ電圧Ｖｓｒｇは、半導体スイッチング素子５の電流Ｉｄなどに依存して変化する可能性がある。

そこで、この場合、算出回路９２は、サージ電圧Ｖｓｒｇと相関のある電圧ΔＶｄｓと電流Ｉｄとを組み合わせてゲート電流Ｉｇを保持する２次元のマップであるマップデータＭＡＰによりゲート電流Ｉｇの値を算出するようになっている。また、この場合、学習回路９４は、算出回路９２により算出されたゲート電流Ｉｇの値および検出回路９３により検出されたサージ電圧Ｖｓｒｇ、オフ電圧Ｖｄｓ＿ｏｆｆおよび電流Ｉｄの各検出値に基づいてマップデータＭＡＰを更新することによりゲート電流Ｉｇの算出方法を変更するようになっている。このようにすれば、サージ電圧Ｖｓｒｇの電流Ｉｄ依存性に起因した算出回路９２によるゲート電流Ｉｇの演算誤差が低減されることから、サージ電圧Ｖｓｒｇをより一層精度良く目標値に制御することができる。

ゲート駆動装置９１は、学習回路９４により更新されたマップデータＭＡＰを保存することができる記憶部９５を備えている。そして、学習回路９４は、ゲート駆動装置９１の電源遮断前に更新されたマップデータＭＡＰを記憶部９５に保存し、算出回路９２は、ゲート駆動装置９１の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、記憶部９５に保存されたマップデータＭＡＰを用いてゲート電流Ｉｇの算出を行うようになっている。このようにすれば、２回目以降の動作については、その動作の開始時点から前回の動作において学習されたマップデータＭＡＰを用いてゲート電流Ｉｇの算出が行われることになるため、動作開始直後から安定してサージ電圧Ｖｓｒｇを精度良く目標値に制御することが可能となる。

＜マップデータに関する変形例＞
ゲート駆動装置９１の駆動対象となる半導体スイッチング素子５において実際に発生しているターンオフ時におけるサージ電圧Ｖｓｒｇは、半導体スイッチング素子５の電流Ｉｄだけでなく、半導体スイッチング素子５の温度、ゲート駆動装置５１の温度および電源電圧Ｖａなどにも依存して変化する可能性がある。

そこで、マップデータＭＡＰは、過渡電圧であるサージ電圧Ｖｓｒｇまたはそれに相関のある電圧ΔＶｄｓと、半導体スイッチング素子５の温度、ゲート駆動装置９１の温度、電源電圧Ｖａおよび電流Ｉｄのうち少なくとも１つの物理量と、を組み合わせて操作量であるゲート電流Ｉｇを保持する多次元のマップとすることができる。この場合、検出回路９３は、半導体スイッチング素子５の温度、ゲート駆動装置９１の温度、電源電圧Ｖａおよび電流Ｉｄのうち少なくとも１つの物理量を検出するような構成とする必要がある。

また、この場合、算出回路９２は、サージ電圧Ｖｓｒｇの目標値Ｖｓｒｇ＊、検出回路９３による物理量の検出値およびマップデータＭＡＰによりゲート電流Ｉｇを算出することになる。このようにすれば、半導体スイッチング素子５の温度、ゲート駆動装置９１の温度、電源電圧Ｖａおよび電流Ｉｄなどの物理量に起因した、つまり各種の外乱要因によるゲート電流Ｉｇの演算誤差が低減されることから、サージ電圧Ｖｓｒｇをより一層精度良く目標値に制御することができる。

＜マップデータの更新に関する変形例＞
本実施形態では、学習回路９４は、ゲート駆動装置９１の電源遮断前に、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部９５に書き込んで保存する、つまり記憶部９５に記憶されたマップデータＭＡＰを更新するようになっていたが、これについて次のように変形することができる。

すなわち、学習回路９４は、学習処理を１以上の規定回数実行した後に、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部９５に保存してもよい。具体的には、学習回路９４は、ステップＳ６０９が規定回数実行される度にステップＳ６１１を実行するようにしてもよい。つまり、図２８に示した処理について、ステップＳ６１１をループ処理中に実行するように変更することができる。

また、学習回路９４は、ゲート駆動装置９１の電源遮断前または学習処理を１以上の規定回数実行した後であり且つ学習回路９４により更新されたマップデータＭＡＰの値と動作開始時におけるマップデータＭＡＰの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部９５に保存するようにしてもよい。

具体的には、学習回路９４は、ループ処理の終了後に、図１０に示す第２実施形態の処理におけるステップＳ２０９と同様の処理を実行し、その後にステップＳ６１１を実行するようにしてもよい。つまり、図２８に示した処理について、ステップＳ６１０とステップＳ６１１との間にステップＳ２０９と同様の処理を追加するように変更することができる。このようにすれば、記憶部９５に対する書き込み回数を抑えつつ、２回目以降の動作開始直後におけるサージ電圧Ｖｓｒｇの制御の安定性を良好に維持することができる。

さらに、学習回路９４は、更新されたマップデータＭＡＰを記憶部９５に保存すること、つまり記憶部９５に記憶されたマップデータＭＡＰの更新を行わなくともよい。このようにすれば、２回目以降の動作開始直後におけるサージ電圧Ｖｓｒｇの制御の安定性が低下するものの、記憶部９５に対する書き込み回数をより低く抑えることが可能となるため、記憶部９５に書き込み回数の制限がある場合に好適となる。このようにする場合、そもそもゲート駆動装置９１は、記憶部９５を備えていなくともよく、マップデータＭＡＰは予め固定された値を初期値として用いればよい。

＜学習処理に関する変形例＞
学習回路９４は、学習処理を実行する際、算出回路９２により算出された今回のゲート電流Ｉｇおよび検出回路９３により検出された今回の各検出値に加え、算出回路９２により算出された過去のゲート電流Ｉｇおよび検出回路９３により検出された過去の各検出値に基づいて算出方法を変更することができる。具体的には、学習回路９４は、学習処理を実行する際、更新処理回路１００から出力される今回の更新マップデータＭＡＰ’と、算出回路９２のレジスタ８６に格納された過去の更新マップデータＭＡＰ’に対応したマップデータＭＡＰとを用いてフィルタ処理を行うことにより得られる更新マップデータＭＡＰ’を平滑化した更新マップデータによりマップデータの更新を行うことができる。

なお、フィルタ処理としては、例えば第１実施形態において説明した各種の処理を採用することができる。このようにすれば、ノイズ、一時的な異常などの影響により更新マップデータＭＡＰ’の値が誤った値となる誤学習が生じた場合でも、その影響を受けてサージ電圧Ｖｓｒｇが目標値から外れた値となるような事態を抑制することができる。

＜更新処理に関する変形例＞
学習回路９４の更新処理回路１００が更新マップデータＭＡＰ’を作成する更新処理、つまりマップデータを更新する処理は、第２実施形態において説明した更新処理に関する第１変形例および第２変形例と同様に変形することができる。

（第７実施形態）
以下、第７実施形態について図２９～図３１を参照して説明する。
＜ゲート駆動装置が有する主な機能＞
本実施形態のゲート駆動装置１１１が有する主な機能について図２９を参照して説明する。図２９に示すように、本実施形態のゲート駆動装置１１１は、第２実施形態のゲート駆動装置４１に対し、駆動回路１２に代えて駆動回路１１２を備えている点、検出回路５３に代えて検出回路１１３を備えている点などが異なっている。本実施形態のゲート駆動装置１１１が制御対象とする過渡電圧は、対向アームの半導体スイッチング素子５の変化率ｄＶ／ｄｔとなっている。駆動回路１１２は、駆動回路１２と同様、算出回路１１により算出された操作量に基づいて半導体スイッチング素子５のゲートを駆動する。検出回路１１３は、対向アームの半導体スイッチング素子５の変化率ｄＶ／ｄｔを検出する。

＜ゲート駆動装置の具体的構成＞
上記したような各機能を有するゲート駆動装置１１１の具体的な構成としては、例えば図３０に示すような構成例を採用することができる。図３０に示すゲート駆動装置１１１は、図７に示したゲート駆動装置４１に対し、駆動回路１２に代えて駆動回路１１２を備えている点、検出回路５３に代えて検出回路１１３を備えている点などが異なっている。

検出回路１１３は、対向アーム側の半導体スイッチング素子５の電圧Ｖｄｓの変化率ｄＶ／ｄｔを検出し、その検出値を表す信号を出力する。駆動回路１１２は、駆動回路１２に対し、次のような点が異なっている。すなわち、この場合、電流源２６は、算出回路４２から出力される信号Ｉｇに基づいて、その電流値を変更することができる構成となっている。なお、この場合、駆動回路１１２におけるターンオフ側の構成として、電流源２７に代えて一定の抵抗値を有する抵抗を設けてもよい。つまり、駆動回路１１２は、ターンオフ側については、定電流駆動する構成でなくともよい。

＜ゲート駆動装置による動作の流れ＞
続いて、上記構成のゲート駆動装置１１１による動作の流れについて図３１を参照して説明する。ゲート駆動装置１１１では、電源が投入されてから電源が遮断されるまでの間に、図３１に示すような内容の処理が実行される。動作開始後に最初に実行されるステップＳ７０１では、記憶部４４から目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびマップデータＭＡＰが読み出され、それらが算出回路４２内のレジスタ２１、４５に格納される。つまり、ステップＳ７０１では、記憶部４４に記憶された目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊およびマップデータＭＡＰが算出回路４２内のレジスタ２１、４５にダウンロードされる。

ステップＳ７０１の実行後は、ステップＳ７０２のループ開始処理が実行される。ステップＳ７０２のループ開始処理は、ステップＳ７０８をループ終了処理として、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、つまりスイッチング終了指令ＥＮＤが与えられることを終了条件としてステップＳ７０３～Ｓ７０７までの処理を繰り返し実行する処理である。

ステップＳ７０３では、算出回路４２の探索処理回路４６が前述した探索処理を実行する。つまり、ステップＳ７０３では、算出回路４２が、レジスタ４５に格納されたマップデータＭＡＰからレジスタ２１に格納された目標変化率ｄＶ／ｄｔ＊を用いてゲート電流Ｉｇを探索する。ステップＳ７０４では、ターンオン指令ＯＮが与えられることにより駆動回路１１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｎを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオンスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆの電流値は、ステップＳ７０３で探索されたゲート電流Ｉｇの値に対応した値となっている。

ステップＳ７０５では、検出回路１１３がターンオン時における対向アーム側の半導体スイッチング素子５の変化率ｄＶ／ｄｔを検出する。ステップＳ７０６では、学習回路４３の更新処理回路４７が前述した更新処理を実行することにより、算出回路４２のレジスタ４５に格納されているマップデータＭＡＰが更新マップデータＭＡＰ’により上書きされる形で更新される。ステップＳ７０６は、学習回路４３により実行される学習処理に相当する。

ステップＳ７０７では、ターンオフ指令ＯＦＦが与えられることにより駆動回路１１２がゲート電流Ｉｇ＿ｏｆｆを出力し、これにより、半導体スイッチング素子５がターンオフスイッチングされる。このときのゲート電流Ｉｇ＿ｏｎの電流値は、予め定められた電流値となっている。ゲート駆動装置１１１では、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられるまで、上述したようなステップＳ７０２～Ｓ７０８の処理が繰り返し実行される。

つまり、ステップＳ７０２～Ｓ７０８のループ処理は、半導体スイッチング素子５のスイッチング毎に繰り返し実行される。そして、スイッチング終了指令ＥＮＤが与えられると、ステップＳ７０２～Ｓ７０８のループ処理が終了となってステップＳ７０９に進む。ステップＳ７０９では、レジスタ４５に格納されたマップデータＭＡＰの値である現在値と、記憶部４４に記憶されたマップデータＭＡＰの値、つまり動作開始時におけるマップデータＭＡＰの値である初期値と、の差分が予め定められた許容値を超えるか否かが判断される。なお、この場合、マップデータＭＡＰの値とは操作量であるゲート電流Ｉｇの値のことであり、このような判断は、マップデータＭＡＰにおける全てのゲート電流Ｉｇの値毎に行われる。

ここで、現在値と初期値との差分が許容値以下である場合、ステップＳ７０９で「ＮＯ」となり、ステップＳ７１０を実行することなく、動作終了となる。一方、現在値と初期値との差分が許容値を超える場合、ステップＳ７０９で「ＹＥＳ」となり、ステップＳ７１０に進む。ステップＳ７１０では、記憶部４４に記憶されているマップデータＭＡＰが、算出回路４２のレジスタ４５に格納されているマップデータＭＡＰにより上書きされる形で更新される。ステップＳ７１０の実行後、動作終了となる。

以上説明した本実施形態のゲート駆動装置１１１によれば、学習回路４３による学習処理が実行されることにより、算出回路４２が半導体スイッチング素子５のターンオン時におけるゲート駆動速度を操作するための操作量であるゲート電流Ｉｇを算出する際に用いる算出方法が、自アーム側の半導体スイッチング素子５のターンオン時に対向アーム側の半導体スイッチング素子５において実際に発生している変化率ｄＶ／ｄｔに応じたものとなるように最適化される。

このように、本実施形態によれば、製品個々のばらつきに応じて算出方法が最適化されるため、ゲート駆動装置１１１および半導体スイッチング素子５についての個体ばらつきがある場合でも、半導体スイッチング素子５のゲート駆動速度を所望する速度に制御すること、ひいてはターンオン時における対向アーム側の半導体スイッチング素子５の変化率ｄＶ／ｄｔを所望する目標値に制御することができる。このように、本実施形態によれば、制御対象とする過渡電圧が対向アームの半導体スイッチング素子５の変化率ｄＶ／ｄｔとなっている点を除いて、第２実施形態と同様の効果が得られる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。

上記各実施形態におけるゲート駆動装置は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴに限らず、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなど、各種の半導体スイッチング素子を駆動対象とすることができる。

半導体スイッチング素子５のゲート駆動速度を操作するための操作量としては、ゲート電流Ｉｇに限らず、半導体スイッチング素子５のゲート電圧Ｖｇ、ゲート抵抗Ｒｇとすることもできる。変化率ｄＶ／ｄｔおよびゲート電圧Ｖｇは、例えば図３２に示すような関係となっており、サージ電圧Ｖｓｒｇおよびゲート電圧Ｖｇは、例えば図３３に示すような関係となっている。そこで、操作量をゲート電圧Ｖｇとする場合、図３２および図３３に示すような関係を考慮したうえで最適となるモデル式および逆モデル式を設定すればよい。

なお、図３２および図３３では、半導体スイッチング素子５のゲートしきい値電圧をＶｔｈとしている。また、図３２および図３３において、ＯＮ側は半導体スイッチング素子５のゲートをターンオンさせる正のゲート電圧Ｖｇに対応した特性を示しており、ＯＦＦ側は半導体スイッチング素子５のゲートをターンオフさせるための負のゲート電圧Ｖｇに対応した特性を示している。

また、変化率ｄＶ／ｄｔおよびゲート抵抗Ｒｇは、例えば図３４に示すような関係となっており、サージ電圧Ｖｓｒｇおよびゲート抵抗Ｒｇは、例えば図３５に示すような関係となっている。そこで、操作量をゲート抵抗Ｒｇとする場合、図３４および図３５に示すような関係を考慮したうえで最適となるモデル式および逆モデル式を設定すればよい。

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

１Ａ、１Ｂ、１、４１、５１、６１、８１、９１、１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１…ゲート駆動装置、４…ハーフブリッジ回路、５Ａ、５Ｂ、５…半導体スイッチング素子、１１、４２、５２、６２、８２、９２…算出回路、１２、１１２…駆動回路、１３、５３、６３、８３、９３、１１３…検出回路、１４、４３、５４、６４、８４、９４…学習回路、１５、４４、５５、６５、８５、９５…記憶部。

Claims (17)

1. 半導体スイッチング素子（５Ａ、５Ｂ、５）のゲートを駆動するとともに、前記半導体スイッチング素子がスイッチングされるスイッチング時における前記半導体スイッチング素子の主端子の電圧に対応した過渡電圧を所望する目標値に制御するゲート駆動装置であって、
   前記過渡電圧の目標値を用いた所定の算出方法により前記半導体スイッチング素子のゲート駆動速度を操作するための操作量を算出する算出回路（１１、４２、５２、６２、８２、９２）と、
   前記算出回路により算出された前記操作量に基づいて前記半導体スイッチング素子のゲートを駆動する駆動回路（１２、１１２）と、
   前記過渡電圧を検出する検出回路（１３、５３、６３、８３、９３、１１３）と、
   前記算出回路により算出された前記操作量および前記検出回路により検出された前記過渡電圧の検出値に基づいて前記算出方法を変更することができる学習処理を実行する学習回路（１４、４３、５４、６４、８４、９４）と、
   を備えるゲート駆動装置。
2. 前記算出回路は、
   前記過渡電圧の目標値と、前記操作量および前記過渡電圧の関係を表す関係情報と、を予め取得し、
   それら取得した前記過渡電圧の目標値および前記関係情報に基づいて前記操作量を算出するようになっている請求項１に記載のゲート駆動装置。
3. 前記算出回路（１１、６２）は、前記関係情報としてモデルパラメータを予め取得し、前記過渡電圧の目標値および前記モデルパラメータを用いたモデル式により前記操作量を算出するようになっており、
   前記学習回路（１４、６４）は、前記算出回路により算出された前記操作量および前記検出回路により検出された前記過渡電圧の検出値に基づいて前記モデルパラメータに対応する値である学習値を算出し、その算出した学習値に基づいて前記モデルパラメータを更新するようになっている請求項２に記載のゲート駆動装置。
4. 前記算出回路（４２、５２、８２、９２）は、前記関係情報として前記操作量および前記過渡電圧の関係を表すマップであるマップデータを予め取得し、前記過渡電圧の目標値および前記マップデータにより前記操作量を算出するようになっており、
   前記学習回路（４３、５４、８４、９４）は、前記算出回路により算出された前記操作量および前記検出回路により検出された前記過渡電圧の検出値に基づいて前記マップデータを更新するようになっている請求項２に記載のゲート駆動装置。
5. 前記学習回路は、
   前記検出回路により検出された前記過渡電圧の検出値に対応する前記マップデータ上の前記操作量を探索し、その探索した前記マップデータ上の前記操作量と前記算出回路により算出された前記操作量との差分だけ前記探索した前記マップデータ上の前記操作量を変更するとともに、前記探索した前記マップデータ上の前記操作量を中心とした所定の範囲内の前記操作量を前記差分だけ変更するように、前記マップデータを更新する請求項４に記載のゲート駆動装置。
6. 前記学習回路は、
   前記検出回路により検出された前記過渡電圧の検出値に対応する前記マップデータ上の前記操作量を探索し、その探索した前記マップデータ上の前記操作量と前記算出回路により算出された前記操作量との差分だけ前記探索した前記マップデータ上の前記操作量を変更するとともに、前記探索した前記マップデータ上の前記操作量を中心とした所定の範囲内の前記操作量を前記差分に対して前記中心から離れた値ほど減衰する重み係数を乗じた値だけ変更するように、前記マップデータを更新する請求項４に記載のゲート駆動装置。
7. 前記マップデータは、前記過渡電圧と、前記半導体スイッチング素子の温度、前記ゲート駆動装置の温度、前記半導体スイッチング素子の主端子間に印加される電圧である電源電圧および前記半導体スイッチング素子の主端子間に流れる電流である素子電流のうち少なくとも１つの物理量と、を組み合わせて前記操作量を保持する多次元のマップであり、
   前記検出回路（５３、９３）は、さらに、前記半導体スイッチング素子の温度、前記ゲート駆動装置の温度、前記電源電圧および前記素子電流のうち少なくとも１つの物理量を検出するようになっており、
   前記算出回路（５２、９２）は、前記過渡電圧の目標値、前記検出回路による前記物理量の検出値および前記マップデータにより前記操作量を算出するようになっている請求項４から６のいずれか一項に記載のゲート駆動装置。
8. 前記過渡電圧は、前記半導体スイッチング素子のスイッチング時における主端子の電圧の変化率である請求項１から８のいずれか一項に記載のゲート駆動装置。
9. 前記過渡電圧は、前記半導体スイッチング素子のスイッチング時における主端子の電圧のピーク値である請求項１から８のいずれか一項に記載のゲート駆動装置。
10. 前記駆動回路は、前記半導体スイッチング素子のゲートを定電流駆動する構成であり、
    前記算出回路は、前記操作量として前記半導体スイッチング素子のゲート電流を算出するようになっている請求項１から９のいずれか一項に記載のゲート駆動装置。
11. 前記過渡電圧は、前記半導体スイッチング素子のスイッチング時における主端子の電圧の変化率であり、
    前記駆動回路は、前記半導体スイッチング素子のゲートを定電流駆動する構成であり、
    前記算出回路（１１）は、
    前記操作量として前記半導体スイッチング素子のゲート電流を算出するようになっており、
    前記モデルパラメータをＫとし、前記過渡電圧である前記変化率の目標値をｄＶ／ｄｔ＊とし、前記操作量である前記ゲート電流をＩｇとすると、次式
    Ｉｇ＝Ｋ×ｄＶ／ｄｔ
    を前記モデル式として前記ゲート電流を算出するようになっており、
    前記学習回路（１４）は、
    前記学習値をＫａとし、前記算出回路により算出された前記操作量である前記ゲート電流をＩｇａとし、前記検出回路により検出された前記過渡電圧である前記変化率の検出値をｄＶ／ｄｔとすると、次式
    Ｋａ＝Ｉｇａ÷ｄＶ／ｄｔ
    により前記学習値Ｋａを算出するようになっている請求項３に記載のゲート駆動装置。
12. 前記過渡電圧は、前記半導体スイッチング素子のスイッチング時における主端子の電圧のピーク値であり、
    前記駆動回路は、前記半導体スイッチング素子のゲートを定電流駆動する構成であり、
    前記算出回路（６２）は、
    前記操作量として前記半導体スイッチング素子のゲート電流を算出するようになっており、
    前記モデルパラメータをＫとし、前記過渡電圧である前記ピーク値の目標値をＶｓｒｇ＊とし、前記半導体スイッチング素子の主端子間に印加される電圧である電源電圧をＶａとし、前記操作量である前記ゲート電流をＩｇとすると、次式
    Ｉｇ＝（Ｖｓｒｇ＊－Ｖａ）÷Ｋ
    を前記モデル式として前記ゲート電流Ｉｇを算出するようになっており、
    前記学習回路（６４）は、
    前記学習値をＫａとし、前記算出回路により算出された前記操作量である前記ゲート電流をＩｇａとし、前記検出回路により検出された前記過渡電圧である前記ピーク値の検出値をＶｓｒｇとすると、次式
    Ｋａ＝（Ｖｓｒｇ－Ｖａ）÷Ｉｇａ
    により前記学習値Ｋａを求めるようになっている請求項３に記載のゲート駆動装置。
13. さらに、前記学習回路により更新された前記モデルパラメータを保存することができる記憶部（１５、６５）を備え、
    前記学習回路は、前記ゲート駆動装置の電源遮断前または前記学習処理を１以上の規定回数実行した後に、前記更新された前記モデルパラメータを前記記憶部に保存し、
    前記算出回路は、前記ゲート駆動装置の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、前記記憶部に保存された前記モデルパラメータを用いて前記操作量の算出を行うようになっている請求項３、１１または１２のいずれか一項に記載のゲート駆動装置。
14. さらに、前記学習回路により更新された前記マップデータを保存することができる記憶部（４４、５５、８５、９５）を備え、
    前記学習回路は、前記ゲート駆動装置の電源遮断前または前記学習処理を１以上の規定回数実行した後に、前記更新された前記マップデータを前記記憶部に保存し、
    前記算出回路は、前記ゲート駆動装置の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、前記記憶部に保存された前記マップデータ用いて前記操作量の算出を行うようになっている請求項４から７のいずれか一項に記載のゲート駆動装置。
15. さらに、前記学習回路により更新された前記モデルパラメータを保存することができる記憶部（１５、６５）を備え、
    前記学習回路は、前記ゲート駆動装置の電源遮断前または前記学習処理を１以上の規定回数実行した後であり且つ前記学習回路により更新された前記モデルパラメータの値と動作開始時における前記モデルパラメータの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に、前記更新された前記モデルパラメータを前記記憶部に保存し、
    前記算出回路は、前記ゲート駆動装置の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、前記記憶部に保存された前記モデルパラメータを用いて前記操作量の算出を行うようになっている請求項３、１１または１２のいずれか一項に記載のゲート駆動装置。
16. さらに、前記学習回路により更新された前記マップデータを保存することができる記憶部（４４、５５、８５、９５）を備え、
    前記学習回路は、前記ゲート駆動装置の電源遮断前または前記学習処理を１以上の規定回数実行した後であり且つ前記学習回路により更新された前記マップデータの値と動作開始時における前記マップデータの値との差分が予め設定された許容値を超える場合に、前記更新された前記マップデータを前記記憶部に保存し、
    前記算出回路は、前記ゲート駆動装置の電源遮断後に実行される次回の動作開始時、前記記憶部に保存された前記マップデータを用いて前記操作量の算出を行うようになっている請求項４から７のいずれか一項に記載のゲート駆動装置。
17. 前記学習回路は、前記学習処理を実行する際、前記算出回路により算出された今回の前記操作量および前記検出回路により検出された今回の前記過渡電圧の検出値に加え、前記算出回路により算出された過去の前記操作量および前記検出回路により検出された過去の前記過渡電圧の検出値に基づいて前記算出方法を変更するようになっている請求項１から１６のいずれか一項に記載のゲート駆動装置。

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