JP4081603B2 - スイッチング素子の駆動装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング素子の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング素子を駆動させる駆動装置は、制御回路の信号によりＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）やバイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴといったスイッチング素子を駆動させ、インバータ装置やスイッチング電源などに広く利用されている。例えば図５に示すようなスイッチング回路においては、駆動装置１０がスイッチング素子１１の制御端子（ゲート）１１ｇに電荷を供給し制御電圧Ｖｇｓをある値以上にするとドレイン１１ｄ〜ソース１１ｓ間で電流Ｉｄが流れる。また駆動装置１０が制御端子１１ｇから電荷を引き抜き、制御電圧Ｖｇｓを別のある値以下にすると、電流Ｉｄが止まる。このように制御電圧Ｖｇｓを制御することで、電流Ｉｄをコントロールすることができる。
【０００３】
ここで制御電圧Ｖｇｓの変化速度が急激であると、主として負荷回路のインダクタンス成分Ｌの影響でドレイン１１ｄ〜ソース１１ｓ間にサージが発生し、素子そのものを破壊したり外部の電子機器へ悪影響を及ぼす放射ノイズが発生したりする。
【０００４】
従来はサージ電圧を抑えるために、制御端子１１ｇに適当な抵抗値を持った抵抗Ｒを接続し、スイッチング時の制御電圧Ｖｇｓの変化速度を緩やかにする対策がとられてきた。ここで、抵抗Ｒの抵抗値が大きいほど制御電圧Ｖｇｓの変化速度は緩やかになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、制御端子１１ｇに接続される抵抗Ｒの抵抗値を大きくすると、サージ電圧の抑制効果は大きくなるが、スイッチング素子１１における損失が大きくなり発熱が問題となる。つまりサージ電圧と発熱は、トレードオフの関係がある。
【０００６】
一方で、スイッチング素子の使用用途によっては、発熱はある程度許容してでも放射ノイズを抑えたい動作モードと、放射ノイズはある程度許容してでも発熱を抑えたい動作モードとが混在するような場合があった。このような場合には、どちらの動作モードにおいても放射ノイズと発熱の両方が許容範囲に入るように抵抗Ｒの抵抗値を設定していた。このため、設計の自由度が小さく、抵抗値の設定が困難である上、本来のスイッチング性能を引き出せないという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、設計の自由度を大きくすることができるスイッチング素子の駆動装置を提供する事である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する為に、請求項１に記載の発明は、１つのスイッチング素子に対して前記スイッチング素子を駆動させる複数の駆動回路と、あらかじめ決められた複数の制御周波数によって前記駆動回路を選択的に動作させる制御回路とを備え、前記スイッチング素子は複数の制御周波数で駆動され、前記駆動回路は抵抗を含んで構成されており、前記制御周波数に応じて前記駆動回路を選択的に動作させることにより、前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を変更するよう構成され、前記制御周波数を高くした場合に、前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を小さくする。従って制御周波数に適した制御電圧の変化速度でスイッチングすることができる。ここで選択的と言うのは１つを選択する意味に限らず、複数又は全部を選択することも含む。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動回路がプッシュプル回路と抵抗を有し、前記抵抗の一端が前記スイッチング素子の制御端子に接続され、他端が前記プッシュプル回路の出力端子に接続されている。従って駆動回路のＩＣ化が容易である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記制御回路は、前記スイッチング素子を駆動させる制御周波数に応じて切り換えられる複数の駆動モードを備え、該制御周波数に応じて切り換えられた駆動モードによって前記駆動回路を選択的に動作させるよう構成され、前記抵抗の抵抗値が各駆動回路によって異なり、前記駆動モードによって前記複数の駆動回路のうち１つが動作される。従って駆動モードに適した抵抗値をもつ駆動回路を使用して、制御電圧の変化速度を変更することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記制御回路は、前記スイッチング素子を駆動させる制御周波数に応じて切り換えられる複数の駆動モードを備え、該制御周波数に応じて切り換えられた駆動モードによって前記駆動回路を選択的に動作させるよう構成され、前記駆動モードによって動作される駆動回路の数が変更される。従って駆動モードに適した駆動回路の数によって、制御電圧の変化速度の変更をすることができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記駆動回路の数が２つであり、該２つの駆動回路を構成する抵抗がそれぞれ同じ抵抗値を有する。従って抵抗の種類が少なくなり回路の設計が容易である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記制御回路は、前記スイッチング素子を駆動させる制御周波数に応じて切り換えられる複数の駆動モードを備え、該制御周波数に応じて切り換えられた駆動モードによって前記駆動回路を選択的に動作させるよう構成されており、前記スイッチング素子はＨブリッジ回路を構成するスイッチング素子であって、前記制御回路は、前記駆動モードとして、通常モードと、前記Ｈブリッジ回路が有する出力部に流れる電流を制限する電流制限モードとを備える。従ってＨブリッジ回路の使用モードに応じた制御電圧の変化速度でスイッチングすることができる。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記通常モードでは前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を第１の抵抗値とし、前記電流制限モードでは前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を前記第１の抵抗値より小さい第２の抵抗値とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の発明において、前記スイッチング素子が前記Ｈブリッジ回路を構成するスイッチング素子のうち接地側に接続されている２つのスイッチング素子である。従って使用モードに応じた制御電圧の変化速度でスイッチングすることができるＨブリッジ回路が組み易い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をＡＣインバータのＨブリッジ回路を駆動させる駆動装置として具体化した一実施の形態を図１〜図３に従って説明する。
【００１７】
図１に示すように、ＡＣインバータ１はスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４と、出力部３を有するＨブリッジ回路２と、駆動装置４と、過電流検出装置６とを備えている。Ｈブリッジ回路２は直流電源Ｅに接続されている。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４にはｎチャンネルのＭＯＳＦＥＴが使用されている。スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２はＨブリッジ回路２のスイッチング素子のうち直流電源Ｅ側に接続されている２つのスイッチング素子であり、それぞれドレインが直流電源Ｅの正極に接続され、ソースが出力部３に接続されている。スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４はＨブリッジ回路２のスイッチング素子のうち接地側に接続されている２つのスイッチング素子であり、それぞれドレインが出力部３に接続され、ソースが過電流検出装置６を介して直流電源Ｅの負極（接地側）に接続されている。出力部３にはフィルターを構成するコンデンサとリアクトルとが接続されている。Ｈブリッジ回路２の基本動作は、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３の組とスイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ４の組とを交互にオン・オフすることにより、出力部３から交流電圧を出力することである。
【００１８】
駆動装置４は、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の制御端子であるゲートにそれぞれ接続された駆動回路Ｄ１と、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の制御端子であるゲートにそれぞれ並列に接続された駆動回路Ｄ２，Ｄ３と、駆動回路Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に接続された制御回路５とから構成されている。
【００１９】
制御回路５は図示しないマイコンを備え、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４に対する駆動モードとして通常モードと電流制限モードの２つが記憶されている。一方、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２に対する駆動モードとしては通常モードのみが記憶されている。制御回路５は過電流検出装置６と接続されている。
【００２０】
図２に示すように、駆動回路Ｄ１はプッシュプル回路Ｐ１と抵抗Ｒ１から構成され、抵抗Ｒ１の一端がスイッチング素子ＳＷ１又はスイッチング素子ＳＷ２の制御端子（ゲート）に接続され、他端がプッシュプル回路Ｐ１の出力端子に接続されている。
【００２１】
図３に示すように、駆動回路Ｄ２の構成は駆動回路Ｄ１と同じであり抵抗Ｒ１の一端がスイッチング素子ＳＷ３又はスイッチング素子ＳＷ４の制御端子に接続されている。駆動回路Ｄ３はプッシュプル回路Ｐ２と抵抗Ｒ２から構成され、抵抗Ｒ２の一端がスイッチング素子ＳＷ３又はスイッチング素子ＳＷ４の制御端子に接続され、他端がプッシュプル回路Ｐ２の出力端子に接続されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値は抵抗Ｒ２のほうが小さい。また、抵抗Ｒ１の抵抗値は制御周波数が５０〜６０Ｈｚである通常モードにおいて、発熱が許容される範囲で放射ノイズを最低にするように設定されている。抵抗Ｒ２の抵抗値は制御周波数が４０ｋＨｚ程度である電流制限モードにおいて、放射ノイズが許容される範囲で発熱を最低にするように設定されている。
【００２２】
プッシュプル回路とは一般に２つのトランジスタ等から構成され、スイッチング素子の駆動回路として使用する場合、２つのトランジスタ等のうちどちらか一方を動作させることにより、スイッチング素子の制御端子に電荷を供給したり又は制御端子から電荷を引き抜いたりする。本実施例においてプッシュプル回路Ｐ１はｎｐｎ型トランジスタＴｒ１１とｐｎｐ型トランジスタＴｒ１２から構成されている。同様にプッシュプル回路Ｐ２はｎｐｎ型トランジスタＴｒ２１とｐｎｐ型トランジスタＴｒ２２から構成されている。
【００２３】
次に上記のように構成された実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態では、制御回路５はスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４に対する駆動モードとして通常モードと電流制限モードを備え、制御周波数に応じて切り換える。制御周波数とは、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４を駆動させる周波数のことである。通常モードとは、基本動作を行う駆動モードである。電流制限モードとは、大電流による回路破壊を防ぎ、かつ出力を完全に止めずに予め定められた値の電流を供給する駆動モードである。本実施例では、通常モードの制御周波数は商用交流と同じく５０〜６０Ｈｚであり、電流制限モードの制御周波数は４０ｋＨｚ程度である。使用頻度は通常モードが圧倒的に多く、電流制限モードは緊急時のみであるため使用頻度は少ない。
【００２４】
はじめに通常モードについて説明する。過電流検出装置６から制御回路５に過電流検出信号の出力がないと、制御回路５は駆動回路Ｄ２，Ｄ３を通常モードで動作させる。即ちスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の制御周波数は５０〜６０Ｈｚである。なおスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の制御周波数も同じく５０〜６０Ｈｚである。
【００２５】
通常モードでは制御回路５はスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路Ｄ２にはオン・オフ制御信号を送る。一方駆動回路Ｄ３にはオフ状態を保持する制御信号を送る。また、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の駆動回路Ｄ１にはオン・オフ制御信号を送る。
【００２６】
ここでオン・オフ信号について説明する。制御回路５は制御周波数に合わせてスイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ４を同時にオン状態にし、スイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ３は同時にオフ状態にする。また制御回路５は次の周期でスイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ４を同時にオフ状態にし、スイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ３は同時にオン状態にする。つまりスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４の組と、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３の組が交互にオン・オフされる。その結果、直流電源Ｅの直流が交流に変換され、出力部３のフィルターを介して出力される。
【００２７】
スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路Ｄ２と駆動回路Ｄ３のトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ２１，Ｔｒ２２の制御マトリックスを表１に示す。
【００２８】
【表１】
スイッチング素子ＳＷ３をオンにする時は、トランジスタＴｒ１１をオンしてトランジスタＴｒ１２をオフして、スイッチング素子ＳＷ３の制御端子に抵抗Ｒ１を介して電荷を供給する。スイッチング素子ＳＷ３をオフにする時は、トランジスタＴｒ１１をオフしてトランジスタＴｒ１２をオンして、スイッチング素子ＳＷ３の制御端子から抵抗Ｒ１を介して電荷を引き抜く。通常モードではトランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２はオフ状態で保持される。なお、抵抗Ｒ１の抵抗値は抵抗Ｒ２の抵抗値より大きく、発熱が許容される範囲で放射ノイズを最低にするように設定されている。よって抵抗Ｒ２を介した場合より制御電圧の変化速度は緩やかである。従って１回のスイッチングでの損失は大きいが、放射ノイズが低く抑えられる。なお、通常モードの制御周波数は電流制限モードに比較して非常に低い、つまりスイッチング回数が非常に少ないので、全体として発熱は少ない。スイッチング素子ＳＷ４についても同じで、表１に従って作動するので説明を省略する。スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２についても表１の駆動回路Ｄ２の制御マトリックスに従って作動するので説明を省略する。
【００２９】
次に電流制限モードについて説明する。出力部３に定格以上の負荷回路が接続されると、Ｈブリッジ回路２の出力部３に大電流が流れようとする。その場合、過電流検出装置６から制御回路５ヘ過電流検出信号が出力されて、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４に対する駆動モードが電流制限モードに切り換えられる。即ちスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の制御周波数は４０ｋＨｚ程度になり、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の制御周波数は５０〜６０Ｈｚのままである。
【００３０】
電流制限モードでは制御回路５はスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路Ｄ３にはオン・オフ制御信号を送る。一方スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路Ｄ２にはオフ状態を保持する制御信号を送る。また、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の駆動回路Ｄ１にはオン・オフ制御信号を送る。
【００３１】
ここでオン・オフ信号について説明する。制御回路５は通常モードの制御周波数に合わせてスイッチング素子ＳＷ１をオン状態にし、同時に電流制限モードの制御周波数でスイッチング素子ＳＷ４をオン・オフする。その時スイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ３は同時にオフ状態にする。また制御回路５は通常モードの制御周波数の次の周期でスイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ４を同時にオフ状態にする。その時スイッチング素子ＳＷ２をオン状態にし、同時に電流制限モードの制御周波数でスイッチング素子ＳＷ３をオン・オフする。
【００３２】
つまりスイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ２を５０〜６０Ｈｚで交互にオン・オフする。一方、スイッチング素子ＳＷ４をスイッチング素子ＳＷ１がオンの時に４０ｋＨｚ程度でオン・オフし、スイッチング素子ＳＷ１がオフの時にオフする。また、スイッチング素子ＳＷ３をスイッチング素子ＳＷ２がオンの時に４０ｋＨｚ程度でオン・オフし、スイッチング素子ＳＷ２がオフの時にオフする。
【００３３】
よって、電流制限モードのスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の制御周波数に応じて、フィルターを構成するリアクトルのインダクタンスを適当に選ぶことにより、当該リアクトルにより出力電流が制限され、回路破壊を防ぐことが可能となる。
【００３４】
スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路Ｄ２と駆動回路Ｄ３のトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ２１，Ｔｒ２２の制御マトリックスを表２に示す。
【００３５】
【表２】
スイッチング素子ＳＷ３をオンにする時は、トランジスタＴｒ２１をオンしてトランジスタＴｒ２２をオフして、スイッチング素子ＳＷ３の制御端子に抵抗Ｒ２を介して電荷を供給する。スイッチング素子ＳＷ３をオフにする時は、トランジスタＴｒ２１をオフしてトランジスタＴｒ２２をオンして、スイッチング素子のＳＷ３の制御端子から抵抗Ｒ２を介して電荷を引き抜く。電流制限モードではトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２はオフ状態で保持される。この時抵抗Ｒ２の抵抗値は抵抗Ｒ１の抵抗値より小さく、放射ノイズが許容される範囲で発熱を最低にするように設定されている。よって抵抗Ｒ１を介した場合より制御電圧の変化速度は急激である。従ってスイッチングでの放射ノイズは大きいが、発熱が低く抑えられる。なお、電流制限モードの使用頻度は通常モードに比較して非常に低いので、全体として放射ノイズは少ない。スイッチング素子ＳＷ４についても同じで、表２に従って作動するので説明を省略する。スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の駆動回路Ｄ１については通常モードと同じなので説明を省略する。
【００３６】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１） スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動は、５０〜６０Ｈｚで動作する通常モードでは抵抗値の大きな抵抗Ｒ１を備えた駆動回路Ｄ２を動作して行われ、電流制限モードでは抵抗値の小さな抵抗Ｒ２を備えた駆動回路Ｄ３を動作して行われる。従って、駆動モードに適した制御電圧の変化速度でスイッチングができ放射ノイズ又は発熱を抑制できる。また、設計の自由度が大きくなる。
【００３７】
（２） プッシュプル回路Ｐ１，Ｐ２はそれぞれトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２及びトランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２から構成されている。また、駆動回路Ｄ１はプッシュプル回路Ｐ１と抵抗Ｒ１から構成され、抵抗Ｒ１の一端がスイッチング素子ＳＷ１又はスイッチング素子ＳＷ２の制御端子に接続され、他端がプッシュプル回路Ｐ１の出力端子に接続されている。駆動回路Ｄ２の構成は駆動回路Ｄ１と同じであり抵抗Ｒ１の一端がスイッチング素子ＳＷ３又はスイッチング素子ＳＷ４の制御端子に接続されている。駆動回路Ｄ３はプッシュプル回路Ｐ２と抵抗Ｒ２から構成され、抵抗Ｒ２の一端がスイッチング素子ＳＷ３又はスイッチング素子ＳＷ４の制御端子に接続され、他端がプッシュプル回路Ｐ２の出力端子に接続されている。従ってＩＣ化が容易である。
【００３８】
（３） 制御回路５は制御周波数に応じて駆動モードを切り換えている。つまり、制御周波数が５０〜６０Ｈｚでは通常モードを適用し、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動は抵抗値の大きな抵抗Ｒ１を備えた駆動回路Ｄ２を選択して放射ノイズを抑制している。制御周波数４０ｋＨｚ程度では電流制限モードを適用し、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動は抵抗値の小さな抵抗Ｒ２を備えた駆動回路Ｄ３を選択して発熱を抑制している。従って、制御周波数に適した制御電圧の変化速度でスイッチングすることができ放射ノイズ又は発熱を抑制できる。
【００３９】
（４） スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４はＨブリッジ回路２の接地側に設けられている。従って、ＡＣインバータ１の回路が組み易い。
実施の形態は前記に限らず、例えば次のように構成してもよい。
【００４０】
○ 駆動回路Ｄ１の抵抗Ｒ１と駆動回路Ｄ２の抵抗Ｒ１は抵抗値が同じでなくてもよい。通常モードで発熱が許容される範囲で放射ノイズを抑えられる抵抗値であればよい。
【００４１】
○ 通常モードでしか駆動しないスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を駆動させるのはプッシュプル回路でなくてもよい。
○ １つのスイッチング素子に対して抵抗は１つに限らない。例えば図４（ａ）に示すように抵抗値の違う２つの抵抗Ｒａ，ＲｂをそれぞれダイオードＤｉを介して並列に接続してもよい。スイッチング素子をオンする時に使用する抵抗ＲａにはダイオードＤｉのアノードをプッシュプル回路側にして接続し、スイッチング素子をオフする時に使用する抵抗ＲｂにはダイオードＤｉのカソードをプッシュプル回路側にして接続する。また、図４（ｂ）に示すように並列に接続された２つの抵抗Ｒａ，Ｒｂのうち、一方の抵抗ＲａにだけダイオードＤｉを接続してもよい。また、制御回路５を工夫することで図４（ｃ）に示すように抵抗Ｒａ，Ｒｂを接続してもよい。
【００４２】
○ 電流制御モードでスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４を駆動するのに駆動回路Ｄ２，Ｄ３の２つを選択してもよい。この場合抵抗Ｒ２の抵抗値は、電流制限モードにおいて抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２が並列に接続された状態で放射ノイズが許容される範囲で発熱を最低にするように設定される。また、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ２１，Ｔｒ２２の制御マトリックスは表３のようになる。
【００４３】
【表３】
○ 抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値は異なるものに限らない。抵抗値が同じで、電流制御モードでスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４を駆動するのに駆動回路Ｄ２，Ｄ３の２つを選択してもよい。この場合、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値は通常モードにおいて発熱が許容される範囲で放射ノイズを最低にし、かつ電流制限モードにおいて抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２が並列に接続された状態で放射ノイズが許容される範囲で発熱を最低にするように設定される。この場合抵抗の種類が少なくなり回路製造が容易になる。
【００４４】
○ 駆動モードは２種類でなくてもよい。例えば駆動回路として異なる抵抗値の抵抗Ｒ１，Ｒ２を有する駆動回路Ｄ２，Ｄ３を設け、駆動回路Ｄ２のみを動作させるモード、駆動回路Ｄ３のみを動作させるモード、駆動回路Ｄ２，Ｄ３を同時に動作させるモードの３種類のモードでもよい。３種類以上でも、駆動モードの数に応じて制御マトリックスを変更すればよい。この場合、駆動モードの数の他に、各駆動回路に接続する抵抗の種類、各駆動モードで動作させる回路の数も変更でき、回路設計の自由度がさらに大きくなる。
【００４５】
○ １つのスイッチング素子に対して駆動回路を３つ以上並列に接続してもよい。例えばそれぞれ異なる抵抗値の抵抗を有する駆動回路を３つ設け、駆動モードによりそれぞれ１つの駆動回路を動作させたり、複数の駆動回路を同時に動作させてもよい。４つ以上でも、駆動回路の数に応じて制御マトリックスを変更すればよい。この場合、駆動回路の数の他に、駆動モードの数、各駆動回路に接続する抵抗の種類、各駆動モードで動作させる回路の数も変更でき、回路設計の自由度がさらに大きくなる。
【００４６】
○ スイッチング素子はＭＯＳＦＥＴに限らない。例えばＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタでもよい。
○ 駆動装置としてＡＣインバータのＨブリッジ回路に用いられるものに限らない。例えばスイッチング素子を用いた電源装置に用いてもよい。また、モータのチョッピング制御を行うスイッチング素子の駆動装置に用いてもよい。
【００４７】
○ 駆動モードは制御周波数に応じて切り換えられるものに限らない。例えば任意にモータ回転数を変更する様なチョッピング制御を行うスイッチング素子に用いた場合、モータの回転数に応じて手動で駆動モードに切り換えてもよい。
【００４８】
○ 複数の駆動回路に接続されたスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４はＨブリッジ回路２のスイッチング素子のうち接地側に接続されているものに限らない。例えば直流電源Ｅの正極側に接続されたスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２に複数の駆動回路を接続し、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４にそれぞれ１個の駆動回路を接続してもよい。また、全てのスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４に複数の駆動回路を接続してもよい。
【００４９】
前記実施の形態から把握できる技術的思想（発明）について以下に記載する。
（１） 前記駆動回路が、すべて同じ抵抗値を持っており、前記駆動モードによって動作される駆動回路の数が変更される請求項１，請求項２及び請求項４に記載の駆動装置。
【００５０】
（２） 前記通常モードが商用交流周波数であり、前記電流制限モードは通常モードの百倍以上の周波数である。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜請求項８に記載の発明によれば、設計の自由度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態におけるＡＣインバータの回路図。
【図２】 スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の駆動回路図。
【図３】 スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路図。
【図４】 （ａ）〜（ｃ）は別の実施形態における駆動回路の抵抗の接続を示す回路図。
【図５】 従来の駆動回路図。
【符号の説明】
１…ＡＣインバータ、２…Ｈブリッジ回路、４…駆動装置、５…制御回路、６…過電流検出装置、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…駆動回路、Ｐ１，Ｐ２…プッシュプル回路、Ｒ１，Ｒ２，Ｒａ，Ｒｂ…抵抗、ＳＷ１〜ＳＷ４…スイッチング素子。
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング素子の駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スイッチング素子を駆動させる駆動装置は、制御回路の信号によりＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）やバイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴといったスイッチング素子を駆動させ、インバータ装置やスイッチング電源などに広く利用されている。例えば図５に示すようなスイッチング回路においては、駆動装置１０がスイッチング素子１１の制御端子（ゲート）１１ｇに電荷を供給し制御電圧Ｖｇｓをある値以上にするとドレイン１１ｄ〜ソース１１ｓ間で電流Ｉｄが流れる。また駆動装置１０が制御端子１１ｇから電荷を引き抜き、制御電圧Ｖｇｓを別のある値以下にすると、電流Ｉｄが止まる。このように制御電圧Ｖｇｓを制御することで、電流Ｉｄをコントロールすることができる。
【０００３】
ここで制御電圧Ｖｇｓの変化速度が急激であると、主として負荷回路のインダクタンス成分Ｌの影響でドレイン１１ｄ〜ソース１１ｓ間にサージが発生し、素子そのものを破壊したり外部の電子機器へ悪影響を及ぼす放射ノイズが発生したりする。
【０００４】
従来はサージ電圧を抑えるために、制御端子１１ｇに適当な抵抗値を持った抵抗Ｒを接続し、スイッチング時の制御電圧Ｖｇｓの変化速度を緩やかにする対策がとられてきた。ここで、抵抗Ｒの抵抗値が大きいほど制御電圧Ｖｇｓの変化速度は緩やかになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、制御端子１１ｇに接続される抵抗Ｒの抵抗値を大きくすると、サージ電圧の抑制効果は大きくなるが、スイッチング素子１１における損失が大きくなり発熱が問題となる。つまりサージ電圧と発熱は、トレードオフの関係がある。
【０００６】
一方で、スイッチング素子の使用用途によっては、発熱はある程度許容してでも放射ノイズを抑えたい動作モードと、放射ノイズはある程度許容してでも発熱を抑えたい動作モードとが混在するような場合があった。このような場合には、どちらの動作モードにおいても放射ノイズと発熱の両方が許容範囲に入るように抵抗Ｒの抵抗値を設定していた。このため、設計の自由度が小さく、抵抗値の設定が困難である上、本来のスイッチング性能を引き出せないという問題があった。
【０００７】
本発明は以上の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、設計の自由度を大きくすることができるスイッチング素子の駆動装置を提供する事である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成する為に、請求項１に記載の発明は、１つのスイッチング素子に対して前記スイッチング素子を駆動させる複数の駆動回路と、あらかじめ決められた複数の制御周波数によって前記駆動回路を選択的に動作させる制御回路とを備え、前記スイッチング素子は複数の制御周波数で駆動され、前記駆動回路は抵抗を含んで構成されており、前記制御周波数に応じて前記駆動回路を選択的に動作させることにより、前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を変更するよう構成され、前記制御周波数を高くした場合に、前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を小さくする。従って制御周波数に適した制御電圧の変化速度でスイッチングすることができる。ここで選択的と言うのは１つを選択する意味に限らず、複数又は全部を選択することも含む。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記駆動回路がプッシュプル回路と抵抗を有し、前記抵抗の一端が前記スイッチング素子の制御端子に接続され、他端が前記プッシュプル回路の出力端子に接続されている。従って駆動回路のＩＣ化が容易である。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記制御回路は、前記スイッチング素子を駆動させる制御周波数に応じて切り換えられる複数の駆動モードを備え、該制御周波数に応じて切り換えられた駆動モードによって前記駆動回路を選択的に動作させるよう構成され、前記抵抗の抵抗値が各駆動回路によって異なり、前記駆動モードによって前記複数の駆動回路のうち１つが動作される。従って駆動モードに適した抵抗値をもつ駆動回路を使用して、制御電圧の変化速度を変更することができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記制御回路は、前記スイッチング素子を駆動させる制御周波数に応じて切り換えられる複数の駆動モードを備え、該制御周波数に応じて切り換えられた駆動モードによって前記駆動回路を選択的に動作させるよう構成され、前記駆動モードによって動作される駆動回路の数が変更される。従って駆動モードに適した駆動回路の数によって、制御電圧の変化速度の変更をすることができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記駆動回路の数が２つであり、該２つの駆動回路を構成する抵抗がそれぞれ同じ抵抗値を有する。従って抵抗の種類が少なくなり回路の設計が容易である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記制御回路は、前記スイッチング素子を駆動させる制御周波数に応じて切り換えられる複数の駆動モードを備え、該制御周波数に応じて切り換えられた駆動モードによって前記駆動回路を選択的に動作させるよう構成されており、前記スイッチング素子はＨブリッジ回路を構成するスイッチング素子であって、前記制御回路は、前記駆動モードとして、通常モードと、前記Ｈブリッジ回路が有する出力部に流れる電流を制限する電流制限モードとを備える。従ってＨブリッジ回路の使用モードに応じた制御電圧の変化速度でスイッチングすることができる。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記通常モードでは前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を第１の抵抗値とし、前記電流制限モードでは前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を前記第１の抵抗値より小さい第２の抵抗値とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項６又は請求項７に記載の発明において、前記スイッチング素子が前記Ｈブリッジ回路を構成するスイッチング素子のうち接地側に接続されている２つのスイッチング素子である。従って使用モードに応じた制御電圧の変化速度でスイッチングすることができるＨブリッジ回路が組み易い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をＡＣインバータのＨブリッジ回路を駆動させる駆動装置として具体化した一実施の形態を図１〜図３に従って説明する。
【００１７】
図１に示すように、ＡＣインバータ１はスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４と、出力部３を有するＨブリッジ回路２と、駆動装置４と、過電流検出装置６とを備えている。Ｈブリッジ回路２は直流電源Ｅに接続されている。各スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４にはｎチャンネルのＭＯＳＦＥＴが使用されている。スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２はＨブリッジ回路２のスイッチング素子のうち直流電源Ｅ側に接続されている２つのスイッチング素子であり、それぞれドレインが直流電源Ｅの正極に接続され、ソースが出力部３に接続されている。スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４はＨブリッジ回路２のスイッチング素子のうち接地側に接続されている２つのスイッチング素子であり、それぞれドレインが出力部３に接続され、ソースが過電流検出装置６を介して直流電源Ｅの負極（接地側）に接続されている。出力部３にはフィルターを構成するコンデンサとリアクトルとが接続されている。Ｈブリッジ回路２の基本動作は、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ３の組とスイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ４の組とを交互にオン・オフすることにより、出力部３から交流電圧を出力することである。
【００１８】
駆動装置４は、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の制御端子であるゲートにそれぞれ接続された駆動回路Ｄ１と、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の制御端子であるゲートにそれぞれ並列に接続された駆動回路Ｄ２，Ｄ３と、駆動回路Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３に接続された制御回路５とから構成されている。
【００１９】
制御回路５は図示しないマイコンを備え、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４に対する駆動モードとして通常モードと電流制限モードの２つが記憶されている。一方、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２に対する駆動モードとしては通常モードのみが記憶されている。制御回路５は過電流検出装置６と接続されている。
【００２０】
図２に示すように、駆動回路Ｄ１はプッシュプル回路Ｐ１と抵抗Ｒ１から構成され、抵抗Ｒ１の一端がスイッチング素子ＳＷ１又はスイッチング素子ＳＷ２の制御端子（ゲート）に接続され、他端がプッシュプル回路Ｐ１の出力端子に接続されている。
【００２１】
図３に示すように、駆動回路Ｄ２の構成は駆動回路Ｄ１と同じであり抵抗Ｒ１の一端がスイッチング素子ＳＷ３又はスイッチング素子ＳＷ４の制御端子に接続されている。駆動回路Ｄ３はプッシュプル回路Ｐ２と抵抗Ｒ２から構成され、抵抗Ｒ２の一端がスイッチング素子ＳＷ３又はスイッチング素子ＳＷ４の制御端子に接続され、他端がプッシュプル回路Ｐ２の出力端子に接続されている。抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値は抵抗Ｒ２のほうが小さい。また、抵抗Ｒ１の抵抗値は制御周波数が５０〜６０Ｈｚである通常モードにおいて、発熱が許容される範囲で放射ノイズを最低にするように設定されている。抵抗Ｒ２の抵抗値は制御周波数が４０ｋＨｚ程度である電流制限モードにおいて、放射ノイズが許容される範囲で発熱を最低にするように設定されている。
【００２２】
プッシュプル回路とは一般に２つのトランジスタ等から構成され、スイッチング素子の駆動回路として使用する場合、２つのトランジスタ等のうちどちらか一方を動作させることにより、スイッチング素子の制御端子に電荷を供給したり又は制御端子から電荷を引き抜いたりする。本実施例においてプッシュプル回路Ｐ１はｎｐｎ型トランジスタＴｒ１１とｐｎｐ型トランジスタＴｒ１２から構成されている。同様にプッシュプル回路Ｐ２はｎｐｎ型トランジスタＴｒ２１とｐｎｐ型トランジスタＴｒ２２から構成されている。
【００２３】
次に上記のように構成された実施の形態の作用について説明する。
本実施の形態では、制御回路５はスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４に対する駆動モードとして通常モードと電流制限モードを備え、制御周波数に応じて切り換える。制御周波数とは、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ４を駆動させる周波数のことである。通常モードとは、基本動作を行う駆動モードである。電流制限モードとは、大電流による回路破壊を防ぎ、かつ出力を完全に止めずに予め定められた値の電流を供給する駆動モードである。本実施例では、通常モードの制御周波数は商用交流と同じく５０〜６０Ｈｚであり、電流制限モードの制御周波数は４０ｋＨｚ程度である。使用頻度は通常モードが圧倒的に多く、電流制限モードは緊急時のみであるため使用頻度は少ない。
【００２４】
はじめに通常モードについて説明する。過電流検出装置６から制御回路５に過電流検出信号の出力がないと、制御回路５は駆動回路Ｄ２，Ｄ３を通常モードで動作させる。即ちスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の制御周波数は５０〜６０Ｈｚである。なおスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の制御周波数も同じく５０〜６０Ｈｚである。
【００２５】
通常モードでは制御回路５はスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路Ｄ２にはオン・オフ制御信号を送る。一方駆動回路Ｄ３にはオフ状態を保持する制御信号を送る。また、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の駆動回路Ｄ１にはオン・オフ制御信号を送る。
【００２６】
ここでオン・オフ信号について説明する。制御回路５は制御周波数に合わせてスイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ４を同時にオン状態にし、スイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ３は同時にオフ状態にする。また制御回路５は次の周期でスイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ４を同時にオフ状態にし、スイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ３は同時にオン状態にする。つまりスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ４の組と、スイッチング素子ＳＷ２，ＳＷ３の組が交互にオン・オフされる。その結果、直流電源Ｅの直流が交流に変換され、出力部３のフィルターを介して出力される。
【００２７】
スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路Ｄ２と駆動回路Ｄ３のトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ２１，Ｔｒ２２の制御マトリックスを表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
次に電流制限モードについて説明する。出力部３に定格以上の負荷回路が接続されると、Ｈブリッジ回路２の出力部３に大電流が流れようとする。その場合、過電流検出装置６から制御回路５ヘ過電流検出信号が出力されて、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４に対する駆動モードが電流制限モードに切り換えられる。即ちスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の制御周波数は４０ｋＨｚ程度になり、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の制御周波数は５０〜６０Ｈｚのままである。
【００３０】
電流制限モードでは制御回路５はスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路Ｄ３にはオン・オフ制御信号を送る。一方スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路Ｄ２にはオフ状態を保持する制御信号を送る。また、スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の駆動回路Ｄ１にはオン・オフ制御信号を送る。
【００３１】
ここでオン・オフ信号について説明する。制御回路５は通常モードの制御周波数に合わせてスイッチング素子ＳＷ１をオン状態にし、同時に電流制限モードの制御周波数でスイッチング素子ＳＷ４をオン・オフする。その時スイッチング素子ＳＷ２とスイッチング素子ＳＷ３は同時にオフ状態にする。また制御回路５は通常モードの制御周波数の次の周期でスイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ４を同時にオフ状態にする。その時スイッチング素子ＳＷ２をオン状態にし、同時に電流制限モードの制御周波数でスイッチング素子ＳＷ３をオン・オフする。
【００３２】
つまりスイッチング素子ＳＷ１とスイッチング素子ＳＷ２を５０〜６０Ｈｚで交互にオン・オフする。一方、スイッチング素子ＳＷ４をスイッチング素子ＳＷ１がオンの時に４０ｋＨｚ程度でオン・オフし、スイッチング素子ＳＷ１がオフの時にオフする。また、スイッチング素子ＳＷ３をスイッチング素子ＳＷ２がオンの時に４０ｋＨｚ程度でオン・オフし、スイッチング素子ＳＷ２がオフの時にオフする。
【００３３】
よって、電流制限モードのスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の制御周波数に応じて、フィルターを構成するリアクトルのインダクタンスを適当に選ぶことにより、当該リアクトルにより出力電流が制限され、回路破壊を防ぐことが可能となる。
【００３４】
スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路Ｄ２と駆動回路Ｄ３のトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ２１，Ｔｒ２２の制御マトリックスを表２に示す。
【００３５】
【表２】
【００３６】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１） スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動は、５０〜６０Ｈｚで動作する通常モードでは抵抗値の大きな抵抗Ｒ１を備えた駆動回路Ｄ２を動作して行われ、電流制限モードでは抵抗値の小さな抵抗Ｒ２を備えた駆動回路Ｄ３を動作して行われる。従って、駆動モードに適した制御電圧の変化速度でスイッチングができ放射ノイズ又は発熱を抑制できる。また、設計の自由度が大きくなる。
【００３７】
（２） プッシュプル回路Ｐ１，Ｐ２はそれぞれトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２及びトランジスタＴｒ２１，Ｔｒ２２から構成されている。また、駆動回路Ｄ１はプッシュプル回路Ｐ１と抵抗Ｒ１から構成され、抵抗Ｒ１の一端がスイッチング素子ＳＷ１又はスイッチング素子ＳＷ２の制御端子に接続され、他端がプッシュプル回路Ｐ１の出力端子に接続されている。駆動回路Ｄ２の構成は駆動回路Ｄ１と同じであり抵抗Ｒ１の一端がスイッチング素子ＳＷ３又はスイッチング素子ＳＷ４の制御端子に接続されている。駆動回路Ｄ３はプッシュプル回路Ｐ２と抵抗Ｒ２から構成され、抵抗Ｒ２の一端がスイッチング素子ＳＷ３又はスイッチング素子ＳＷ４の制御端子に接続され、他端がプッシュプル回路Ｐ２の出力端子に接続されている。従ってＩＣ化が容易である。
【００３８】
（３） 制御回路５は制御周波数に応じて駆動モードを切り換えている。つまり、制御周波数が５０〜６０Ｈｚでは通常モードを適用し、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動は抵抗値の大きな抵抗Ｒ１を備えた駆動回路Ｄ２を選択して放射ノイズを抑制している。制御周波数４０ｋＨｚ程度では電流制限モードを適用し、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動は抵抗値の小さな抵抗Ｒ２を備えた駆動回路Ｄ３を選択して発熱を抑制している。従って、制御周波数に適した制御電圧の変化速度でスイッチングすることができ放射ノイズ又は発熱を抑制できる。
【００３９】
（４） スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４はＨブリッジ回路２の接地側に設けられている。従って、ＡＣインバータ１の回路が組み易い。
実施の形態は前記に限らず、例えば次のように構成してもよい。
【００４０】
○ 駆動回路Ｄ１の抵抗Ｒ１と駆動回路Ｄ２の抵抗Ｒ１は抵抗値が同じでなくてもよい。通常モードで発熱が許容される範囲で放射ノイズを抑えられる抵抗値であればよい。
【００４１】
○ 通常モードでしか駆動しないスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２を駆動させるのはプッシュプル回路でなくてもよい。
○ １つのスイッチング素子に対して抵抗は１つに限らない。例えば図４（ａ）に示すように抵抗値の違う２つの抵抗Ｒａ，ＲｂをそれぞれダイオードＤｉを介して並列に接続してもよい。スイッチング素子をオンする時に使用する抵抗ＲａにはダイオードＤｉのアノードをプッシュプル回路側にして接続し、スイッチング素子をオフする時に使用する抵抗ＲｂにはダイオードＤｉのカソードをプッシュプル回路側にして接続する。また、図４（ｂ）に示すように並列に接続された２つの抵抗Ｒａ，Ｒｂのうち、一方の抵抗ＲａにだけダイオードＤｉを接続してもよい。また、制御回路５を工夫することで図４（ｃ）に示すように抵抗Ｒａ，Ｒｂを接続してもよい。
【００４２】
○ 電流制御モードでスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４を駆動するのに駆動回路Ｄ２，Ｄ３の２つを選択してもよい。この場合抵抗Ｒ２の抵抗値は、電流制限モードにおいて抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２が並列に接続された状態で放射ノイズが許容される範囲で発熱を最低にするように設定される。また、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ２１，Ｔｒ２２の制御マトリックスは表３のようになる。
【００４３】
【表３】
【００４４】
○ 駆動モードは２種類でなくてもよい。例えば駆動回路として異なる抵抗値の抵抗Ｒ１，Ｒ２を有する駆動回路Ｄ２，Ｄ３を設け、駆動回路Ｄ２のみを動作させるモード、駆動回路Ｄ３のみを動作させるモード、駆動回路Ｄ２，Ｄ３を同時に動作させるモードの３種類のモードでもよい。３種類以上でも、駆動モードの数に応じて制御マトリックスを変更すればよい。この場合、駆動モードの数の他に、各駆動回路に接続する抵抗の種類、各駆動モードで動作させる回路の数も変更でき、回路設計の自由度がさらに大きくなる。
【００４５】
○ １つのスイッチング素子に対して駆動回路を３つ以上並列に接続してもよい。例えばそれぞれ異なる抵抗値の抵抗を有する駆動回路を３つ設け、駆動モードによりそれぞれ１つの駆動回路を動作させたり、複数の駆動回路を同時に動作させてもよい。４つ以上でも、駆動回路の数に応じて制御マトリックスを変更すればよい。この場合、駆動回路の数の他に、駆動モードの数、各駆動回路に接続する抵抗の種類、各駆動モードで動作させる回路の数も変更でき、回路設計の自由度がさらに大きくなる。
【００４６】
○ スイッチング素子はＭＯＳＦＥＴに限らない。例えばＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタでもよい。
○ 駆動装置としてＡＣインバータのＨブリッジ回路に用いられるものに限らない。例えばスイッチング素子を用いた電源装置に用いてもよい。また、モータのチョッピング制御を行うスイッチング素子の駆動装置に用いてもよい。
【００４７】
○ 駆動モードは制御周波数に応じて切り換えられるものに限らない。例えば任意にモータ回転数を変更する様なチョッピング制御を行うスイッチング素子に用いた場合、モータの回転数に応じて手動で駆動モードに切り換えてもよい。
【００４８】
○ 複数の駆動回路に接続されたスイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４はＨブリッジ回路２のスイッチング素子のうち接地側に接続されているものに限らない。例えば直流電源Ｅの正極側に接続されたスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２に複数の駆動回路を接続し、スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４にそれぞれ１個の駆動回路を接続してもよい。また、全てのスイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４に複数の駆動回路を接続してもよい。
【００４９】
前記実施の形態から把握できる技術的思想（発明）について以下に記載する。
（１） 前記駆動回路が、すべて同じ抵抗値を持っており、前記駆動モードによって動作される駆動回路の数が変更される請求項１，請求項２及び請求項４に記載の駆動装置。
【００５０】
（２） 前記通常モードが商用交流周波数であり、前記電流制限モードは通常モードの百倍以上の周波数である。
【００５１】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１〜請求項８に記載の発明によれば、設計の自由度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一実施の形態におけるＡＣインバータの回路図。
【図２】 スイッチング素子ＳＷ１，ＳＷ２の駆動回路図。
【図３】 スイッチング素子ＳＷ３，ＳＷ４の駆動回路図。
【図４】 （ａ）〜（ｃ）は別の実施形態における駆動回路の抵抗の接続を示す回路図。
【図５】 従来の駆動回路図。
【符号の説明】
１…ＡＣインバータ、２…Ｈブリッジ回路、４…駆動装置、５…制御回路、６…過電流検出装置、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３…駆動回路、Ｐ１，Ｐ２…プッシュプル回路、Ｒ１，Ｒ２，Ｒａ，Ｒｂ…抵抗、ＳＷ１〜ＳＷ４…スイッチング素子。
Claims (8)
- １つのスイッチング素子に対して前記スイッチング素子を駆動させる複数の駆動回路と、あらかじめ決められた複数の制御周波数によって前記駆動回路を選択的に動作させる制御回路とを備え、
前記スイッチング素子は複数の制御周波数で駆動され、前記駆動回路は抵抗を含んで構成されており、
前記制御周波数に応じて前記駆動回路を選択的に動作させることにより、前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を変更するよう構成され、
前記制御周波数を高くした場合に、前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を小さくするスイッチング素子の駆動装置。 - 前記駆動回路がプッシュプル回路と抵抗を有し、前記抵抗の一端が前記スイッチング素子の制御端子に接続され、他端が前記プッシュプル回路の出力端子に接続されている請求項１に記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記制御回路は、前記スイッチング素子を駆動させる制御周波数に応じて切り換えられる複数の駆動モードを備え、該制御周波数に応じて切り換えられた駆動モードによって前記駆動回路を選択的に動作させるよう構成され、
前記抵抗の抵抗値が各駆動回路によって異なり、前記駆動モードによって前記複数の駆動回路のうち１つが動作される請求項２に記載のスイッチング素子の駆動装置。 - 前記制御回路は、前記スイッチング素子を駆動させる制御周波数に応じて切り換えられる複数の駆動モードを備え、該制御周波数に応じて切り換えられた駆動モードによって前記駆動回路を選択的に動作させるよう構成され、
前記駆動モードによって動作される駆動回路の数が変更される請求項１又は請求項２に記載のスイッチング素子の駆動装置。 - 前記駆動回路の数が２つであり、該２つの駆動回路を構成する抵抗がそれぞれ同じ抵抗値を有する請求項４に記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記制御回路は、前記スイッチング素子を駆動させる制御周波数に応じて切り換えられる複数の駆動モードを備え、該制御周波数に応じて切り換えられた駆動モードによって前記駆動回路を選択的に動作させるよう構成されており、
前記スイッチング素子はＨブリッジ回路を構成するスイッチング素子であって、前記制御回路は、前記駆動モードとして、通常モードと、前記Ｈブリッジ回路が有する出力部に流れる電流を制限する電流制限モードとを備える請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載のスイッチング素子の駆動装置。 - 前記通常モードでは前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を第１の抵抗値とし、
前記電流制限モードでは前記スイッチング素子の制御端子に接続される抵抗の抵抗値を前記第１の抵抗値より小さい第２の抵抗値とする請求項６に記載のスイッチング素子の駆動装置。 - 前記スイッチング素子が前記Ｈブリッジ回路を構成するスイッチング素子のうち接地側に接続されている２つのスイッチング素子である請求項６又は請求項７に記載のスイッチング素子の駆動装置。
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