JP5617591B2 - スイッチング素子の駆動装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明にかかるスイッチング素子の駆動装置をハイブリッド車に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第3の実施形態>
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
直流電圧源としては、先の図2(b)において例示したようにコンデンサからなるものに限らない。たとえば2次電池であってもよい。この場合であっても、出力電圧が最高値となるもの以外の各電源電圧が、最高値を均等分割した電圧となるものにも限らないが、均等分割した電圧であることが望ましい。
上昇手段としては、複数の直流電圧源の中から利用するものを切り替える手段に限らないことについては、「直流電圧源について」の欄に記載したとおりである。
制限手段としては、定電流回路SCjに限らない。たとえば抵抗体であってもよい。すなわち、たとえば先の図2(a)に示した構成において、定電流回路SCjを、線形素子としての抵抗体に変更してもよい。この場合であっても、ゲートの充電の進行に伴い電源電圧を上昇させることで、出力電圧V3のみを用いる場合と比較して、制限手段(抵抗体)による損失を低減することができる。
定電流制御手段としては、直流電圧源の出力電圧の切り替えにかかわらず電流量を変化させないものに限らない。たとえばミラー期間に対応するもの(定電流回路SC2)の電流を他よりも大きくしてもよい。
定電流制御手段の出力側に接続される整流手段としては、ダイオード22〜26に限らず、たとえばサイリスタ等であってもよい。なお、たとえばスイッチング素子40の寄生ダイオード等によって直流電圧源側に電流が逆流することが無い場合等にあっては、整流手段を備えなくてもよい。
可変手段としては、上記第2の実施形態において例示したものに限らない。たとえば、上記第2の実施形態において、4つの出力電圧V1<V2a<V2b<V3を用意し、相電流に応じて、出力電圧V2aと出力電圧V2bとのいずれを用いるかを選択するものであってもよい。
駆動対象となるスイッチング素子としては、IGBTに限らず、たとえばパワーMOS型電界効果トランジスタ等の電界効果トランジスタであってもよい。この際、Nチャネルにも限らず、Pチャネルであってもよい。Pチャネルを用いる場合、開閉制御端子(ゲート)に正の電荷を充電するのは、オフ状態への切り替え時となる。
・ドライブユニットDUとしては、集積回路を備える構成に限らない。
Claims (12)
- 電圧制御形のスイッチング素子を駆動するスイッチング素子の駆動装置において、
前記スイッチング素子の開閉制御端子に該スイッチング素子のスイッチング状態を切り替えるための正の電荷を供給する直流電圧源と、
前記直流電圧源から前記開閉制御端子へと前記電荷を供給するための電流の流通経路における電流量を制限する制限手段と、
前記開閉制御端子の充電の進行に伴い前記直流電圧源の出力電圧を上昇させる上昇手段とを備え、
前記制限手段は、前記直流電圧源から前記開閉制御端子へと流入する電流を一定値に制御する定電流制御手段を備えることを特徴とするスイッチング素子の駆動装置。 - 前記上昇手段は、前記開閉制御端子の充電電圧の上昇速度が低下する期間であるミラー期間を回避して前記出力電圧を上昇させることを特徴とする請求項1記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記上昇手段による前記直流電圧源の出力電圧の上昇タイミングには、前記スイッチング素子がオン状態となるタイミングよりも前のタイミングが含まれることを特徴とする請求項1または2記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記上昇手段による前記直流電圧源の出力電圧の上昇タイミングには、前記開閉制御端子の充電電圧の上昇速度が低下する期間であるミラー期間よりも後のタイミングが含まれることを特徴とする請求項1または2記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 電圧制御形のスイッチング素子を駆動するスイッチング素子の駆動装置において、
前記スイッチング素子の開閉制御端子に該スイッチング素子のスイッチング状態を切り替えるための正の電荷を供給する直流電圧源と、
前記直流電圧源から前記開閉制御端子へと前記電荷を供給するための電流の流通経路における電流量を制限する制限手段と、
前記開閉制御端子の充電の進行に伴い前記直流電圧源の出力電圧を、前記開閉制御端子の充電電圧の上昇速度が低下する期間であるミラー期間に対応する前記開閉制御端子の電圧よりも高く上昇させる上昇手段とを備え、
前記上昇手段による前記直流電圧源の出力電圧の上昇タイミングには、前記スイッチング素子がオン状態になり始めるタイミングよりも前のタイミングが含まれることを特徴とするスイッチング素子の駆動装置。 - 前記直流電圧源は、互いに出力電圧が相違する複数の電源からなり、
前記定電流制御手段は、前記複数の電源のそれぞれから前記開閉制御端子へと流入する電流を一定値に制御する各別の手段であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動装置。 - 前記定電流制御手段の出力側には、該定電流制御手段側から前記開閉制御端子側へと進む方向を順方向とする整流手段が設けられていることを特徴とする請求項6記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記上昇手段は、前記開閉制御端子に前記電荷の供給を開始してからの経過時間を計時する計時手段と、該計時された経過時間に基づき前記出力電圧を上昇させる処理を行う手段とを備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記上昇手段は、前記出力電圧を上昇させる処理を行うための前記計時された経過時間の閾値を記憶する手段であって且つ、外部端子によってアクセス可能な記憶手段を備えることを特徴とする請求項8記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記上昇手段は、前記開閉制御端子の電圧を検出する電圧検出手段と、該検出された電圧に基づき前記出力電圧を上昇させる処理を行う手段とを備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動装置。
- 前記上昇手段は、前記出力電圧を段階的に上昇させるものであり、
前記上昇手段は、前記スイッチング素子に流れる電流量に基づき、前記出力電圧の上昇タイミングに対応する前記開閉制御端子の電圧を可変とする可変手段を備えることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動装置。 - 前記制限手段は、集積回路によって構成されていることを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動装置。
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