JP6136720B2 - スイッチング制御装置 - Google Patents

Description

スイッチング素子により構成された電力変換回路のスイッチングを制御するスイッチング制御装置に関する。

スイッチング素子を直列に接続した直列体を、３組並列に接続して構成したインバータ回路では、上下のスイッチング素子が同時にオンして短絡電流が流れることを防止するため、上下のスイッチング素子が同時にオフとなるデッドタイムが設けられている。

特許文献１では、スイッチング素子の個々の応答性を充分に活かすために、デッドタイムを実測し、デッドタイムの実測結果に基づいて、各相のデッドタイムをそれぞれ設定している。

特開２００９−２５４２０１号公報

しかしながら、スイッチング素子の応答性は、スイッチング素子の状態によっても変化する。特許文献１のように、スイッチング素子の状態にかかわらずデッドタイムを一定値とすると、どのような状態であっても安全にスイッチング素子を駆動するために、デッドタイムを十分に大きな値にしなければならない。そのため、デッドタイムが必要以上に長くなるおそれがある。

本発明は、上記実情に鑑み、スイッチング素子の状態に応じてデッドタイムを低減することが可能なスイッチング制御装置を提供することを主たる目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、逆並列に接続されたスイッチング素子及びダイオードを備える半導体モジュールの直列体により構成された電力変換回路のスイッチングを制御するスイッチング制御装置であって、前記スイッチング素子のオン及びオフを指令する駆動信号であって、前記直列体の各スイッチング素子を同時にオフ状態にするデッドタイムを含む駆動信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成された前記駆動信号を、前記スイッチング素子へ伝達する伝達手段と、前記半導体モジュールを流れる電流を検出する検出手段と、を備え、前記信号生成手段は、前記検出手段により検出された電流の値に基づいて、前記駆動信号の前記デッドタイムを設定する。

請求項１に記載の発明によれば、半導体モジュールのスイッチング素子に対してオン及びオフを指令する駆動信号が生成され、生成された駆動信号がスイッチング素子へ伝達される。ここで、駆動信号のデッドタイムは、半導体モジュールを流れる電流の値に基づいて設定される。すなわち、駆動信号のデッドタイムは、半導体モジュールの状態に応じて変化する値になる。

駆動信号のデッドタイムを一定値とすると、どのような状態であっても安全にスイッチング素子を駆動するために、デッドタイムを十分に大きな値にしなければならない。そのため、キャリア周波数を高くすることが困難になる。ここで、本発明者は、半導体モジュールの状態に応じて、スイッチング素子の応答性が変化することを知得した。したがって、半導体モジュールの状態に応じてデッドタイムを設定することにより、デッドタイムが一定値の場合よりも、デッドタイムを低減することができる。ひいては、半導体モジュールの状態に応じて、キャリア周波数を高くすることができる。

また、請求項２に記載の発明は、逆並列に接続されたスイッチング素子及びダイオードを備える半導体モジュールの直列体により構成される電力変換回路のスイッチングを制御するスイッチング制御装置であって、前記スイッチング素子のオン及びオフを指令する駆動信号であって、前記直列体の各スイッチング素子を同時にオフ状態にするデッドタイムを含む駆動信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段により生成された前記駆動信号に基づいて、前記スイッチング素子を駆動する駆動回路と、前記半導体モジュールを流れる電流を検出する検出手段と、を備え、前記駆動回路は、前記検出手段により検出された電流の値に基づいて、前記信号生成手段により生成された前記駆動信号の前記デッドタイムを補正する。

請求項２に記載の発明によれば、半導体モジュールのスイッチング素子に対してオン及びオフを指令する駆動信号が生成される。そして、駆動回路により、半導体モジュールを流れる電流の値に基づいて生成された駆動信号のデッドタイムが補正されるとともに、駆動信号に基づいてスイッチング素子が駆動される。よって、請求項１と同様の効果を奏する。

スイッチング制御装置の構成を示すブロック図。 還流ダイオードに電流が流れていない場合と流れている場合のゲート電圧を示すタイムチャート。 還流ダイオードに流れる電流を示す図。 上アームと下アームに対する駆動信号を示す図。 上アームと下アームに対する駆動信号を示す図。 ＩＧＢＴを流れる電流とゲート電圧を示すタイムチャート。 ＩＧＢＴを流れる電流とゲート電圧の立下りとの対応を示す図。 スイッチング制御装置の変更例を示すブロック図。 スイッチング制御装置の他の変更例を示すブロック図。 ＩＧＢＴを流れる電流と駆動信号との対応を示す図。

以下、スイッチング制御装置を具現化した各実施形態について説明する。各実施形態に係るスイッチング制御装置は、３相インバータのスイッチングを制御することを想定している。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。

（第１実施形態）
まず、図１を参照して、本実施形態に係るスイッチング制御装置及び３相インバータ６０（電力変換回路）の構成について説明する。スイッチング制御装置１０は、マイコン２０（信号生成手段、検出手段）、伝達回路３０（伝達手段）、電流センサ４０（検出手段）を備え、３相インバータ６０のスイッチングを制御する。

３相インバータ６０は、ＩＧＢＴＴ１〜Ｔ６（スイッチング素子）のコレクタ端子とエミッタ端子との間にダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列に接続された６個の半導体モジュールから構成されている。具体的には、２つの半導体モジュールが直列に接続された直列体が、３つ並列に接続されて３相インバータ６０を構成している。３つの直列体の直列接続点は、３相交流モータＭＧ１及びＭＧ２（負荷５０）を構成する各相コイルに、それぞれ接続されている。また、３つのＩＧＢＴＴ１，Ｔ３，Ｔ５のコレクタ端子は、ＭＧ１及びＭＧ２の駆動電源（図略）の正極端子に接続されている。一方、３つのＩＧＢＴＴ２，Ｔ４，Ｔ６のエミッタ端子は、ＭＧ１及びＭＧの負極端子に接続されている。また、ＩＧＢＴＴ１〜Ｔ６のゲート端子は、ドライブＩＣ３２にそれぞれ接続されている。

ＩＧＢＴＴ１〜Ｔ６は、ドライブＩＣ３２により駆動されてオン、オフするスイッチング素子である。また、ダイオードＤ１〜Ｄ６は、ＩＧＢＴＴ１〜Ｔ６のオンオフに伴うサージ電流を流すために設けられた還流ダイオードである。なお、図１では、ＩＧＢＴＴ３〜Ｔ６のゲート端子に接続されている伝達回路３０は省略し、ＩＧＢＴＴ１，Ｔ２のゲート端子に接続されている伝達回路３０のみを示している。

マイコン２０は、ＩＧＢＴＴ１〜Ｔ６のオン及びオフを指令する駆動信号を生成する。この駆動信号には、上アームのＩＧＢＴ及び下アームのＩＧＢＴが同時にオン状態となって短絡電流が流れることを防止するために、上アームのＩＧＢＴ及び下アームのＩＧＢＴを同時にオフ状態にするデッドタイムが含まれる。マイコン２０は、各半導体モジュールを流れる電流の値に基づいて、ＩＧＢＴＴ１〜Ｔ６のそれぞれに対する駆動信号のデッドタイムを設定する。半導体モジュールの状態に応じたデッドタイムの設定については、後で詳述する。

伝達回路３０は、フォトカプラ３１及びドライブＩＣ３２（駆動回路）を備え、マイコン２０により生成された駆動信号を、ＩＧＢＴＴ１〜Ｔ６へ伝達する。フォトカプラ３１は、入力側に発光素子、出力側に受光素子を備え、入力された電気信号を発光素子により光に変換するとともに、受光素子により光を再度電気信号に変換する。すなわち、フォトカプラ３１の入力側と出力側とは、電気的に絶縁される。そのため、フォトカプラ３１を挟んでマイコン側（低電圧側）と、インバータ６０側（高電圧側）とは絶縁されている。ドライブＩＣ３２は、ＩＧＢＴＴ１〜Ｔ６のゲート端子とそれぞれ接続されており、マイコン２０により生成された駆動信号に基づいて、ＩＧＢＴＴ１〜Ｔ６を駆動する。

電流センサ４０は、３相インバータ６０の各直列体の直列接続点と負荷５０との間を流れる電流を検出するセンサである。電流センサ４０により検出された電流値は、マイコン２０へ送信される。マイコン２０は、駆動信号のタイミングと、電流センサ４０により検出された電流値とを比較することにより、直列体のＩＧＢＴに流れる電流の大きさや、上アームの還流ダイオード、又は下アームの還流ダイオードに電流が流れているか否かを検出する。

次に、マイコン２０によるデッドタイムの設定について説明する。本発明者は、半導体モジュールの状態に応じて、ＩＧＢＴＴ１〜Ｔ６の応答性が変化することを知得した。具体的には、本発明者は、ＩＧＢＴをオンからオフに切り替える時に、そのＩＧＢＴに逆並列接続された還流ダイオードに電流が流れている場合は、そのＩＧＢＴのゲート電圧の立下り時にミラー電圧が発生しないことを知得した。

図２（ａ）に、直列体の一方の半導体モジュールのＩＧＢＴをオンからオフへ切り替える時に、その半導体モジュールの還流ダイオードに電流が流れていない場合において、図示しない電圧センサにより実測されたゲート電圧Ｖｇを示す。また、図２（ｂ）に、直列体の一方の半導体モジュールのＩＧＢＴをオンからオフへ切り替える時に、その半導体モジュールのダイオードに電流が流れている場合において、図示しない電圧センサにより実測されたゲート電圧Ｖｇを示す。

図２（ａ）に示すように、ＩＧＢＴをオンからオフに切り替える時に還流ダイオードに電流が流れていない場合は、そのＩＧＢＴのゲート電圧Ｖｇの立下り時にミラー電圧が発生している。これに対して、図２（ｂ）に示すように、ＩＧＢＴをオンからオフに切り替える時に還流ダイオードに電流が流れている場合は、そのＩＧＢＴのゲート電圧Ｖｇの立下り時にミラー電圧が発生していない。

そして、ＩＧＢＴのゲート電圧Ｖｇの立ち下がり時にミラー電圧が発生しない場合は、ミラー電圧が発生する場合よりも、そのＩＧＢＴを流れる電流の立下りは速くなる。したがって、直列体の一方の半導体モジュールのＩＧＢＴをオンからオフに切り替える時に、その半導体モジュールの還流ダイオードに電流が流れている場合には、還流ダイオードに電流が流れていない場合よりも、直列体の一方のＩＧＢＴに対するオフ指令の開始から、他方のＩＧＢＴに対するオン指令の開始までのデッドタイムを短く設定できる。具体的には、以下のように設定する。

図３に、電流センサ４０により検出される電流であって、ダイオードＤ１，Ｄ２を流れる電流を示す。電流センサ４０により検出される電流が正、すなわち、直列体の直列接続点から負荷５０へ電流が流れている場合は、下アームのダイオードＤ２に電流が流れている。一方、電流センサ４０に流れる電流が負、すなわち、負荷５０から直列体の直列接続点へ電流が流れている場合は、上アームのダイオードＤ１に電流が流れている。

図４に、直列体の下アームのＩＧＢＴＴ２をオンからオフに切り替える時に、下アームのダイオードＤ２に電流が流れている場合の駆動信号を示す。下アームのダイオードＤ２に電流が流れている場合には、電流センサ４０により検出される電流の値は正になる。この場合は、下アームのＩＧＢＴＴ２をオンからオフに切り替える時に、下アームのダイオードＤ２に電流が流れていない場合よりも、下アームのＩＧＢＴＴ２を流れる電流の立下りが速くなる。したがって、ＩＧＢＴＴ２をオンからオフに切り替える時に、ダイオードＤ２に電流が流れている場合は、ダイオードＤ２に電流が流れていない場合よりも、ＩＧＢＴＴ２に対するオフ指令の開始から、ＩＧＢＴＴ１に対するオン指令の開始までのデッドタイムを短く設定する。詳しくは、上アームのＩＧＢＴＴ１に対するオン指令の開始を、ダイオードＤ２に電流が流れていない場合よりも早くする。

また、図５に、直列体の上アームのＩＧＢＴＴ１をオンからオフに切り替える時に、上アームのダイオードＤ１に電流が流れている場合の駆動信号を示す。ダイオードＤ１に電流が流れている場合には、電流センサ４０により検出される電流の値は負になる。この場合は、ＩＧＢＴＴ１をオンからオフに切り替える時に、ダイオードＤ１に電流が流れていない場合よりも、ＩＧＢＴＴ１を流れる電流の立下りが速くなる。したがって、ＩＧＢＴＴ１をオンからオフに切り替える時に、ダイオードＤ１に電流が流れている場合は、ダイオードＤ１に電流が流れていない場合よりも、ＩＧＢＴＴ１に対するオフ指令の開始から、ＩＧＢＴＴ２に対するオン指令の開始までのデッドタイムを短く設定する。詳しくは、下アームのＩＧＢＴＴ２に対するオン指令の開始を、ダイオードＤ１に電流が流れていない場合よりも早くする。

なお、ダイオードＤ１，Ｄ２に流れる電流が０に近い場合は、上述したようにデッドタイムを短く設定することは行わない方がよい。すなわち、ダイオードＤ１，Ｄ２に流れる電流が所定値よりも大きい場合に、上述したようにデッドタイムを短く設定するとよい。

また、本発明者は、ＩＧＢＴを流れる電流が大きいほど、そのＩＧＢＴのゲート電圧Ｖｇに発生するミラー電圧が高くなり、そのＩＧＢＴをオンからオフに切り替える時に、そのＩＧＢＴを流れる電流が速く立ち下がることを知得した。

図６に、ＩＧＢＴをオンからオフに切り替える時において実測された、ゲート電圧Ｖｇ、コレクタ−エミッタ間を流れる電流Ｉｃｅ、コレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅを示す。図６（ａ）には、電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が小さい場合の図を示し、図６（ｂ）には、電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きい場合の図を示す。

図６に示すように、ＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が小さい場合は、電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きい場合よりも、ゲート電圧Ｖｇの立下り時に発生するミラー電圧が低くなっているとともに、電流Ｉｃｅの立下り遅延が長くなっている。なお、電流Ｉｃｅの立下り遅延は、ゲート電圧Ｖｇが降下を開始した時から、コレクタ−エミッタ間電圧Ｖｃｅの上昇が終わるとともに、電流Ｉｃｅが降下を開始する時までの時間である。

図７に、ＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅと、ゲート電圧Ｖｇとの対応を示す。図７（ａ）は、ＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が最も小さい場合の図であり、図７（ｃ）は、ＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が最も大きい場合の図である。図７に示すように、ＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きいほど、ＩＧＢＴをオンからオフに切り替える時において、ゲート電圧Ｖｇに発生するミラー電圧が高くなり、電流Ｉｃｅの立下り遅延が短くなる。

したがって、直列体のＩＧＢＴに流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きいほど、直列体の一方の半導体モジュールのＩＧＢＴに対するオフ指令の開始から、直列体の他方の半導体モジュールのＩＧＢＴに対するオン指令の開始までのデッドタイムを短く設定する。例えば、ＩＧＢＴＴ１に流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きいほど、ＩＧＢＴＴ１に対するオフ指令の開始から、ＩＧＢＴＴ２に対するオン指令の開始までのデッドタイムを短く設定する。詳しくは、電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きいほど、ＩＧＢＴＴ２に対するオン指令の開始を早くする。

以上説明した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。

・半導体モジュールの状態に応じて駆動信号のデッドタイムを設定することにより、デッドタイムが一定値の場合よりも、デッドタイムを低減することができる。ひいては、半導体モジュールの状態に応じて、キャリア周波数を高くすることができる。

・直列体の一方のＩＧＢＴをオンからオフに切り替える時に、そのＩＧＢＴに逆並列に接続された還流ダイオードに電流が流れている場合は、その還流ダイオードに電流が流れていない場合よりも、その直列体の他方のＩＧＢＴに対するオン指令の開始を早くすることができる。したがって、直列体の一方のＩＧＢＴに対するオフ指令の開始から、直列体の他方のＩＧＢＴに対するオン指令の開始までのデッドタイムを短く設定できる。

・ＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きいほど、そのＩＧＢＴのゲート電圧Ｖｇに発生するミラー電圧が高くなる。そのため、ＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きいほど、ＩＧＢＴをオンからオフに切り替える時に、ＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅが速く立ち下がる。したがって、ＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きいほど、直列体の一方のＩＧＢＴに対するオフ指令の開始から、直列体の他方のＩＧＢＴに対するオン指令の開始までのデッドタイムを短く設定できる。

・直列体の直列接続点と負荷５０との間の電流を検出することにより、直列体のＩＧＢＴに流れる電流の大きさ、及び上アームの還流ダイオード又は下アームの還流ダイオードに電流が流れているか否かを検出できる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、第１実施形態と異なる点について説明する。図８に、第２実施形態係るスイッチング制御装置１０の構成を示す。本実施形態では、電流センサ４０により検出された電流値は、伝達回路３０のドライブＩＣ３２へ送信される。詳しくは、ＩＧＢＴＴ１とＩＧＢＴＴ２との直列接続点と負荷５０との間で検出された電流値は、ＩＧＢＴＴ１及びＩＧＢＴＴ２にそれぞれ接続されているドライブＩＣ３２へ送信される。また、ＩＧＢＴＴ３とＩＧＢＴＴ４との直列接続点と負荷５０との間で検出された電流値は、ＩＧＢＴＴ３及びＩＧＢＴＴ４にそれぞれ接続されているドライブＩＣ３２へ送信される。また、ＩＧＢＴＴ５とＩＧＢＴＴ６との直列接続点と負荷５０との間で検出された電流値は、ＩＧＢＴＴ５及びＩＧＢＴＴ６にそれぞれ接続されているドライブＩＣ３２へ送信される。本実施形態では、電流センサ４０とドライブＩＣ３２により、検出手段が構成される。

本実施形態では、マイコン２０は、電流センサ４０により検出された電流値に基づいて、駆動信号のデッドタイムを設定しない。マイコン２０は、半導体モジュールの状態に関わらず、標準となるデッドタイムを設定する。そのかわりに、ドライブＩＣ３２が、電流センサ４０により検出された電流値に基づいて、マイコン２０により生成された駆動信号のデッドタイムを補正する。

詳しくは、直列体の一方のＩＧＢＴをオンからオフに切り替える時に、そのＩＧＢＴに逆並列に接続された還流ダイオードに電流が流れている場合には、還流ダイオードに電流が流れていない場合よりも、直列体の一方のＩＧＢＴに対するオフ指令の開始から、他方のＩＧＢＴに対するオン指令の開始までのデッドタイムが短くなるように補正する。

例えば、ＩＧＢＴＴ２をオンからオフに切り替える時に、ダイオードＤ２に電流が流れている場合は、ダイオードＤ２に電流が流れていない場合よりも、ＩＧＢＴＴ２に対するオフ指令の開始から、ＩＧＢＴＴ１に対するオン指令の開始までのデッドタイムが短くなるように補正する。詳しくは、上アームのＩＧＢＴＴ１に対するオン指令の開始が、ダイオードＤ２に電流が流れていない場合よりも早くなるように補正する。また、ＩＧＢＴＴ１をオンからオフに切り替える時に、ダイオードＤ１に電流が流れている場合は、ダイオードＤ１に電流が流れていない場合よりも、ＩＧＢＴＴ１に対するオフ指令の開始から、ＩＧＢＴＴ２に対するオン指令の開始までのデッドタイムが短くなるように補正する。詳しくは、下アームのＩＧＢＴＴ２に対するオン指令の開始が、ダイオードＤ１に電流が流れていない場合よりも早くなるように補正する。なお、ダイオードＤ１，Ｄ２に流れる電流が所定値よりも大きい場合に、上述したようにデッドタイムが短くなるように補正するとよい。

また、直列体のＩＧＢＴに流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きいほど、直列体の一方のＩＧＢＴに対するオフ指令の開始から、直列体の他方のＩＧＢＴに対するオン指令の開始までのデッドタイムが短くなるように補正する。例えば、ＩＧＢＴＴ１に流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きいほど、ＩＧＢＴＴ１に対するオフ指令の開始から、ＩＧＢＴＴ２に対するオン指令の開始までのデッドタイムが短くなるように補正する。詳しくは、電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きいほど、ＩＧＢＴＴ２に対するオン指令の開始を早くする。

以上説明した第２実施形態によれば、以下の効果を奏する。

・半導体モジュールの状態に応じて駆動信号のデッドタイムを補正することにより、標準のデッドタイムで一定の場合よりも、デッドタイムを低減することができる。ひいては、半導体モジュールの状態に応じて、キャリア周波数を高くすることができる。

・直列体の一方のＩＧＢＴをオンからオフに切り替える時に、そのＩＧＢＴに逆並列に接続された還流ダイオードに電流が流れている場合は、その還流ダイオードに電流が流れていない場合よりも、その直列体の他方のＩＧＢＴに対するオン指令の開始を早くすることができる。したがって、直列体の一方のＩＧＢＴに対するオフ指令の開始から、直列体の他方のスイッチング素子に対するオン指令の開始までのデッドタイムが短くなるように補正できる。

・ＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値が大きいほど、直列体の一方のＩＧＢＴに対するオフ指令の開始から、直列体の他方のＩＧＢＴに対するオン指令の開始までのデッドタイムが短くなるように補正できる。

（他の実施形態）
・ドライブＩＣ３２により、ＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅの値に基づいてデッドタイムを補正する場合は、図９に示すように、ＩＧＢＴのエミッタ端子（出力端子）に接続されたセンス抵抗６１を流れる電流を検出してもよい。詳しくは、センス抵抗６１の両端間の電圧を電圧センサ６２により検出する。電圧センサ６２により検出された電圧値は、ドライブＩＣ３２に送信されて、ＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間を流れる電流Ｉｃｅに換算される。本実施形態では、電圧センサ６２及びドライブＩＣ３２により、検出手段が構成される。

そして、ドライブＩＣ３２は、換算した電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値に基づいて、デッドタイムを補正する。この場合、直列体の一方のＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値に基づいて、直列体の他方のＩＧＢＴに対するオン指令の開始を早くするように、デッドタイムを補正することはできない。そこで、図１０に示すように、上アームのＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値に基づいて、上アームのＩＧＢＴに対する次回のオン指令の開始を早くするように、デッドタイムを補正する。下アームのＩＧＢＴに対しても同様に行うことができる。

・電圧センサ６２により検出された電圧値をマイコン２０へ送信できるようにして、マイコン２０により、ＩＧＢＴのコレクタ−エミッタ間を流れる電流Ｉｃｅに換算してもよい。そして、マイコン２０により、換算した電流Ｉｃｅが一定状態となった時の値に基づいて、デッドタイムを設定してもよい。

・スイッチング素子はＩＧＢＴに限らず、ＭＯＳＦＥＴ等でもよい。

・電力変換回路は、３相インバータに限らず、単相インバータや３相以外の多相インバータでもよいし、インバータに限らずコンバータでもよい。

１０…スイッチング制御装置、２０…マイコン、３０…伝達回路、３２…ドライブＩＣ、４０…電流センサ、Ｔ１〜Ｔ６…ＩＧＢＴ、Ｄ１〜Ｄ６…ダイオード。

Claims (6)

1. 逆並列に接続されたスイッチング素子及びダイオードを備える半導体モジュールの直列体により構成された電力変換回路（６０）のスイッチングを制御するスイッチング制御装置（１０）であって、
   前記スイッチング素子のオン及びオフを指令する駆動信号であって、前記直列体の各スイッチング素子を同時にオフ状態にするデッドタイムを含む駆動信号を生成する信号生成手段（２０）と、
   前記信号生成手段により生成された前記駆動信号を、前記スイッチング素子へ伝達する伝達手段（３０）と、
   前記半導体モジュールを流れる電流を検出する検出手段（２０、４０）と、を備え、
   前記信号生成手段は、前記検出手段により検出された電流の値に基づいて、前記駆動信号の前記デッドタイムを設定するものであって、
   前記信号生成手段は、前記直列体の一方の半導体モジュールの前記スイッチング素子をオンからオフに切り替える時に、前記一方の半導体モジュールの前記ダイオードに電流が流れている場合は、前記一方の半導体モジュールのダイオードに電流が流れていない場合よりも、前記一方の半導体モジュールの前記スイッチング素子に対するオフ指令の開始から前記直列体の他方の半導体モジュールの前記スイッチング素子に対するオン指令の開始までの前記デッドタイムを短く設定することを特徴とするスイッチング制御装置。
2. 逆並列に接続されたスイッチング素子及びダイオードを備える半導体モジュールの直列体により構成される電力変換回路（６０）のスイッチングを制御するスイッチング制御装置（１０）であって、
   前記スイッチング素子のオン及びオフを指令する駆動信号であって、前記直列体の各スイッチング素子を同時にオフ状態にするデッドタイムを含む駆動信号を生成する信号生成手段（２０）と、
   前記信号生成手段により生成された前記駆動信号に基づいて、前記スイッチング素子を駆動する駆動回路（３２）と、
   前記半導体モジュールを流れる電流を検出する検出手段（３２、４０）と、を備え、
   前記駆動回路は、前記検出手段により検出された電流の値に基づいて、前記信号生成手段により生成された前記駆動信号の前記デッドタイムを補正するものであって、
   前記駆動回路は、前記直列体の一方の半導体モジュールの前記スイッチング素子をオンからオフに切り替える時に、前記一方の半導体モジュールの前記ダイオードに電流が流れている場合は、前記一方の半導体モジュールのダイオードに電流が流れていない場合よりも、前記一方の半導体モジュールの前記スイッチング素子に対するオフ指令の開始から前記直列体の他方の半導体モジュールの前記スイッチング素子に対するオン指令の開始までの前記デッドタイムが短くなるように補正することを特徴とするスイッチング制御装置。
3. 前記信号生成手段は、前記直列体の前記スイッチング素子を流れる電流が大きいほど、前記直列体の一方の半導体モジュールの前記スイッチング素子に対するオフ指令の開始から前記直列体の他方の半導体モジュールの前記スイッチング素子に対するオン指令の開始までの前記デッドタイムを短く設定する請求項１に記載のスイッチング制御装置。
4. 前記駆動回路は、前記直列体の前記スイッチング素子を流れている電流が大きいほど、前記直列体の一方の半導体モジュールの前記スイッチング素子に対するオフ指令の開始から前記直列体の他方の半導体モジュールの前記スイッチング素子に対するオン指令の開始までの前記デッドタイムが短くなるように補正する請求項２に記載のスイッチング制御装置。
5. 前記直列体の直列接続点には負荷（５０）が接続されており、
   前記検出手段は、前記直列体の直列接続点と前記負荷との間を流れる電流を検出する請求項１〜４のいずれかに記載のスイッチング制御装置。
6. 前記スイッチング素子の出力端子にはセンス抵抗（６１）が接続されており、
   前記検出手段（３２、６２）は、前記センス抵抗の両端間の電圧を検出して、前記スイッチング素子を流れる電流に換算する請求項４に記載のスイッチング制御装置。