JP7188331B2

JP7188331B2 - Switching device driver

Info

Publication number: JP7188331B2
Application number: JP2019167902A
Authority: JP
Inventors: 洋平近藤; 準二宮地
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2022-12-13
Anticipated expiration: 2039-09-16
Also published as: JP2021048655A

Description

本発明は、半導体材料としてＳｉＣを用いて形成され、並列に接続される複数の半導体スイッチング素子を駆動するためのスイッチング素子駆動装置に関する。 The present invention relates to a switching element driving device for driving a plurality of semiconductor switching elements which are formed using SiC as a semiconductor material and are connected in parallel.

例えば、特許文献１には、並列に接続された第１ＩＧＢＴと第２ＩＧＢＴのためのスイッチング回路について記載されている。この特許文献１のスイッチング回路では、第１ＩＧＢＴ用の駆動回路と、第２ＩＧＢＴ用の駆動回路とが個別に設けられている。そして、例えば、ＩＧＢＴを介して流すべき電流が閾値よりも大きい場合には、それぞれの駆動回路によって第１ＩＧＢＴと第２ＩＧＢＴの両方を同時にオンし、閾値以下の場合には、第１ＩＧＢＴ用の駆動回路によって第１ＩＧＢＴだけをオンする。 For example, Patent Document 1 describes a switching circuit for a first IGBT and a second IGBT connected in parallel. In the switching circuit of Patent Document 1, a drive circuit for the first IGBT and a drive circuit for the second IGBT are separately provided. Then, for example, when the current to be passed through the IGBTs is larger than the threshold, both the first IGBT and the second IGBT are simultaneously turned on by the respective drive circuits, and when the current is equal to or less than the threshold, the drive circuit for the first IGBT is turned on. turns on only the first IGBT.

特開２０１６－１４６７１７号公報JP 2016-146717 A

しかしながら、高耐圧、低損失などを達成するために、スイッチング素子が、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）によって形成される場合、ゲートに正電圧を印加し続けると、ゲート酸化膜界面のトラップに電子が捕獲されることにより、オン閾値電圧が上昇する現象が生じる。並列に接続されるスイッチング素子に、不均一なオン閾値電圧の上昇が生じた場合、これに起因して、複数のスイッチング素子がオンするタイミングがずれて、それぞれのスイッチング素子に流れる電流のアンバランスを助長する虞がある。 However, if the switching element is made of silicon carbide (SiC) in order to achieve high withstand voltage and low loss, if a positive voltage is continuously applied to the gate, electrons are captured in traps at the interface of the gate oxide film. As a result, a phenomenon occurs in which the on-threshold voltage rises. When switching elements connected in parallel have non-uniform increases in on-threshold voltages, this causes a shift in the timing at which a plurality of switching elements turn on, resulting in unbalanced currents flowing through the respective switching elements. There is a risk that it will encourage

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであり、半導体材料としてＳｉＣを用いて形成され、並列接続されたスイッチング素子を同時に駆動する際に、複数のスイッチング素子がオンするタイミングのずれを抑制することができるスイッチング素子駆動装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems. It is an object of the present invention to provide a switching element driving device capable of suppressing noise.

上記目的を達成するために、本発明によるスイッチング素子駆動装置は、半導体材料としてＳｉＣを用いて同じオン閾値電圧（Ｖｔｈ）を有するように形成され、並列に接続される複数の半導体スイッチング素子（１、２）を駆動するためのものであって、
複数の半導体スイッチング素子を駆動する駆動回路（Ｔｒ１、Ｔｒ２、Ｔｒ３）と、
半導体スイッチング素子を介して流れる電流の大きさに応じて、複数の半導体スイッチング素子の同時駆動と、複数の半導体スイッチング素子の一部のみの駆動との一方が実施されるように、駆動回路を制御する制御回路（１０）と、
複数の半導体スイッチング素子のそれぞれのオン閾値電圧を検出する検出回路（２２、２４）と、を備え、
制御回路は、駆動回路に複数の半導体スイッチング素子の一部のみの駆動を実施させる際、検出回路により複数の半導体スイッチング素子のオン閾値電圧に差異が生じていることが検出されると、相対的にオン閾値電圧の低い半導体スイッチング素子を駆動し、相対的にオン閾値電圧の高い半導体スイッチング素子を休止させるように、駆動回路を制御するように構成される。 In order to achieve the above object, a switching element driving device according to the present invention uses SiC as a semiconductor material, is formed to have the same ON threshold voltage (Vth), and is connected in parallel with a plurality of semiconductor switching elements (1 , 2) for driving the
a driving circuit (Tr1, Tr2, Tr3) for driving a plurality of semiconductor switching elements;
Controlling the drive circuit so as to simultaneously drive the plurality of semiconductor switching elements or drive only a portion of the plurality of semiconductor switching elements according to the magnitude of the current flowing through the semiconductor switching elements a control circuit (10) for
a detection circuit (22, 24) for detecting the on-threshold voltage of each of the plurality of semiconductor switching elements,
When the control circuit causes the drive circuit to drive only some of the plurality of semiconductor switching elements, the detection circuit detects that there is a difference in the on-threshold voltages of the plurality of semiconductor switching elements. The driving circuit is configured to control the driving circuit so as to drive the semiconductor switching element with a relatively low on-threshold voltage and deactivate the semiconductor switching element with a relatively high on-threshold voltage.

上記のように、本発明によるスイッチング素子駆動装置では、制御回路（１０）は、駆動回路を制御することにより、複数の半導体スイッチング素子の同時駆動と、複数の半導体スイッチング素子の一部のみの駆動との一方を実施させることが可能である。 As described above, in the switching element driving device according to the present invention, the control circuit (10) controls the driving circuit to simultaneously drive the plurality of semiconductor switching elements and drive only a part of the plurality of semiconductor switching elements. It is possible to implement one of

複数の半導体スイッチング素子の一部のみの駆動を実施させる際、制御回路は、複数の半導体スイッチング素子のオン閾値電圧に差異が生じていることが検出されると、相対的にオン閾値電圧の低い半導体スイッチング素子を駆動し、相対的にオン閾値電圧の高い半導体スイッチング素子を休止させるように、駆動回路を制御する。これにより、複数の半導体スイッチング素子のオン閾値電圧の差異を縮小することが可能となり、複数の半導体スイッチング素子を同時駆動する際のオンタイミングのずれを抑制することが可能となる。 When driving only a part of the plurality of semiconductor switching elements, the control circuit detects that there is a difference in the on-threshold voltages of the plurality of semiconductor switching elements. The driving circuit is controlled so as to drive the semiconductor switching elements and deactivate the semiconductor switching elements having a relatively high on-threshold voltage. As a result, it is possible to reduce the difference in the ON threshold voltages of the plurality of semiconductor switching elements, and to suppress the deviation of the ON timing when driving the plurality of semiconductor switching elements at the same time.

上記括弧内の参照番号は、本開示の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら発明の範囲を制限することを意図したものではない。 The reference numbers in parentheses above merely indicate an example of correspondence with specific configurations in the embodiments described later in order to facilitate the understanding of the present disclosure, and are not intended to limit the scope of the invention. It's not what I did.

また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。 In addition, technical features described in each claim of the scope of claims other than the features described above will become apparent from the description of the embodiments and the accompanying drawings, which will be described later.

第１実施形態のスイッチング素子駆動装置の回路構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing a circuit configuration of a switching element driving device according to a first embodiment; FIG. 第１実施形態のスイッチング素子駆動装置の制御回路が実行する処理を示すフローチャートである。4 is a flow chart showing processing executed by a control circuit of the switching element drive device of the first embodiment; スイッチング素子駆動装置が、片側駆動を指示する休止指示信号に応じて、オン区間に、ＭＯＳＦＥＴ１、２の同時駆動から、ＭＯＳＦＥＴ１の片側駆動に切り替える場合の各部の信号波形を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing signal waveforms of respective parts when the switching element driving device switches from simultaneous driving of MOSFETs 1 and 2 to single-side driving of MOSFET 1 in an ON period in response to a pause instruction signal that instructs single-side driving. 第２実施形態のスイッチング素子駆動装置の回路構成を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing the circuit configuration of a switching element driving device according to a second embodiment; 第３実施形態のスイッチング素子駆動装置の回路構成を示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing a circuit configuration of a switching element driving device according to a third embodiment; 第４実施形態のスイッチング素子駆動装置の回路構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the circuit structure of the switching element drive device of 4th Embodiment.

以下、本発明の実施形態によるスイッチング素子駆動装置について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施形態では、並列に接続される半導体スイッチング素子として、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）を用いて同じオン電圧閾値を有するように形成されたＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴを採用した例について説明する。ただし、並列に接続される半導体スイッチング素子はＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴに限定されず、例えば、ＳｉＣを用いて形成されるＳｉＣ－ＩＧＢＴとしてもよい。 A switching element driving device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each of the following embodiments, an example in which SiC-MOSFETs formed to have the same on-voltage threshold using silicon carbide (SiC) are employed as semiconductor switching elements connected in parallel will be described. However, the semiconductor switching elements connected in parallel are not limited to SiC-MOSFETs, and may be, for example, SiC-IGBTs formed using SiC.

各実施形態のスイッチング素子駆動装置によって駆動されるＳｉＣ－ＭＯＳＦＥＴ（以下、単にＭＯＳＦＥＴと呼ぶ）は、例えば、モータのコイルに交流電流を供給するためのインバータ回路におけるスイッチング素子として用いることができる。それ以外にも、各実施形態のスイッチング素子駆動装置によって駆動されるＭＯＳＦＥＴは、特に、高電圧を用いて、コイルやソレノイドなどの誘導性負荷を駆動するためのスイッチング素子として適用されうる。 A SiC-MOSFET (hereinafter simply referred to as a MOSFET) driven by the switching element drive device of each embodiment can be used, for example, as a switching element in an inverter circuit for supplying alternating current to a coil of a motor. In addition, the MOSFET driven by the switching element drive device of each embodiment can be applied as a switching element for driving an inductive load such as a coil or solenoid using a high voltage.

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のスイッチング素子駆動装置１００の回路構成を示している。図１に示すように、第１実施形態のスイッチング素子駆動装置１００は、並列に接続されたＭＯＳＦＥＴ１とＭＯＳＦＥＴ２を駆動するものである。ＭＯＳＦＥＴ１、２は、同じオン閾値電圧Ｖｔｈを有する。しかしながら、その他の特性（例えば、電流－電圧特性など）は同じであっても良いし、異なっていてもよい。以下の説明では、ＭＯＳＦＥＴ１、２が、すべて同じ特性を有する場合について説明する。 (First embodiment)
FIG. 1 shows the circuit configuration of a switching element driving device 100 of the first embodiment. As shown in FIG. 1, the switching element driving device 100 of the first embodiment drives MOSFET1 and MOSFET2 which are connected in parallel. MOSFETs 1 and 2 have the same ON threshold voltage Vth. However, other characteristics (eg, current-voltage characteristics, etc.) may be the same or different. In the following description, the case where MOSFETs 1 and 2 all have the same characteristics will be described.

スイッチング素子駆動装置１００は、ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに接続され、導通したとき、ＭＯＳＦＥＴ１，２のゲート電位を上昇させて、ＭＯＳＦＥＴ１，２をともにオンさせることが可能なオン用メインスイッチＴｒ１を有する。オン用メインスイッチＴｒ１として、例えば、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴが採用されうる。オン用メインスイッチＴｒ１としてのｐチャネルＭＯＳＦＥＴのソースは、定電流回路１４に接続され、ドレインは、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに達する充電側分岐配線に繋がる共通配線に接続される。 The switching element driving device 100 has an ON main switch Tr1 which is connected to the gates of the MOSFETs 1 and 2 and can raise the gate potentials of the MOSFETs 1 and 2 to turn on both the MOSFETs 1 and 2 when conducting. A p-channel MOSFET, for example, can be employed as the ON main switch Tr1. The source of the p-channel MOSFET as the ON main switch Tr1 is connected to the constant current circuit 14, and the drain is connected to a common wiring connected to the charging side branch wiring reaching the gates of the MOSFETs 1 and 2.

定電流回路１４は、オン用メインスイッチＴｒ１としてのｐチャネルＭＯＳＦＥＴのソースに一定の電流を流すものである。なお、定電流回路１４は、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴのドレインに接続される共通配線に設けてもよい。 The constant current circuit 14 supplies a constant current to the source of the p-channel MOSFET as the ON main switch Tr1. Note that the constant current circuit 14 may be provided on a common wiring connected to the drains of the p-channel MOSFETs.

オン用メインスイッチＴｒ１としてのｐチャネルＭＯＳＦＥＴのドレインに接続される共通配線から分岐して、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに達する充電側分岐配線には、整流素子としてのダイオードＤ１、Ｄ２と、バランス抵抗Ｒ１、Ｒ２とが直列に設けられている。 Diodes D1 and D2 as rectifying elements and a balance resistor R1 and R2 are provided in series.

ダイオードＤ１、Ｄ２は、オン用メインスイッチＴｒ１が導通したとき、定電流回路１４からの一定電流が、それぞれの充電側分岐配線に分配されて、ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに向かって流れることを許容する。ダイオードＤ１、Ｄ２は、降下電圧などの特性が同じものである。また、バランス抵抗Ｒ１、Ｒ２も、抵抗値を含む特性が同じものである。 The diodes D1 and D2 allow the constant current from the constant current circuit 14 to flow toward the gates of the MOSFETs 1 and 2 when the ON main switch Tr1 is turned on. . Diodes D1 and D2 have the same characteristics such as voltage drop. Also, the balance resistors R1 and R2 have the same characteristics including the resistance value.

このように、本実施形態においては、ＭＯＳＦＥＴ１、２、ダイオードＤ１、Ｄ２、及びバランス抵抗Ｒ１、Ｒ２として、それぞれ同じ特性を有する素子を用いている。そのため、オン用メインスイッチＴｒ１が導通して、定電流回路１４からＭＯＳＦＥＴ１及びＭＯＳＦＥＴ２のゲートに電流が通電されるとき、定電流回路１４が発生する一定電流は、ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに同じ電流が流れるように分配される。このため、オン用メインスイッチＴｒ１をオンして、ＭＯＳＦＥＴ１、２を同時駆動する際に、ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲート電圧に差が生じることを抑制することができる。 Thus, in this embodiment, elements having the same characteristics are used as the MOSFETs 1 and 2, the diodes D1 and D2, and the balance resistors R1 and R2. Therefore, when the ON main switch Tr1 is turned on and a current is passed from the constant current circuit 14 to the gates of MOSFET1 and MOSFET2, the constant current generated by the constant current circuit 14 is the same current flowing through the gates of MOSFET1 and MOSFET2. distributed in a flowing manner. Therefore, when the MOSFETs 1 and 2 are simultaneously driven by turning on the ON main switch Tr1, it is possible to suppress the occurrence of a difference in the gate voltages of the MOSFETs 1 and 2. FIG.

また、ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートの充電途中で、なんらかの原因によりゲート間に電位差が生じたとしても、それぞれの充電経路に同じ特性のバランス抵抗Ｒ１、Ｒ２を設けているので、相対的に低電位のゲートに流れる電流が相対的に高電位のゲートに流れる電流よりも多くなるように、それぞれのゲートに流れる電流量が自動的に調整される。従って、ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲート電位がほぼ同時にオン閾値電圧Ｖｔｈに達するようにすることができ、ＭＯＳＦＥＴ１、２がオンするタイミングを揃えることが可能となる。 Also, even if a potential difference occurs between the gates of the MOSFETs 1 and 2 for some reason during the charging of the gates, the charging paths are provided with the balance resistors R1 and R2 having the same characteristics. The amount of current flowing through each gate is automatically adjusted so that the current flowing through the gate is greater than the current flowing through the relatively high-potential gate. Therefore, the gate potentials of the MOSFETs 1 and 2 can be made to reach the on-threshold voltage Vth almost at the same time, and the MOSFETs 1 and 2 can be turned on at the same timing.

実際の回路では、配線、ダイオードＤ１、Ｄ２、ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートなどにインピーダンス成分が存在する。そのため、上述した電流の自動調整機能は、バランス抵抗Ｒ１、Ｒ２が省略された場合であっても、発揮されうる。 In an actual circuit, impedance components exist in wiring, diodes D1 and D2, gates of MOSFETs 1 and 2, and the like. Therefore, the automatic current adjustment function described above can be exhibited even when the balance resistors R1 and R2 are omitted.

また、本実施形態に係るスイッチング素子駆動装置１００は、図１に示すように、オン用メインスイッチＴｒ１の他に、オン用メインスイッチＴｒ１と並列にＭＯＳＦＥＴ１のゲートに接続され、導通したとき、ＭＯＳＦＥＴ１のゲート電位を上昇させて、ＭＯＳＦＥＴ１をオンさせることができるオン用サブスイッチＴｒ２を有している。また、スイッチング素子駆動装置１００は、オン用メインスイッチＴｒ１と並列にＭＯＳＦＥＴ２のゲートに接続され、導通したとき、ＭＯＳＦＥＴ２のゲート電位を上昇させて、ＭＯＳＦＥＴ２をオンさせることができるオン用サブスイッチＴｒ３を有している。つまり、オン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３は、オン用メインスイッチＴｒ１が接続されるよりも少ない数のＭＯＳＦＥＴのゲートに接続されており、その接続された一部のＭＯＳＦＥＴだけをオンさせることが可能となっている。従って、オン用メインスイッチＴｒ１とオン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３との使用を適宜切り替えることにより、駆動するＭＯＳＦＥＴの数を可変することができる。 Further, as shown in FIG. 1, the switching element driving device 100 according to the present embodiment is connected to the gate of the MOSFET 1 in parallel with the ON main switch Tr1 in addition to the ON main switch Tr1. has an ON sub-switch Tr2 that can turn on the MOSFET 1 by increasing the gate potential of the . The switching element driving device 100 also includes an ON sub-switch Tr3 which is connected in parallel with the ON main switch Tr1 to the gate of the MOSFET 2 and which, when turned on, raises the gate potential of the MOSFET 2 to turn on the MOSFET 2. have. That is, the ON sub-switches Tr2 and Tr3 are connected to the gates of the MOSFETs in a smaller number than the ON main switch Tr1 is connected to, and it is possible to turn on only some of the connected MOSFETs. It's becoming Therefore, the number of MOSFETs to be driven can be varied by appropriately switching the use of the ON main switch Tr1 and the ON sub-switches Tr2 and Tr3.

オン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３も、例えば、オン用メインスイッチＴｒ１と同様に、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴによって構成することができる。オン用サブスイッチＴｒ２またはオン用サブスイッチＴｒ３が導通したときには、電源１２からの高電位がＭＯＳＦＥＴ１またはＭＯＳＦＥＴ２のゲートに印加される。 The ON sub-switches Tr2 and Tr3 can also be configured by p-channel MOSFETs, for example, similarly to the ON main switch Tr1. When the ON sub-switch Tr2 or the ON sub-switch Tr3 is turned on, a high potential from the power supply 12 is applied to the gate of MOSFET1 or MOSFET2.

オン用メインスイッチＴｒ１が非導通となっているときに、オン用サブスイッチＴｒ２が導通した場合、ダイオードＤ１が、ＭＯＳＦＥＴ１のゲートに繋がる充電側分岐配線から、ＭＯＳＦＥＴ２のゲートに繋がる充電側分岐配線に電流が回り込むことを防止する。従って、オン用サブスイッチＴｒ２が導通したときは、オン用サブスイッチＴｒ２がゲートに接続されたＭＯＳＦＥＴ１だけを適切に駆動することができる。また、オン用メインスイッチＴｒ１が非導通となっているときに、オン用サブスイッチＴｒ３が導通した場合には、ダイオードＤ２が、ＭＯＳＦＥＴ２のゲートに繋がる充電側分岐配線から、ＭＯＳＦＥＴ１のゲートに繋がる充電側分岐配線に電流が回り込むことを防止する。従って、オン用サブスイッチＴｒ３が導通したときは、オン用サブスイッチＴｒ３がゲートに接続されたＭＯＳＦＥＴ２だけを適切に駆動することができる。 When the ON sub-switch Tr2 becomes conductive while the ON main switch Tr1 is non-conductive, the diode D1 is switched from the charging side branch wiring connected to the gate of MOSFET1 to the charging side branch wiring connected to the gate of MOSFET2. Prevents current from circulating. Therefore, when the ON sub-switch Tr2 is turned on, only the MOSFET 1 whose gate is connected to the ON sub-switch Tr2 can be properly driven. Further, when the ON sub-switch Tr3 is turned on when the ON main switch Tr1 is non-conductive, the diode D2 is connected to the gate of MOSFET1 from the charging side branch wiring connected to the gate of MOSFET2. To prevent current from flowing into a side branch wiring. Therefore, when the ON sub-switch Tr3 is turned on, only the MOSFET 2 whose gate is connected to the ON sub-switch Tr3 can be properly driven.

さらに、スイッチング素子駆動装置１００は、ダイオードＤ１、Ｄ２の下流側において、ＭＯＳＦＥＴ１，２の各ゲートに接続されたオフ用メインスイッチＴｒ４を有する。このオフ用メインスイッチＴｒ４は、ＭＯＳＦＥＴ１、２がオンからオフに切り替えられるときに導通され、オンしていたＭＯＳＦＥＴのゲートに蓄積された電荷を放電させることにより、オンしていたＭＯＳＦＥＴがオフする速度を早めるものである。オフ用メインスイッチＴｒ４は、例えば、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴによって構成することができる。オフ用メインスイッチＴｒ４としてのｎチャネルＭＯＳＦＥＴのソースは、定電流回路１６に接続され、ドレインは、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに達する放電側分岐配線に繋がる共通配線に接続される。 Further, the switching element driving device 100 has an OFF main switch Tr4 connected to the gates of the MOSFETs 1 and 2 on the downstream side of the diodes D1 and D2. This off main switch Tr4 is turned on when the MOSFETs 1 and 2 are switched from on to off, and discharges the charge accumulated in the gates of the on MOSFETs, thereby increasing the speed at which the on MOSFETs turn off. is to hasten The off main switch Tr4 can be configured by, for example, an n-channel MOSFET. The source of the n-channel MOSFET as the main switch Tr4 for OFF is connected to the constant current circuit 16, and the drain is connected to the common wiring connected to the discharge side branch wiring reaching the gates of the MOSFETs 1 and 2.

定電流回路１６は、オフ用メインスイッチＴｒ４としてのｎチャネルＭＯＳＦＥＴのソースに一定の電流を流すものである。なお、定電流回路１６は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴのドレインに接続される共通配線に設けてもよい。 The constant current circuit 16 supplies a constant current to the source of the n-channel MOSFET as the main switch Tr4 for off. The constant current circuit 16 may be provided on a common wiring connected to the drains of the n-channel MOSFETs.

オフ用メインスイッチＴｒ４としてのｎチャネルＭＯＳＦＥＴのドレインに接続される共通配線から分岐して、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに達する放電側分岐配線には、それぞれ、整流素子としてのダイオードＤ３、Ｄ４と、バランス抵抗Ｒ３、Ｒ４とが直列に設けられている。 Diodes D3 and D4 as rectifying elements and diodes D3 and D4 as rectifying elements are provided in the discharge side branch wirings branching from the common wiring connected to the drain of the n-channel MOSFET as the main switch Tr4 for OFF and reaching the gates of the MOSFETs 1 and 2, respectively. Balancing resistors R3 and R4 are provided in series.

ダイオードＤ３、Ｄ４は、ＭＯＳＦＥＴ１、２がオンしている状態で、オフ用メインスイッチＴｒ４が導通したとき、ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートから定電流回路１６に向かって電流が流れることを許容する。この場合、ＭＯＳＦＥＴ１、２の各ゲートから定電流回路１６に向かって流れる電流の合計値が、定電流回路１６が定める一定電流となる。ダイオードＤ３、Ｄ４は、降下電圧などの特性が同じものである。また、バランス抵抗Ｒ３、Ｒ４も、抵抗値を含む特性が同じものである。 Diodes D3 and D4 allow current to flow from the gates of MOSFETs 1 and 2 to constant current circuit 16 when MOSFETs 1 and 2 are on and main switch Tr4 for off is turned on. In this case, the total value of currents flowing from the gates of MOSFETs 1 and 2 toward constant current circuit 16 is the constant current determined by constant current circuit 16 . Diodes D3 and D4 have the same characteristics such as voltage drop. Also, the balance resistors R3 and R4 have the same characteristics including the resistance value.

バランス抵抗Ｒ３、Ｒ４は、バランス抵抗Ｒ１、Ｒ２と同様に、オフ用メインスイッチＴｒ４が導通したときに、ＭＯＳＦＥＴ１とＭＯＳＦＥＴ２のゲート電位に差が生じたとしても、その電位差の減少を促進する作用を有する。これにより、ＭＯＳＦＥＴ１，２がオフするタイミングを揃えることが可能となる。 Similar to the balance resistors R1 and R2, the balance resistors R3 and R4 have the effect of accelerating the reduction of the potential difference even if there is a difference between the gate potentials of the MOSFET1 and the MOSFET2 when the off main switch Tr4 is turned on. have. This makes it possible to match the timings at which the MOSFETs 1 and 2 are turned off.

さらに、ダイオードＤ３は、オン用サブスイッチＴｒ３によってＭＯＳＦＥＴ２だけがオンしているときに、ＭＯＳＦＥＴ２のゲートに繋がる放電側分岐配線から、ＭＯＳＦＥＴ２のゲートに繋がる放電側分岐配線に電流が回り込むことを防止する。また、ダイオードＤ４は、オン用サブスイッチＴｒ２によってＭＯＳＦＥＴ１だけがオンしているときに、ＭＯＳＦＥＴ１のゲートに繋がる放電側分岐配線から、ＭＯＳＦＥＴ２のゲートに繋がる放電側分岐配線に電流が回り込むことを防止する。 Furthermore, the diode D3 prevents current from flowing from the discharge-side branch wiring connected to the gate of the MOSFET2 to the discharge-side branch wiring connected to the gate of the MOSFET2 when only the MOSFET2 is turned on by the ON sub-switch Tr3. . In addition, the diode D4 prevents current from flowing from the discharge-side branch wiring connected to the gate of MOSFET1 to the discharge-side branch wiring connected to the gate of MOSFET2 when only MOSFET1 is turned on by the ON sub-switch Tr2. .

本実施形態のスイッチング素子駆動装置１００では、ＭＯＳＦＥＴ１のゲートは、抵抗Ｒ５を介して接地されている。同様に、ＭＯＳＦＥＴ２のゲートは、抵抗Ｒ６を介して接地されている。抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６は、同じ抵抗値を有している。オン用メインスイッチＴｒ１またはオン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３が導通から非導通に切り替えられたとき、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに蓄積された電荷の少なくとも一部が抵抗Ｒ５、抵抗Ｒ６を介して放電される。特に、後述するように、ＭＯＳＦＥＴのオン期間において、例えば、オン用メインスイッチＴｒ１が導通している状態（同時駆動）から、オン用サブスイッチＴｒ２が導通する状態（片側駆動）に切り替えられたときには、オフ用メインスイッチＴｒ４は非導通のままであるため、オン用メインスイッチＴｒ１を通じてＭＯＳＦＥＴ２のゲートに蓄積された電荷のすべては、抵抗Ｒ６を介して放電されることになる。 In the switching element driving device 100 of this embodiment, the gate of MOSFET1 is grounded through the resistor R5. Similarly, the gate of MOSFET2 is grounded via resistor R6. Resistor R5 and resistor R6 have the same resistance value. When the ON main switch Tr1 or the ON sub-switches Tr2 and Tr3 are switched from conducting to non-conducting, at least part of the charges accumulated in the gates of the MOSFETs 1 and 2 are discharged through the resistors R5 and R6. be. In particular, as will be described later, during the ON period of the MOSFET, for example, when the ON state of the main switch Tr1 is switched from the ON state (simultaneous drive) to the ON state of the ON sub-switch Tr2 (one side drive). , the OFF main switch Tr4 remains non-conducting, so that all the charge accumulated in the gate of the MOSFET 2 through the ON main switch Tr1 is discharged through the resistor R6.

さらに、本実施形態のスイッチング素子駆動装置１００は、ＭＯＳＦＥＴ１のオン閾値電圧Ｖｔｈを検出する第１Ｖｔｈ検出回路２２と、ＭＯＳＦＥＴ２のオン閾値電圧Ｖｔｈを検出する第２Ｖｔｈ検出回路２４とを有する。第１及び第２Ｖｔｈ検出回路２２、２４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴのオン期間の最初にオン用メインスイッチＴｒ１が導通されたときに、それぞれ、ＭＯＳＦＥＴ１およびＭＯＳＦＥＴ２のオン閾値電圧Ｖｔｈを検出することができるように構成されている。より具体的には、第１及び第２Ｖｔｈ検出回路２２、２４は、それぞれ、ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに印加されるゲート電圧と、ソース－ドレイン間に流れる電流に対応する電圧を取り込む。各ＭＯＳＦＥＴ１、２のドレインには、それぞれ抵抗Ｒ７、Ｒ８が接続されている。これらの抵抗Ｒ７、Ｒ８の端子電圧が、各ＭＯＳＦＥＴ１，２のソース－ドレイン間に流れる電流に対応する電圧として、第１及び第２Ｖｔｈ検出回路２２、２４に取り込まれる。 Further, the switching element driving device 100 of this embodiment has a first Vth detection circuit 22 that detects the ON threshold voltage Vth of MOSFET1 and a second Vth detection circuit 24 that detects the ON threshold voltage Vth of MOSFET2. The first and second Vth detection circuits 22 and 24 can detect the on-threshold voltages Vth of MOSFET1 and MOSFET2, respectively, when the on-main switch Tr1 is turned on at the beginning of the on-period of the MOSFETs, for example. is configured to More specifically, the first and second Vth detection circuits 22 and 24 capture the gate voltage applied to the gates of MOSFETs 1 and 2 and the voltage corresponding to the current flowing between the source and drain, respectively. Resistors R7 and R8 are connected to the drains of the MOSFETs 1 and 2, respectively. Terminal voltages of these resistors R7 and R8 are taken into first and second Vth detection circuits 22 and 24 as voltages corresponding to currents flowing between the source and drain of MOSFETs 1 and 2, respectively.

なお、ＭＯＳＦＥＴ１、２が、メイン領域とセンス領域とを含むように構成してもよい。この場合、センス領域には、メイン領域を流れる電流の所定割合（例えば、数百分の１）の電流が流れるように、センス領域とメイン領域とのサイズが定められる。そして、第１及び第２Ｖｔｈ検出回路２２、２４は、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のセンス領域を流れる電流に対応する電圧を取り込むように構成してもよい。 Note that the MOSFETs 1 and 2 may be configured to include a main region and a sense region. In this case, the sizes of the sense region and the main region are determined so that a predetermined proportion (for example, several hundredths) of the current flowing through the main region flows in the sense region. The first and second Vth detection circuits 22 and 24 may be configured to capture voltages corresponding to currents flowing through the sense regions of the MOSFETs 1 and 2, respectively.

ＭＯＳＦＥＴのオン期間の最初にオン用メインスイッチＴｒ１が導通されると、定電流回路１４からの一定電流がほぼ均等に分配されて、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに向かって流れる。このため、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲート電圧は、所定の傾きで上昇する。そして、第１及び第２Ｖｔｈ検出回路２２、２４は、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のソース－ドレイン間に電流が流れ始めたことを検出したときのゲート電圧を、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈとして検出することができる。 When the ON main switch Tr1 is turned on at the beginning of the ON period of the MOSFETs, the constant current from the constant current circuit 14 is almost evenly distributed and flows toward the gates of the MOSFETs 1 and 2. Therefore, the gate voltages of the MOSFETs 1 and 2 rise with a predetermined slope. Then, the first and second Vth detection circuits 22 and 24 detect the gate voltage when detecting that the current starts to flow between the source and drain of each MOSFET 1 and 2 as the ON threshold voltage Vth of each MOSFET 1 and 2. can do.

本実施形態のスイッチング素子駆動装置１００は、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに差異が生じているか否かを判定するＶｔｈ変動判定回路２６を有する。Ｖｔｈ変動判定回路２６は、第１及び第２Ｖｔｈ検出回路２２、２４によって検出された各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに基づいて、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに所定値以上の差異が生じているか否かを判定する。所定値以上の差異が生じている場合には、所定値以上の差異が発生していることを示す信号、さらに、相対的に高いオン閾値電圧Ｖｔｈを有するＭＯＳＦＥＴを示す信号を制御回路１０に出力する。なお、Ｖｔｈ変動判定回路２６が有する判定機能は、制御回路１０が備えるように構成することもできる。 The switching element driving device 100 of the present embodiment has a Vth variation determination circuit 26 that determines whether or not there is a difference between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 . The Vth variation determination circuit 26 detects a difference of a predetermined value or more between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 based on the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 detected by the first and second Vth detection circuits 22 and 24. Determine whether or not When a difference of a predetermined value or more occurs, a signal indicating that a difference of a predetermined value or more has occurred and a signal indicating a MOSFET having a relatively high on-threshold voltage Vth are output to the control circuit 10. do. The determination function of the Vth variation determination circuit 26 can also be provided in the control circuit 10. FIG.

さらに、本実施形態のスイッチング素子駆動装置１００は、外部の制御装置から入力される駆動信号及び休止指示信号に基づき、オン用メインスイッチＴｒ１、オン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３及びオフ用メインスイッチＴｒ４の導通、非導通を制御する制御回路１０を有する。例えば、駆動信号はＰＷＭ信号であり、休止指示信号はＨｉレベルとＬｏレベルの２値信号とすることができる。外部の制御装置は、ＭＯＳＦＥＴ１、２を介して流れる電流の大きさを監視しており、その電流値が閾値以上である場合には、ＭＯＳＦＥＴ１、２の同時駆動を指示するため、Ｌｏレベルの休止指示信号を制御回路１０に入力する。一方、外部の制御装置は、ＭＯＳＦＥＴ１、２を介して流れる電流の大きさが閾値未満である場合には、同時駆動を休止し、一方のＭＯＳＦＥＴのみの駆動（片側駆動）への切り替えを指示するため、Ｈｉレベルの休止指示信号を制御回路１０に入力する。 Further, the switching element driving device 100 of the present embodiment operates on the main switch Tr1 for ON, the sub-switches Tr2 and Tr3 for ON, and the main switch Tr4 for OFF based on the drive signal and the pause instruction signal input from an external control device. It has a control circuit 10 for controlling conduction and non-conduction. For example, the drive signal can be a PWM signal, and the pause instruction signal can be a binary signal of Hi level and Lo level. The external control device monitors the magnitude of the current flowing through the MOSFETs 1 and 2, and if the current value is greater than or equal to the threshold, it instructs the simultaneous driving of the MOSFETs 1 and 2. An instruction signal is input to the control circuit 10 . On the other hand, when the magnitude of the current flowing through the MOSFETs 1 and 2 is less than the threshold, the external control device suspends simultaneous driving and instructs switching to driving of only one MOSFET (single-sided driving). Therefore, a hi-level pause instruction signal is input to the control circuit 10 .

ここで、本実施形態では、各ＭＯＳＦＥＴ１、２は、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）によって形成されているので、ゲートに正電圧を印加し続けると、ゲート酸化膜界面のトラップに電子が捕獲されることにより、オン閾値電圧が上昇する現象が生じる。このため、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈが初期的には一致していても、使用を繰り返すことにより、両ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに差異が生じる可能性がある。並列に接続されるＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧に差異が生じた場合、ＭＯＳＦＥＴ１、２を同時駆動すべくオン用メインスイッチＴｒ１がオンされても、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオンするタイミングがずれてしまう虞がある。 Here, in the present embodiment, each of the MOSFETs 1 and 2 is made of silicon carbide (SiC). Therefore, when a positive voltage is continuously applied to the gate, electrons are trapped in traps at the interface of the gate oxide film. , a phenomenon occurs in which the on-threshold voltage rises. Therefore, even if the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 are initially the same, there is a possibility that the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 will differ due to repeated use. If there is a difference in the on-threshold voltages of the MOSFETs 1 and 2 connected in parallel, even if the main switch Tr1 is turned on to simultaneously drive the MOSFETs 1 and 2, the MOSFETs 1 and 2 may turn on at different timings. There is

そこで、制御回路１０は、片側駆動を行う際に、Ｖｔｈ変動判定回路２６から、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに差異が生じていることを示す信号が入力されると、相対的にオン閾値電圧Ｖｔｈの低いＭＯＳＦＥＴだけをオンし、相対的にオン閾値電圧Ｖｔｈの高いＭＯＳＦＥＴを休止させるように、オン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３を制御する。これにより、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈの差異を縮小することが可能となり、ＭＯＳＦＥＴ１、２を同時駆動する際のオンタイミングのずれを抑制することが可能となる。 Therefore, when the control circuit 10 receives a signal indicating that there is a difference between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 from the Vth variation determination circuit 26 when performing one-side driving, the control circuit 10 relatively The ON sub-switches Tr2 and Tr3 are controlled so that only the MOSFETs with a low voltage Vth are turned ON and the MOSFETs with a relatively high ON threshold voltage Vth are deactivated. This makes it possible to reduce the difference between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2, and to suppress the deviation of the on-timing when the MOSFETs 1 and 2 are simultaneously driven.

以下、図２のフローチャート及び図３のタイミングチャートを参照して、本実施形態に係るスイッチング素子駆動装置１００の動作をより詳しく説明する。なお、図２のフローチャートは、制御回路１０において実行される処理の流れを示している。図３のタイミングチャートは、Ｈｉレベルの休止指示信号に応じて、制御回路１０が、オン指令区間に、ＭＯＳＦＥＴ１、２の同時駆動から、相対的に低いオン閾値電圧Ｖｔｈを有するＭＯＳＦＥＴ１だけの駆動に切り替える場合の各部の信号波形を示している。 Hereinafter, the operation of the switching element driving device 100 according to the present embodiment will be described in more detail with reference to the flowchart of FIG. 2 and the timing chart of FIG. 2 shows the flow of processing executed in the control circuit 10. As shown in FIG. The timing chart of FIG. 3 shows that the control circuit 10 changes from driving MOSFETs 1 and 2 simultaneously to driving only MOSFET 1 having a relatively low ON threshold voltage Vth in the ON command section in response to a Hi-level pause instruction signal. The signal waveforms of each part when switching are shown.

図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１００では、制御回路１０は、外部の制御装置から入力される駆動信号がオフからオンに変化したか否かを判定する。この判定処理において、オフからオンに変化していないと判定すると、制御回路１０は、ステップＳ１００の処理を繰り返し実行し、駆動信号がオフからオンに変化するまで待機する。一方、駆動信号がオフからオンに変化したと判定すると、次のステップＳ１１０の処理に進む。ステップＳ１１０では、制御回路１０は、オン用メインスイッチＴｒ１に駆動信号を出力して導通させ、オン用メインスイッチＴｒ１をオンさせる。つまり、図３のタイミングチャートに示すように、制御回路１０は、時間Ｔ１、Ｔ２で始まる駆動信号のオン指令期間の初期に、オン用メインスイッチＴｒ１を導通するように制御して、ＭＯＳＦＥＴ１、２を同時にオンさせる。 In the flowchart of FIG. 2, in step S100, the control circuit 10 determines whether or not the drive signal input from the external control device has changed from OFF to ON. In this determination process, if it is determined that there is no change from off to on, the control circuit 10 repeats the process of step S100 and waits until the drive signal changes from off to on. On the other hand, if it is determined that the drive signal has changed from off to on, the process proceeds to the next step S110. In step S110, the control circuit 10 outputs a drive signal to the ON main switch Tr1 to make it conductive, thereby turning ON the ON main switch Tr1. That is, as shown in the timing chart of FIG. 3, the control circuit 10 controls the ON main switch Tr1 to be conductive at the beginning of the ON command period of the drive signal starting at times T1 and T2, thereby turning on the MOSFETs 1 and 2. are turned on at the same time.

外部の制御装置は、ＭＯＳＦＥＴ１、２が同時にオンされている間に、それらＭＯＳＦＥＴ１、２を介して流れる電流の大きさが閾値以上か否かを判定し、その判定結果に応じた休止指示信号を制御回路１０に出力する。さらに、第１及び第２Ｖｔｈ検出回路２２、２４も、ＭＯＳＦＥＴ１、２が同時にオンされるときに、それぞれのオン閾値電圧Ｖｔｈを検出して、Ｖｔｈ変動判定回路２６に出力する。Ｖｔｈ変動判定回路２６は、第１及び第２Ｖｔｈ検出回路２２、２４から入力された各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに基づいて、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに所定値以上の差異が発生しているか否かを判定し、その判定結果を示す信号を制御回路１０に出力する。 An external control device determines whether or not the magnitude of the current flowing through the MOSFETs 1 and 2 is equal to or greater than a threshold value while the MOSFETs 1 and 2 are simultaneously turned on, and outputs a pause instruction signal according to the determination result. Output to the control circuit 10 . Furthermore, the first and second Vth detection circuits 22 and 24 also detect the on-threshold voltages Vth and output them to the Vth variation determination circuit 26 when the MOSFETs 1 and 2 are turned on at the same time. Based on the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 input from the first and second Vth detection circuits 22 and 24, the Vth variation determination circuit 26 determines whether there is a difference of a predetermined value or more between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2. It determines whether or not it has occurred, and outputs a signal indicating the determination result to the control circuit 10 .

ステップＳ１２０では、外部の制御装置から入力される休止指示信号が同時駆動と片側駆動とのどちらを指示しているかを判定する。休止指示信号が同時駆動を指示している場合には、ステップＳ１３０の処理に進む。一方、休止指示信号が片側駆動を指示している場合には、ステップＳ１４０の処理に進む。 In step S120, it is determined whether the pause instruction signal input from an external control device indicates simultaneous driving or single-sided driving. If the pause instruction signal instructs simultaneous driving, the process proceeds to step S130. On the other hand, if the pause instruction signal instructs one-sided drive, the process proceeds to step S140.

ステップＳ１３０では、休止指示信号により同時駆動が指示されているので、制御回路１０は、駆動信号がＨｉレベルとなるオン指令期間に渡って、オン用メインスイッチＴｒ１への駆動信号の出力を継続することにより、オン用メインスイッチＴｒ１を導通した状態に維持する。この結果、駆動信号のオン指令期間中、ＭＯＳＦＥＴ１、２がともにオンされたままとなる。 In step S130, since simultaneous driving is instructed by the pause instruction signal, the control circuit 10 continues outputting the drive signal to the ON main switch Tr1 over the ON instruction period in which the drive signal is at Hi level. As a result, the ON main switch Tr1 is maintained in a conducting state. As a result, both MOSFETs 1 and 2 remain on during the ON command period of the drive signal.

一方、ステップＳ１４０では、休止指示信号により片側駆動が指示されているので、駆動すべきＭＯＳＦＥＴを決定するために、制御回路１０は、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに所定値以上の差異が発生しているか否かを判定する。この判定処理において、所定値以上の差異が発生していると判定した場合、ステップＳ１５０の処理に進む。逆に、所定値以上の差異が発生していないと判定した場合には、ステップＳ１６０の処理に進む。 On the other hand, in step S140, since single-side driving is instructed by the pause instruction signal, the control circuit 10 determines whether the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 differ by a predetermined value or more in order to determine the MOSFETs to be driven. Determine whether or not it has occurred. If it is determined in this determination process that the difference is greater than or equal to the predetermined value, the process proceeds to step S150. Conversely, if it is determined that a difference equal to or greater than the predetermined value has not occurred, the process proceeds to step S160.

ステップＳ１５０では、制御回路１０は、オン用メインスイッチＴｒ１への駆動信号を停止してオン用メインスイッチＴｒ１をオフするとともに、相対的にオン閾値電圧Ｖｔｈの低いＭＯＳＦＥＴに対応するオン用サブスイッチに駆動信号を出力して、相対的にオン閾値電圧Ｖｔｈの低いＭＯＳＦＥＴを導通させる。その一方、制御回路１０は、相対的にオン閾値電圧Ｖｔｈの高いＭＯＳＦＥＴに対応するオン用サブスイッチには駆動信号を出力せず、相対的にオン閾値電圧Ｖｔｈの高いＭＯＳＦＥＴを休止させる。このように、相対的にオン閾値電圧Ｖｔｈの高いＭＯＳＦＥＴを休止させることで、上昇したオン閾値電圧Ｖｔｈの低下を図ることができる。従って、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈの差異を縮小することが可能となる。 In step S150, the control circuit 10 stops the drive signal to the on-main switch Tr1 to turn off the on-main switch Tr1, and turns on the on-sub-switch corresponding to the MOSFET having a relatively low on-threshold voltage Vth. A drive signal is output to turn on a MOSFET with a relatively low on-threshold voltage Vth. On the other hand, the control circuit 10 does not output a drive signal to the ON sub-switch corresponding to the MOSFET with the relatively high ON threshold voltage Vth, and puts the MOSFET with the relatively high ON threshold voltage Vth inactive. In this way, by suspending the MOSFET with a relatively high on-threshold voltage Vth, it is possible to reduce the increased on-threshold voltage Vth. Therefore, it is possible to reduce the difference between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2. FIG.

なお、図３のタイミングチャートは、外部の制御装置からの休止指示信号により片側駆動が指示され、ＭＯＳＦＥＴ２のオン閾値電圧ＶｔｈがＭＯＳＦＥＴ１のオン閾値電圧Ｖｔｈよりも所定値以上高い場合の各部の信号波形を示している。この場合、制御回路１０は、図３に示すように、駆動信号のオン指令期間の初期はオン用メインスイッチＴｒ１を導通するように制御して、ＭＯＳＦＥＴ１、２を同時にオンさせる。しかし、外部の制御装置から、片側駆動を指示する休止指示信号が入力された時点で、オン用メインスイッチＴｒ１をオフするとともに、相対的にオン閾値電圧Ｖｔｈの低いＭＯＳＦＥＴ１に対応するオン用サブスイッチＴｒ２だけに駆動信号を出力する。このとき、相対的にオン閾値電圧Ｖｔｈの高いＭＯＳＦＥＴ２に対応するオン用サブスイッチＴｒ３はオフされたままである。 Note that the timing chart of FIG. 3 shows the signal waveforms of each part when single-sided driving is instructed by a pause instruction signal from an external control device and the on-threshold voltage Vth of MOSFET2 is higher than the on-threshold voltage Vth of MOSFET1 by a predetermined value or more. is shown. In this case, the control circuit 10 turns on the MOSFETs 1 and 2 at the same time by controlling the ON main switch Tr1 to be conductive at the beginning of the ON command period of the drive signal, as shown in FIG. However, when a pause instruction signal instructing one-sided driving is input from an external control device, the ON main switch Tr1 is turned off, and the ON sub-switch corresponding to the MOSFET 1 having a relatively low ON threshold voltage Vth is turned off. A drive signal is output only to Tr2. At this time, the ON sub-switch Tr3 corresponding to the MOSFET2 having a relatively high ON threshold voltage Vth remains OFF.

導通するスイッチが、オン用メインスイッチＴｒ１からオン用サブスイッチＴｒ２へ切り替えられると、図３に示すように、ＭＯＳＦＥＴ１はオン状態を維持するが、ＭＯＳＦＥＴ２はオンからオフに切り替えられる。この際、上述したように、ダイオードＤ１により、ＭＯＳＦＥＴ１のゲートから、ＭＯＳＦＥＴ２のゲートへ電流が回り込むことを防止することができ、ＭＯＳＦＥＴ１だけをオンさせることができる。また、ＭＯＳＦＥＴ２のゲートの電荷は、抵抗Ｒ６を介して放電されるので、ＭＯＳＦＥＴ２をオフさせることができる。 When the ON switch is switched from the ON main switch Tr1 to the ON sub switch Tr2, the MOSFET 1 remains ON, but the MOSFET 2 is switched from ON to OFF, as shown in FIG. At this time, as described above, the diode D1 can prevent the current from flowing from the gate of the MOSFET1 to the gate of the MOSFET2, so that only the MOSFET1 can be turned on. Also, since the charge at the gate of MOSFET2 is discharged through resistor R6, MOSFET2 can be turned off.

なお、制御回路１０は、ＭＯＳＦＥＴ１、２の片側駆動を実施する場合、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈの差異が所定値以下となるまで、相対的にオン閾値電圧の高いＭＯＳＦＥＴを休止させる。 When the MOSFETs 1 and 2 are driven on one side, the control circuit 10 suspends the MOSFET with a relatively high on-threshold voltage until the difference between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 becomes equal to or less than a predetermined value.

一方、ステップＳ１６０では、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに所定値以上の差異が発生していないので、制御回路１０は、駆動信号のオン指令期間に、オン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３によりＭＯＳＦＥＴ１、２を個別にオンする場合、オン指令ごとに交互にＭＯＳＦＥＴ１、２がオンされるように、導通するオン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３を交互に切り替える。このようにＭＯＳＦＥＴ１、２を駆動することにより、ＭＯＳＦＥＴ１、２の駆動頻度が均等化され、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈの差異の発生を抑制することができる。なお、ステップＳ１６０におけるＭＯＳＦＥＴ１、２の駆動方式は、上述した駆動方式に制限されるものではない。例えば、所定の複数回のオン指令毎に、導通するオン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３を交互に切り替えてもよい。 On the other hand, in step S160, since there is no difference of a predetermined value or more between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2, the control circuit 10 turns on the MOSFET 1 by turning on the sub-switches Tr2 and Tr3 during the on command period of the drive signal. , 2 are turned on individually, the ON sub-switches Tr2 and Tr3 are switched alternately so that the MOSFETs 1 and 2 are alternately turned on for each ON command. By driving the MOSFETs 1 and 2 in this manner, the driving frequencies of the MOSFETs 1 and 2 are equalized, and occurrence of a difference in the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 can be suppressed. The driving method of MOSFETs 1 and 2 in step S160 is not limited to the driving method described above. For example, the ON sub-switches Tr2 and Tr3 may be switched alternately for every predetermined number of ON commands.

ステップＳ１７０では、駆動信号がオンからオフに変化したかどうかを判定する。この判定処理において、駆動信号がオンからオフに変化していないと判定すると、制御回路１０は、ステップＳ１７０の処理を繰り返し実行し、駆動信号がオンからオフに変化するまで待機する。一方、駆動信号がオンからオフに変化したと判定すると、次のステップＳ１８０に進む。 In step S170, it is determined whether the drive signal has changed from on to off. In this determination process, if it is determined that the drive signal has not changed from on to off, the control circuit 10 repeats the process of step S170 and waits until the drive signal changes from on to off. On the other hand, if it is determined that the drive signal has changed from ON to OFF, the process proceeds to the next step S180.

ステップＳ１８０では、駆動信号のオン指令期間が終了し、駆動信号がＨｉレベルからＬｏレベルに切り替わったため、制御回路１０は、導通しているオン用メインスイッチＴｒ１またはオン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３を導通から非導通に切り替えるとともに、オフ用メインスイッチＴｒ４を所定時間の間、非導通から導通へ切り替える。これにより、ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに蓄積された電荷が速やかに放電され、ＭＯＳＦＥＴ１、２は即座にオフする。 In step S180, the ON command period of the drive signal has ended and the drive signal has switched from the Hi level to the Lo level. to non-conducting, and the main switch Tr4 for OFF is switched from non-conducting to conducting for a predetermined time. As a result, the charges accumulated in the gates of MOSFETs 1 and 2 are quickly discharged, and MOSFETs 1 and 2 are immediately turned off.

以上、説明したように、本実施形態のスイッチング素子駆動装置１００によれば、並列接続されたＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに所定値以上の差異が発生している場合、ＭＯＳＦＥＴ１，２の片側駆動時に、相対的にオン閾値電圧Ｖｔｈの低いＭＯＳＦＥＴが駆動されるように、オン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３が制御される。これにより、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧の差異を縮小することが可能となり、ＭＯＳＦＥＴ１、２を同時駆動するときのオンタイミングのずれを抑制することが可能となる。 As described above, according to the switching element driving device 100 of the present embodiment, when there is a difference of a predetermined value or more between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 connected in parallel, one side of the MOSFETs 1 and 2 The ON sub-switches Tr2 and Tr3 are controlled so that the MOSFETs with relatively low ON-threshold voltages Vth are driven at the time of driving. This makes it possible to reduce the difference between the ON threshold voltages of the MOSFETs 1 and 2, and to suppress the deviation of the ON timing when the MOSFETs 1 and 2 are simultaneously driven.

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態に係るスイッチング素子駆動装置２００の回路構成を示している。なお、図４においては、図示の便宜のため、オフ用メインスイッチＴｒ４を含む放電のための回路が省略されている。 (Second embodiment)
FIG. 4 shows the circuit configuration of a switching element driving device 200 according to the second embodiment. For convenience of illustration, FIG. 4 omits a circuit for discharging including the off main switch Tr4.

上述した第１実施形態では、相対的に低いオン閾値電圧Ｖｔｈを有するＭＯＳＦＥＴが駆動される間、相対的に高いオン閾値電圧Ｖｔｈを有するＭＯＳＦＥＴは駆動が休止される例について説明された。ＭＯＳＦＥＴの駆動を休止するだけでも、上昇したオン閾値電圧Ｖｔｈの低下を図ることはできるが、その際に、ゲートに負電圧を印加することで、より素早く上昇したオン閾値電圧Ｖｔｈを低下させることが可能である。 In the first embodiment described above, the example in which the MOSFET having the relatively high on-threshold voltage Vth is stopped from being driven while the MOSFET having the relatively low on-threshold voltage Vth is being driven has been described. Although it is possible to reduce the increased on-threshold voltage Vth simply by pausing the driving of the MOSFET, it is possible to reduce the on-threshold voltage Vth that has increased more quickly by applying a negative voltage to the gate. is possible.

そこで、第２実施形態に係るスイッチング素子駆動装置２００は、図４に示すように、負電圧発生回路２８と、負電圧発生回路２８から各ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに達する経路の導通、遮断を切り替える切り替えスイッチとしてのトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６とを備える。制御回路１０は、相対的に高いオン閾値電圧Ｖｔｈを有するＭＯＳＦＥＴの駆動を休止している休止期間の少なくとも一部の期間、対応する切り替えスイッチをオンして、負電圧発生回路２８が発生する負電圧をＭＯＳＦＥＴのゲートに印加する。 Therefore, the switching element driving device 200 according to the second embodiment, as shown in FIG. It has transistors Tr5 and Tr6 as changeover switches. The control circuit 10 turns on the corresponding change-over switch during at least a part of the pause period during which the drive of the MOSFET having the relatively high on-threshold voltage Vth is paused, and the negative voltage generated by the negative voltage generation circuit 28 is turned on. A voltage is applied to the gate of the MOSFET.

本実施形態において、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに所定値以上の差異が発生している場合、Ｖｔｈ変動判定回路２６が、その差異の大きさを示す信号を制御回路１０に出力するように構成してもよい。そして、制御回路１０は、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈの差異が大きくなるほど、負電圧発生回路２８が発生する負電圧の大きさの絶対値が大きくなるように、および／または負電圧の印加時間が長くなるように、負電圧発生回路２８および／または切り替えスイッチを制御してもよい。また、負電圧発生回路２８を、各ＭＯＳＦＥＴ１、２に対して個別に設けてもよい。 In this embodiment, when there is a difference of a predetermined value or more between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2, the Vth variation determination circuit 26 outputs a signal indicating the magnitude of the difference to the control circuit 10. may be configured. Then, the control circuit 10 controls the application of the negative voltage such that the absolute value of the negative voltage generated by the negative voltage generation circuit 28 increases as the difference between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 increases. The negative voltage generation circuit 28 and/or the changeover switch may be controlled to increase the time. Also, the negative voltage generating circuit 28 may be provided for each of the MOSFETs 1 and 2 individually.

（第３実施形態）
上述した第１実施形態に係るスイッチング素子駆動装置１００は、ＭＯＳＦＥＴ１、２を一括して駆動するためのオン用メインスイッチＴｒ１を備えていた。しかしながら、複数のＭＯＳＦＥＴ１、２は、同時駆動のために、必ずしも同じスイッチによって一括して駆動されなくてもよい。つまり、ＭＯＳＦＥＴ１、２は、それぞれ個別のスイッチ（第１実施形態のオン用サブスイッチＴｒ２、Ｔｒ３）によって、同時駆動されたり、片側駆動されたりしてもよい。ＭＯＳＦＥＴ１、２のそれぞれのオン閾値電圧Ｖｔｈに実質的な差が生じていなければ、個別のスイッチによってＭＯＳＦＥＴ１、２を同時駆動しても、ほぼ同じタイミングでＭＯＳＦＥＴ１、２をオンさせることができる。このようなスイッチング素子駆動装置３００の構成の一例を、第３実施形態として、図５に示す。 (Third Embodiment)
The switching element driving device 100 according to the first embodiment described above includes the ON main switch Tr1 for driving the MOSFETs 1 and 2 collectively. However, the plurality of MOSFETs 1 and 2 do not necessarily have to be collectively driven by the same switch for simultaneous driving. In other words, the MOSFETs 1 and 2 may be simultaneously driven or unilaterally driven by individual switches (ON sub-switches Tr2 and Tr3 in the first embodiment). If there is no substantial difference between the ON threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2, the MOSFETs 1 and 2 can be turned on at approximately the same timing even if the MOSFETs 1 and 2 are simultaneously driven by separate switches. An example of the configuration of such a switching element driving device 300 is shown in FIG. 5 as a third embodiment.

図５に示すように、第３実施形態に係るスイッチング素子駆動装置３００は、ほぼ、第１実施形態に係るスイッチング素子駆動装置１００から、オン用メインスイッチＴｒ１、定電流回路１４、ダイオードＤ１、Ｄ２、及びバランス抵抗Ｒ１、Ｒ２を削除した構成となっている。 As shown in FIG. 5, the switching element driving device 300 according to the third embodiment is substantially the same as the switching element driving device 100 according to the first embodiment. , and balance resistors R1 and R2 are omitted.

第３実施形態に係るスイッチング素子駆動装置３００は、例えば、上述した第１実施形態と同様に、駆動信号のオン指令期間の初期に、スイッチＴｒ２、Ｔｒ３を導通するように制御して、ＭＯＳＦＥＴ１、２を同時にオンさせる。そして、ＭＯＳＦＥＴ１、２が同時にオンしている間に、外部回路において、ＭＯＳＦＥＴ１，２を介して流れる電流の大きさに基づき、ＭＯＳＦＥＴ１、２の同時駆動を継続するか、一方を休止させるかが判定される。さらに、第１及び第２Ｖｔｈ検出回路２２、２４も、ＭＯＳＦＥＴ１、２が同時にオンされるときに、それぞれのオン閾値電圧Ｖｔｈを検出して、Ｖｔｈ変動判定回路２６に出力する。Ｖｔｈ変動判定回路２６は、第１及び第２Ｖｔｈ検出回路２２、２４から入力された各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに基づいて、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに所定値以上の差異が発生しているか否かを判定し、その判定結果を示す信号を制御回路１０に出力する。 The switching element drive device 300 according to the third embodiment controls the switches Tr2 and Tr3 to be conductive at the beginning of the ON command period of the drive signal, for example, in the same manner as in the first embodiment described above. 2 are turned on at the same time. Then, while the MOSFETs 1 and 2 are turned on at the same time, it is determined in the external circuit whether to continue driving the MOSFETs 1 and 2 simultaneously or to suspend one of them based on the magnitude of the current flowing through the MOSFETs 1 and 2. be done. Furthermore, the first and second Vth detection circuits 22 and 24 also detect the on-threshold voltages Vth and output them to the Vth variation determination circuit 26 when the MOSFETs 1 and 2 are turned on at the same time. Based on the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2 input from the first and second Vth detection circuits 22 and 24, the Vth variation determination circuit 26 determines whether there is a difference of a predetermined value or more between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2. It determines whether or not it has occurred, and outputs a signal indicating the determination result to the control circuit 10 .

ただし、第３実施形態におけるＭＯＳＦＥＴ１、２の駆動方法は、上述した駆動方法に限られない。例えば、ＭＯＳＦＥＴ１、２が、モータのインバータ回路におけるスイッチング素子として用いられる場合など、他のスイッチング素子を介して他の相のコイルに通電される電流の大きさに基づいて、事前にＭＯＳＦＥＴ１、２を同時駆動するか片側駆動するかを判定してもよい。また、今回のオン指令期間ではなく、前回のオン指令期間においてＭＯＳＦＥＴ１，２の少なくとも一方に流れる電流の大きさに基づき、今回のオン指令期間の駆動の態様（同時駆動または片側駆動）を判定してもよい。そして、ＭＯＳＦＥＴ１、２を片側駆動すると判定したときには、オン指令期間の最初から、駆動すべきＭＯＳＦＥＴに対応するスイッチを導通させればよい。 However, the driving method of the MOSFETs 1 and 2 in the third embodiment is not limited to the driving method described above. For example, when the MOSFETs 1 and 2 are used as switching elements in an inverter circuit of a motor, the MOSFETs 1 and 2 are switched in advance based on the magnitude of the current that flows through the coils of the other phases via the other switching elements. It may be determined whether to drive simultaneously or to drive on one side. Also, based on the magnitude of the current flowing through at least one of the MOSFETs 1 and 2 during the previous ON command period, rather than the current ON command period, the drive mode (simultaneous drive or single-sided drive) during the current ON command period is determined. may Then, when it is determined that the MOSFETs 1 and 2 are to be driven on one side, the switch corresponding to the MOSFET to be driven should be turned on from the beginning of the ON instruction period.

上記のように、オン指令期間の最初から駆動すべきＭＯＳＦＥＴに対応するスイッチを導通させて片側駆動を実行する際、片側駆動が所定期間以上連続して実行される場合には、例えば、所定期間毎に、オン指令期間の初期にＭＯＳＦＥＴ１、２を同時にオンさせ、その同時オンの間に、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈを検出するようにしてもよい。つまり、毎回、オン指令期間の初期にオン用メインスイッチＴｒ１によってＭＯＳＦＥＴ１、２を同時にオンさせるのではなく、例えば、オン指令期間の所定回数毎に、オン指令期間の初期にＭＯＳＦＥＴ１、２を同時にオンさせて、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈを検出してもよい。あるいは、モータの停止時などに、モータを駆動しない態様で、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに印加する電圧を上昇させ、電流が流れ始めたときの電圧をオン閾値電圧として検出するようにしてもよい。 As described above, when the switch corresponding to the MOSFET to be driven is turned on from the beginning of the ON command period to execute the one-sided drive, if the one-sided drive is continuously executed for a predetermined period or longer, for example, for a predetermined period MOSFETs 1 and 2 may be turned on at the same time at the beginning of the ON command period, and the ON threshold voltage Vth of each MOSFET 1 and 2 may be detected during the simultaneous ON period. That is, instead of turning on the MOSFETs 1 and 2 at the same time by the ON main switch Tr1 at the beginning of the ON command period every time, for example, the MOSFETs 1 and 2 are simultaneously turned ON at the beginning of the ON command period every predetermined number of times during the ON command period. and the on-threshold voltage Vth of each of the MOSFETs 1 and 2 may be detected. Alternatively, when the motor is stopped, the voltage applied to the gates of the MOSFETs 1 and 2 may be increased while the motor is not driven, and the voltage when the current begins to flow may be detected as the on-threshold voltage. .

上述した駆動方法の変形例は、第１および第２実施形態のスイッチング素子駆動装置１００に適用することも可能である。 The modification of the driving method described above can also be applied to the switching element driving device 100 of the first and second embodiments.

（第４実施形態）
上述した第３実施形態に係るスイッチング素子駆動装置３００は、個別に設けたスイッチＴｒ２、Ｔｒ３によってＭＯＳＦＥＴ１、２をオンするが、ＭＯＳＦＥＴ１、２をオフするためのスイッチとしては、共通のオフ用メインスイッチＴｒ４を備えていた。しかし、ＭＯＳＦＥＴ１、２をオフするためのスイッチも、ＭＯＳＦＥＴ１、２に対して個別に設けてもよい。このようなスイッチング素子駆動装置４００の構成の一例を、第４実施形態として、図６に示す。 (Fourth embodiment)
In the switching element driving device 300 according to the third embodiment described above, the MOSFETs 1 and 2 are turned on by the switches Tr2 and Tr3 provided separately. It had Tr4. However, switches for turning off the MOSFETs 1 and 2 may also be provided individually for the MOSFETs 1 and 2 . An example of the configuration of such a switching element driving device 400 is shown in FIG. 6 as a fourth embodiment.

図６に示すように、第４実施形態に係るスイッチング素子駆動装置３００は、ほぼ、第３実施形態に係るスイッチング素子駆動装置３００のオフ用メインスイッチＴｒ４を個別のスイッチＴｒ５、Ｔｒ６に置き換えるとともに、抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６を廃止した構成となっている。 As shown in FIG. 6, the switching element driving device 300 according to the fourth embodiment substantially replaces the off main switch Tr4 of the switching element driving device 300 according to the third embodiment with separate switches Tr5 and Tr6, It has a configuration in which the resistors R5 and R6 are eliminated.

第４実施形態に係るスイッチング素子駆動装置３００では、ＭＯＳＦＥＴ１、２がオンからオフに切り替えられるとき、それぞれのゲートに蓄積された電荷が、対応するスイッチＴｒ５、Ｔｒ６を介して放電される。従って、同時駆動から片側駆動に切り替える際にも、対応するスイッチＴｒ５、Ｔｒ６をオンさせることで、休止されるＭＯＳＦＥＴ１、２がオフする速度を早めることができる。 In the switching element driving device 300 according to the fourth embodiment, when the MOSFETs 1 and 2 are switched from on to off, charges accumulated in the respective gates are discharged via the corresponding switches Tr5 and Tr6. Therefore, even when switching from simultaneous drive to one-sided drive, turning on the corresponding switches Tr5 and Tr6 can increase the turn-off speed of the MOSFETs 1 and 2 that are inactive.

さらに、図６に示す構成において、スイッチＴｒ５、Ｔｒ６のソース側に負電圧発生回路を接続してもよい。この場合、負電圧発生回路は、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに実質的な差異が生じていなければ、例えば、接地電位を発生し、ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧Ｖｔｈに実質的な差異が生じている場合、相対的にオン閾値電圧Ｖｔｈの高いＭＯＳＦＥＴに対して負電圧を発生するように構成すればよい。 Furthermore, in the configuration shown in FIG. 6, a negative voltage generating circuit may be connected to the source sides of the switches Tr5 and Tr6. In this case, the negative voltage generation circuit generates, for example, a ground potential if there is no substantial difference between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2, and there is no substantial difference between the on-threshold voltages Vth of the MOSFETs 1 and 2. If this occurs, it may be configured to generate a negative voltage for the MOSFET having a relatively high on-threshold voltage Vth.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々、変形して実施することができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、上述した第１実施形態のスイッチング素子駆動装置１００のゲート充電回路では、オン用メインスイッチＴｒ１が導通すると、定電流回路１４からの一定電流が、各ＭＯＳＦＥＴのゲートに繋がる充電側分岐配線に分配されるように構成されていた。しかしながら、ゲート充電回路に印加電圧可変回路を設け、各ＭＯＳＦＥＴのゲートに繋がる充電側分岐配線に、例えば連続的または段階的に上昇する電圧を印加するようにしてもよい。これにより、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のゲートに印加する電圧を制御することができ、各ＭＯＳＦＥＴ１、２のオン閾値電圧の検出を精度よく行うことができる。 For example, in the gate charging circuit of the switching element driving device 100 of the first embodiment described above, when the ON main switch Tr1 is turned on, a constant current from the constant current circuit 14 is applied to the charging side branch wiring connected to the gate of each MOSFET. configured to be distributed. However, an applied voltage variable circuit may be provided in the gate charging circuit to apply a voltage that rises continuously or in steps to the charging side branch wiring connected to the gate of each MOSFET. Thereby, the voltage applied to the gates of the MOSFETs 1 and 2 can be controlled, and the on-threshold voltages of the MOSFETs 1 and 2 can be detected with high accuracy.

また、上述した第１実施形態では、スイッチング素子駆動装置１００が、並列に接続された２個のＭＯＳＦＥＴ１、２を駆動する例について説明した。しかしながら、スイッチング素子駆動装置が駆動するＭＯＳＦＥＴの数は２個に制限されず、例えば、並列接続された３個以上のＭＯＳＦＥＴを駆動するものであってもよい。この場合、並列接続されたＭＯＳＦＥＴを介して流れる電流の大きさに応じて、駆動するＭＯＳＦＥＴの数を、１、２、３、…と切り替えることができる。その際、一部のＭＯＳＦＥＴだけを駆動する場合には、複数のＭＯＳＦＥＴの中で最も低いオン閾値電圧に対して、所定値以上高いオン閾値電圧を有するＭＯＳＦＥＴがあれば、そのＭＯＳＦＥＴを休止させる。所定値以上高いオン閾値電圧を有するＭＯＳＦＥＴがない場合には、相対的にオン閾値電圧が高いＭＯＳＦＥＴを休止させたり、各ＭＯＳＦＥＴの駆動頻度が均等化するように休止するＭＯＳＦＥＴを定期的に交代させたりすればよい。 Further, in the first embodiment described above, an example in which the switching element driving device 100 drives the two MOSFETs 1 and 2 connected in parallel has been described. However, the number of MOSFETs driven by the switching element driving device is not limited to two, and may drive, for example, three or more MOSFETs connected in parallel. In this case, the number of MOSFETs to be driven can be switched between 1, 2, 3, . At that time, when driving only some of the MOSFETs, if there is a MOSFET that has an on-threshold voltage higher than the lowest on-threshold voltage of the plurality of MOSFETs by a predetermined value or more, that MOSFET is deactivated. If there is no MOSFET with an on-threshold voltage higher than a predetermined value, MOSFETs with a relatively high on-threshold voltage are paused, or the resting MOSFETs are periodically alternated so that the drive frequency of each MOSFET is equalized. You can do it.

１、２：ＩＧＢＴ、１０：制御回路、１２：電源電位、１４、１６：定電流回路、２０：温度依存型電圧レギュレータ、１００～６００：ＩＧＢＴ駆動装置、ＡＭＰ１：差動増幅器、Ｄ１～Ｄ５：ダイオード、Ｒ１～Ｒ４：バランス抵抗、Ｔｒ１：オン用メインスイッチ、Ｔｒ２：オン用サブスイッチ、Ｔｒ３：オフ用メインスイッチ、Ｔｒ４：オフ用サブスイッチ 1, 2: IGBT, 10: control circuit, 12: power supply potential, 14, 16: constant current circuit, 20: temperature dependent voltage regulator, 100 to 600: IGBT driver, AMP1: differential amplifier, D1 to D5: Diodes, R1 to R4: balance resistors, Tr1: ON main switch, Tr2: ON sub-switch, Tr3: OFF main switch, Tr4: OFF sub-switch

Claims

A switching element driving device for driving a plurality of semiconductor switching elements (1, 2) connected in parallel and formed to have the same ON threshold voltage (Vth) using SiC as a semiconductor material,
a drive circuit (Tr1, Tr2, Tr3) for driving the plurality of semiconductor switching elements;
According to the magnitude of the current flowing through the semiconductor switching elements, one of simultaneous driving of the plurality of semiconductor switching elements and driving of only a portion of the plurality of semiconductor switching elements is performed. a control circuit (10) for controlling the drive circuit;
a detection circuit (22, 24) for detecting an on-threshold voltage of each of the plurality of semiconductor switching elements, wherein the control circuit causes the drive circuit to drive only a portion of the plurality of semiconductor switching elements; When the detection circuit detects that there is a difference in the on-threshold voltages of the plurality of semiconductor switching elements, the semiconductor switching elements having relatively low on-threshold voltages are driven, and the on-threshold voltages are relatively low. A switching element driving device for controlling the driving circuit so as to stop the semiconductor switching element having a high voltage.

When causing the drive circuit to drive only a portion of the plurality of semiconductor switching elements until a difference in on-threshold voltages of the plurality of semiconductor switching elements becomes equal to or less than a predetermined threshold, the control circuit controls the on-threshold voltage. 2. The switching element driving device according to claim 1, wherein said semiconductor switching element having a high voltage is stopped.

further comprising a negative voltage generating circuit (28) for generating a negative voltage;
The control circuit applies a negative voltage generated by the negative voltage generation circuit to the gate of the semiconductor switching element with a high ON threshold voltage during at least a part of the rest period of the semiconductor switching element with a high ON threshold voltage. 3. The switching element drive device according to claim 1 or 2.

The negative voltage generation circuit is capable of varying the generated negative voltage,
The control circuit adjusts the negative voltage such that the larger the difference between the on-threshold voltages of the plurality of semiconductor switching elements, the higher the negative voltage as an absolute value is applied to the gate of the semiconductor switching element having a higher on-threshold voltage. 4. A switching element driving device according to claim 3, wherein the negative voltage generated by the generating circuit is increased.

The drive circuit is
a main drive circuit (Tr1) for collectively driving the plurality of semiconductor switching elements;
A sub-drive circuit (Tr2, Tr3) for individually driving the plurality of semiconductor switching elements,
5. The control circuit according to any one of claims 1 to 4, wherein the main drive circuit is used to simultaneously drive the plurality of semiconductor switching elements, and the sub drive circuit is used to drive only a portion of the plurality of semiconductor switching elements. The switching element driving device according to 1.

In a period in which the semiconductor switching elements are turned on, the control circuit first turns on the plurality of semiconductor switching elements collectively by the main drive circuit so that the current flowing through the plurality of semiconductor switching elements is equal to or less than a predetermined value. 6. The switching element driving device according to claim 5, wherein, when , thereafter, the driving by the main driving circuit is switched to the driving by the sub-driving circuit.

The control circuit changes the voltage applied to each gate during a period in which both of the plurality of semiconductor switching elements are turned on, and changes the current flowing through the corresponding semiconductor switching elements at that time to determine the plurality of 6. The switching element driving device according to claim 5, wherein the on-threshold voltage of each semiconductor switching element is detected.