JP7310725B2

JP7310725B2 - drive

Info

Publication number: JP7310725B2
Application number: JP2020099565A
Authority: JP
Inventors: 都司如横井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2023-07-19
Anticipated expiration: 2040-06-08
Also published as: JP2021193867A

Description

この明細書における開示は、スイッチング素子の駆動装置に関する。 The disclosure in this specification relates to a device for driving a switching element.

特許文献１は、電力変換回路を構成するスイッチング素子の駆動装置を開示している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。 Patent Literature 1 discloses a driving device for switching elements that constitute a power conversion circuit. The contents of the prior art documents are incorporated by reference as descriptions of technical elements in this specification.

特開２０１７－２２１００４号公報JP 2017-221004 A

スイッチング素子には、還流のためにダイオードが逆並列に接続されている。たとえば、ダイオードを有する半導体素子の小型化は、低コスト化に対して有効である。しかしながら、半導体素子（ダイオード）を小さくするほど、逆回復時にアバランシェが生じやすくなる。特許文献１に記載のようにサージ電圧変動を抑制したとしても、逆回復時のアバランシェが発生する虞がある。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、駆動装置にはさらなる改良が求められている。 A diode is connected in antiparallel to the switching element for freewheeling. For example, miniaturization of a semiconductor device having a diode is effective for cost reduction. However, the smaller the semiconductor element (diode), the more likely avalanche will occur during reverse recovery. Even if surge voltage fluctuations are suppressed as described in Patent Document 1, avalanche may occur during reverse recovery. In view of the above, or in other aspects not mentioned, there is a need for further improvements in drive devices.

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、逆回復時のアバランシェ発生を抑制できる駆動装置を提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a driving device capable of suppressing occurrence of avalanche during reverse recovery.

ここに開示された駆動回路は、
逆並列に接続されたダイオード（Ｄ１、Ｄ２）とともに、少なくとも一相分の上下アーム回路（５ＨＬ、６ＨＬ）を構成する複数のスイッチング素子（Ｑ１、Ｑ２）の駆動装置であって、
逆回復時のダイオードについて、ダイオードを流れる電流に相関する電流相関値と、ダイオードの両端電圧に相関する電圧相関値を取得する相関値取得部（７１）と、
取得した電流相関値および電圧相関値を用いて、逆回復時のダイオードの電力を算出する電力算出部（７２）と、
複数のスイッチング素子のうち、逆回復時のダイオードの対向アームのスイッチング素子を含む対象スイッチング素子について、少なくともターンオン時のスイッチング速度を、算出した電力に応じて設定し、算出した電力が第１電力のときに、第１電力よりも小さい第２電力に較べてスイッチング速度が遅くなるように、スイッチング速度を切り替えて設定する速度設定部（７３）と、
速度設定部が設定したスイッチング速度で、対象スイッチング素子を駆動する駆動部（８）と、
を備える。 The drive circuit disclosed herein is
A driving device for a plurality of switching elements (Q1, Q2) that constitute upper and lower arm circuits (5HL, 6HL) for at least one phase together with diodes (D1, D2) connected in anti-parallel,
a correlation value acquisition unit (71) for acquiring a current correlation value correlated to the current flowing through the diode and a voltage correlation value correlated to the voltage across the diode for the diode during reverse recovery;
a power calculator (72) that calculates the power of the diode during reverse recovery using the acquired current correlation value and voltage correlation value;
Among the plurality of switching elements, for the target switching element including the switching element of the opposing arm of the diode during reverse recovery, at least the switching speed at turn-on is set according to the calculated power, and the calculated power is the first power. a speed setting unit (73) that switches and sets the switching speed so that the switching speed is sometimes slower than the second power that is smaller than the first power;
a driving unit (8) for driving the target switching element at the switching speed set by the speed setting unit;
Prepare.

開示の駆動装置によると、逆回復時のダイオードに流れる電流の相関値、両端電圧の相関値を取得し、ダイオードの電力を算出する。そして、算出した電力に応じたスイッチング速度を設定し、設定したスイッチング速度で対象スイッチング素子を駆動する。算出した電力が大きいときには、遅いスイッチング速度に切り替えて設定する。よって、逆回復時のアバランシェ発生を抑制することができる。 According to the disclosed drive device, the correlation value of the current flowing through the diode during reverse recovery and the correlation value of the voltage across the diode are acquired, and the power of the diode is calculated. Then, a switching speed is set according to the calculated power, and the target switching element is driven at the set switching speed. When the calculated power is large, the switching speed is switched to a slow one and set. Therefore, occurrence of avalanche during reverse recovery can be suppressed.

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The multiple aspects disclosed in this specification employ different technical means to achieve their respective objectives. Reference numerals in parentheses described in the claims and this section are intended to exemplify the correspondence with portions of the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. Objects, features, and advantages disclosed in this specification will become clearer with reference to the following detailed description and accompanying drawings.

第１実施形態の駆動装置が適用される電力変換装置の回路構成を示す図である。It is a figure which shows the circuit structure of the power converter device to which the drive device of 1st Embodiment is applied. 逆回復動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating reverse recovery operation. 逆回復時のサージ電圧と素子耐量を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining surge voltage and element withstand capability during reverse recovery; ダイオードの電力と電力耐量を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing diode power and power tolerance; 第１実施形態に係る駆動装置を示す図である。It is a figure which shows the drive device which concerns on 1st Embodiment. 速度切替のためのマップを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a map for speed switching; 速度切替を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining speed switching; 駆動回路部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a drive circuit part. 駆動回路部の別例を示す図である。It is a figure which shows another example of a drive circuit part. 駆動回路部の別例を示す図である。It is a figure which shows another example of a drive circuit part. 駆動装置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 a process executed by a driving device; 逆回復時の信号波形および電力と閾値電力との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a signal waveform and a relationship between power and threshold power during reverse recovery; スイッチング速度と電力耐量との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between switching speed and power tolerance; 第２実施形態に係る駆動装置を示す図である。It is a figure which shows the drive device which concerns on 2nd Embodiment. 素子温度と電力耐量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between element temperature and electric power tolerance. 温度とマップとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between temperature and a map. 駆動装置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 a process executed by a driving device; 第３実施形態に係る駆動装置を示す図である。It is a figure which shows the drive device which concerns on 3rd Embodiment. 駆動装置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 a process executed by a driving device; リカバリアバランシェの特性を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing characteristics of recovery avalanche;

以下、図面に基づいて複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。 A plurality of embodiments will be described below based on the drawings. In several embodiments, functionally and/or structurally corresponding and/or related parts may be labeled with the same reference numerals. For corresponding and/or associated parts, reference can be made to the description of other embodiments.

（第１実施形態）
本実施形態に係る駆動装置は、電力変換装置に用いられる。電力変換装置は、回転電機を駆動源とする移動体に適用可能である。移動体は、たとえば電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド自動車（ＨＶ）、燃料電池車（ＦＣＶ）などの電動車両、ドローンなどの飛行体、船舶、建設機械、農業機械である。以下では、移動体として車両（ハイブリッド自動車）の例を示す。 (First embodiment)
A drive device according to the present embodiment is used in a power conversion device. The power conversion device can be applied to a moving object that uses a rotating electrical machine as a drive source. Examples of mobile objects include electric vehicles such as electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HV), and fuel cell vehicles (FCV), aircraft such as drones, ships, construction machinery, and agricultural machinery. In the following, an example of a vehicle (hybrid vehicle) is shown as the moving body.

＜車両の駆動システム＞
先ず、図１に基づき、電力変換装置が適用される車両の駆動システムの概略構成について説明する。図１に示すように、車両の駆動システム１は、直流電源２と、モータジェネレータ３と、直流電源２とモータジェネレータ３との間で電力変換を行う電力変換装置４を備えている。 <Vehicle drive system>
First, based on FIG. 1, a schematic configuration of a vehicle drive system to which a power converter is applied will be described. As shown in FIG. 1 , a vehicle drive system 1 includes a DC power supply 2 , a motor generator 3 , and a power converter 4 that converts power between the DC power supply 2 and the motor generator 3 .

直流電源２は、充放電可能な二次電池で構成された直流電圧源である。二次電池は、たとえばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。モータジェネレータ３は、三相交流方式の回転電機である。 The DC power supply 2 is a DC voltage source composed of a rechargeable secondary battery. Secondary batteries are, for example, lithium ion batteries and nickel metal hydride batteries. The motor generator 3 is a three-phase alternating-current rotating electric machine.

モータジェネレータ３は、車両の走行駆動源、すなわち電動機として機能する。モータジェネレータ３は、回生時に発電機として機能する。電力変換装置４は、直流電源２とモータジェネレータ３との間で電力変換を行う。 The motor generator 3 functions as a vehicle drive source, that is, as an electric motor. The motor generator 3 functions as a generator during regeneration. The power converter 4 performs power conversion between the DC power supply 2 and the motor generator 3 .

＜電力変換装置の回路構成＞
次に、図１に基づき、電力変換装置の回路構成について説明する。図１に示すように、電力変換装置４は、フィルタコンデンサＣ１と、平滑コンデンサＣ２と、コンバータ５と、インバータ６と、制御回路部７と、駆動回路部８などを備えている。 <Circuit Configuration of Power Converter>
Next, based on FIG. 1, the circuit configuration of the power converter will be described. As shown in FIG. 1, the power converter 4 includes a filter capacitor C1, a smoothing capacitor C2, a converter 5, an inverter 6, a control circuit section 7, a drive circuit section 8, and the like.

高電位側の電力ラインであるＰライン９は、ＶＬライン９ＬおよびＶＨライン９Ｈを有している。ＶＬライン９Ｌは、直流電源２の正極端子に接続される。ＶＬライン９ＬとＶＨライン９Ｈとの間に、コンバータ５が設けられている。ＶＨライン９Ｈの電位は、ＶＬライン９Ｌの電位以上とされる。Ｎライン１０は、直流電源２の負極端子に接続される低電位側の電力ラインである。Ｎライン１０は、接地ラインと称されることがある。 A P line 9, which is a power line on the high potential side, has a VL line 9L and a VH line 9H. VL line 9L is connected to the positive terminal of DC power supply 2 . A converter 5 is provided between the VL line 9L and the VH line 9H. The potential of the VH line 9H is made higher than the potential of the VL line 9L. The N line 10 is a power line on the low potential side connected to the negative terminal of the DC power supply 2 . N line 10 is sometimes referred to as a ground line.

フィルタコンデンサＣ１は、ＶＬライン９ＬとＮライン１０との間に接続されている。フィルタコンデンサＣ１は、直流電源２に対して並列に接続されている。フィルタコンデンサＣ１は、たとえば直流電源２からの電源ノイズを除去する。フィルタコンデンサＣ１は、平滑コンデンサＣ２よりも低電圧側に配置されるため、低圧側コンデンサと称されることがある。ＶＬライン９ＬおよびＮライン１０の少なくとも一方には、直流電源２とフィルタコンデンサＣ１との間に、図示しないシステムメインリレー（ＳＭＲ）が設けられている。 Filter capacitor C1 is connected between VL line 9L and N line 10 . Filter capacitor C1 is connected in parallel with DC power supply 2 . Filter capacitor C1 removes power noise from DC power supply 2, for example. The filter capacitor C1 is sometimes referred to as a low-voltage side capacitor because it is arranged on the lower voltage side than the smoothing capacitor C2. At least one of VL line 9L and N line 10 is provided with a system main relay (SMR) (not shown) between DC power supply 2 and filter capacitor C1.

平滑コンデンサＣ２は、ＶＨライン９ＨとＮライン１０との間に接続されている。平滑コンデンサＣ２は、コンバータ５とインバータ６との間に設けられており、コンバータ５およびインバータ６に対して並列に接続されている。平滑コンデンサＣ２は、たとえばコンバータ５で昇圧された直流電圧を平滑化し、その直流電圧の電荷を蓄積する。平滑コンデンサＣ２の両端間の電圧が、モータジェネレータ３を駆動するための直流の高電圧となる。平滑コンデンサＣ２の両端間の電圧は、フィルタコンデンサＣ１の両端間の電圧以上とされる。平滑コンデンサＣ２は、フィルタコンデンサＣ１よりも高電圧側に配置されるため高圧側コンデンサと称されることがある。 Smoothing capacitor C2 is connected between VH line 9H and N line 10 . Smoothing capacitor C<b>2 is provided between converter 5 and inverter 6 and connected in parallel to converter 5 and inverter 6 . Smoothing capacitor C2 smoothes the DC voltage boosted by converter 5, for example, and accumulates the charge of the DC voltage. The voltage across the smoothing capacitor C2 becomes a DC high voltage for driving the motor generator 3 . The voltage across the smoothing capacitor C2 is greater than or equal to the voltage across the filter capacitor C1. The smoothing capacitor C2 is sometimes called a high voltage side capacitor because it is arranged on the high voltage side of the filter capacitor C1.

電力変換回路であるコンバータ５およびインバータ６は、上下アーム回路５ＨＬ、６ＨＬを有している。上下アーム回路５ＨＬ、６ＨＬは、ＶＨライン９ＨとＮライン１０との間に接続されている。コンバータ５の上下アーム回路５ＨＬは、上アーム５ＨをＶＨライン９Ｈ側にして、上アーム５Ｈおよび下アーム５Ｌを直列に接続して構成されている。同様に、インバータ６の上下アーム回路６ＨＬは、上アーム６Ｈおよび下アーム６Ｌを直列に接続して構成されている。以下では、単にアーム５Ｈ、５Ｌ、６Ｈ、６Ｌと示すことがある。 The converter 5 and the inverter 6, which are power conversion circuits, have upper and lower arm circuits 5HL and 6HL. Upper and lower arm circuits 5HL and 6HL are connected between VH line 9H and N line 10 . An upper arm circuit 5HL of the converter 5 is configured by connecting the upper arm 5H and the lower arm 5L in series with the upper arm 5H on the VH line 9H side. Similarly, the upper and lower arm circuits 6HL of the inverter 6 are configured by connecting an upper arm 6H and a lower arm 6L in series. Hereinafter, the arms 5H, 5L, 6H, and 6L may be simply indicated.

各アーム５Ｈ、５Ｌは、スイッチング素子Ｑ１と、スイッチング素子Ｑ１に逆並列に接続された還流用のダイオードＤ１を有している。各アーム６Ｈ、６Ｌは、スイッチング素子Ｑ２と、スイッチング素子Ｑ２に逆並列に接続された還流用のダイオードＤ２を有している。本実施形態では、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２として、ｎチャネル型のＩＧＢＴを採用している。なお、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は、ＩＧＢＴに限定されない。たとえばＭＯＳＦＥＴを採用することもできる。ダイオードＤ１、Ｄ２としては、寄生ダイオードを用いることもできる。 Each arm 5H, 5L has a switching element Q1 and a freewheeling diode D1 connected in anti-parallel to the switching element Q1. Each arm 6H, 6L has a switching element Q2 and a freewheeling diode D2 connected in anti-parallel to the switching element Q2. In this embodiment, n-channel IGBTs are used as the switching elements Q1 and Q2. Note that the switching elements Q1 and Q2 are not limited to IGBTs. For example, MOSFETs can also be employed. Parasitic diodes can also be used as the diodes D1 and D2.

アーム５Ｈ、５Ｌのひとつを構成するスイッチング素子Ｑ１およびダイオードＤ１は、共通の半導体基板に形成されてひとつの半導体素子として提供されてもよいし、互いに異なる半導体素子として提供されてもよい。同様に、アーム６Ｈ、６Ｌのひとつを構成するスイッチング素子Ｑ２およびダイオードＤ２は、共通の半導体基板に形成されてひとつの半導体素子として提供されてもよいし、互いに異なる半導体素子として提供されてもよい。半導体素子は、半導体チップと称されることがある。本実施形態では、各アーム５Ｈ、５Ｌ、６Ｈ、６Ｌが、ひとつの半導体素子により構成されている。各半導体素子は、ＩＧＢＴとダイオード、すなわちＲＣ（Reverse Conducting）－ＩＧＢＴを有している。 The switching element Q1 and the diode D1 forming one of the arms 5H and 5L may be formed on a common semiconductor substrate and provided as one semiconductor element, or may be provided as different semiconductor elements. Similarly, the switching element Q2 and the diode D2 forming one of the arms 6H and 6L may be formed on a common semiconductor substrate and provided as one semiconductor element, or may be provided as different semiconductor elements. . A semiconductor element is sometimes called a semiconductor chip. In this embodiment, each arm 5H, 5L, 6H, 6L is composed of one semiconductor element. Each semiconductor element has an IGBT and a diode, ie RC (Reverse Conducting)-IGBT.

コンバータ５は、ＤＣ－ＤＣ変換回路である。コンバータ５は、制御回路部７によるスイッチング制御にしたがって、直流電圧を異なる値の直流電圧に変換する。コンバータ５は、直流電源２から供給される直流電圧を昇圧する機能を有している。コンバータ５は、平滑コンデンサＣ２の電荷を用いて直流電源２を充電する降圧機能も有している。コンバータ５は、上下アーム回路５ＨＬと、リアクトルＲ１を有している。 Converter 5 is a DC-DC conversion circuit. The converter 5 converts the DC voltage into DC voltages of different values according to switching control by the control circuit unit 7 . Converter 5 has a function of stepping up the DC voltage supplied from DC power supply 2 . The converter 5 also has a step-down function of charging the DC power supply 2 using the charge of the smoothing capacitor C2. The converter 5 has an upper and lower arm circuit 5HL and a reactor R1.

上下アーム回路５ＨＬにおいて、上アーム５Ｈ側のスイッチング素子Ｑ１のコレクタがＶＨライン９Ｈに接続され、下アーム５Ｌ側のスイッチング素子Ｑ１のエミッタがＮライン１０に接続されている。上アーム５Ｈ側のスイッチング素子Ｑ１のエミッタと、下アーム５Ｌ側のスイッチング素子Ｑ１のコレクタが互いに接続されている。リアクトルＲ１の一端はＶＬライン９Ｌに接続され、他端は、昇圧配線１１を介して、上アーム５Ｈおよび下アーム５Ｌの接続点に接続されている。 In the upper arm circuit 5HL, the collector of the switching element Q1 on the upper arm 5H side is connected to the VH line 9H, and the emitter of the switching element Q1 on the lower arm 5L side is connected to the N line 10. FIG. The emitter of the switching element Q1 on the upper arm 5H side and the collector of the switching element Q1 on the lower arm 5L side are connected to each other. One end of the reactor R1 is connected to the VL line 9L, and the other end is connected to the connection point between the upper arm 5H and the lower arm 5L via the boost wiring 11. As shown in FIG.

なお、コンバータ５は、単相に限定されない。多相コンバータを採用してもよい。たとえば二相コンバータは、二相分の上下アーム回路５ＨＬと、上下アーム回路５ＨＬごとに設けられたリアクトルＲ１を有する。 Note that the converter 5 is not limited to a single phase. A polyphase converter may be employed. For example, a two-phase converter has upper and lower arm circuits 5HL for two phases and a reactor R1 provided for each upper and lower arm circuit 5HL.

インバータ６は、ＤＣ－ＡＣ変換回路である。インバータ６は、平滑コンデンサＣ２を介してコンバータ５に接続されている。インバータ６は、制御回路部７によるスイッチング制御にしたがって、直流電圧を三相交流電圧に変換し、モータジェネレータ３へ出力する。これにより、モータジェネレータ３は、所定のトルクを発生するように駆動する。インバータ６は、車両の回生制動時、駆動輪からの回転力を受けてモータジェネレータ３が発電した三相交流電圧を、制御回路部７によるスイッチング制御にしたがって直流電圧に変換し、ＶＨライン９Ｈへ出力することもできる。このように、インバータ６は、コンバータ５とモータジェネレータ３との間で双方向の電力変換を行なう。インバータ６は、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の上下アーム回路６ＨＬを有している。 The inverter 6 is a DC-AC conversion circuit. Inverter 6 is connected to converter 5 via smoothing capacitor C2. Inverter 6 converts the DC voltage into a three-phase AC voltage and outputs it to motor generator 3 in accordance with switching control by control circuit portion 7 . Thereby, the motor generator 3 is driven to generate a predetermined torque. During regenerative braking of the vehicle, the inverter 6 converts the three-phase AC voltage generated by the motor generator 3 in response to the rotational force from the driving wheels into a DC voltage according to switching control by the control circuit unit 7, and supplies the voltage to the VH line 9H. It can also be output. Thus, inverter 6 performs bidirectional power conversion between converter 5 and motor generator 3 . The inverter 6 has a three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) upper and lower arm circuit 6HL.

上下アーム回路６ＨＬにおいて、上アーム６Ｈ側のスイッチング素子Ｑ２のコレクタがＶＨライン９Ｈに接続され、下アーム６Ｌ側のスイッチング素子Ｑ２のエミッタがＮライン１０に接続されている。上アーム６Ｈ側のスイッチング素子Ｑ２のエミッタと、下アーム６Ｌ側のスイッチング素子Ｑ２のコレクタが互いに接続されている。各相の上下アーム回路６ＨＬの接続点は、相ごとに設けられた出力配線１２を介して、対応する相の固定子巻線に接続されている。 In the upper arm circuit 6HL, the collector of the switching element Q2 on the upper arm 6H side is connected to the VH line 9H, and the emitter of the switching element Q2 on the lower arm 6L side is connected to the N line 10. FIG. The emitter of the switching element Q2 on the upper arm 6H side and the collector of the switching element Q2 on the lower arm 6L side are connected to each other. A connection point of the upper and lower arm circuits 6HL of each phase is connected to the stator winding of the corresponding phase via an output wiring 12 provided for each phase.

制御回路部７は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を動作させるための指令信号を生成し、駆動回路部８に出力する。制御回路部７は、図示しない上位ＥＣＵから入力される指令値、各種センサにて検出された信号などに基づいて、指令信号を生成する。指令値は、たとえばトルク指令値、電流指令値、電圧指令値である。制御回路部７は、指令信号として、たとえばＰＷＭ信号を出力する。制御回路部７は、たとえばマイコン（マイクロコンピュータ）を備えて構成されている。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。ＰＷＭは、Pulse Width Modulationの略称である。 The control circuit portion 7 generates a command signal for operating the switching elements Q1 and Q2 and outputs it to the drive circuit portion 8 . The control circuit unit 7 generates a command signal based on a command value input from a host ECU (not shown), signals detected by various sensors, and the like. The command values are, for example, torque command values, current command values, and voltage command values. The control circuit unit 7 outputs, for example, a PWM signal as the command signal. The control circuit section 7 is configured with a microcomputer, for example. ECU is an abbreviation for Electronic Control Unit. PWM is an abbreviation for Pulse Width Modulation.

各種センサとしては、電流センサ、回転角センサ、電圧センサ、温度センサなどがある。電流センサのひとつは、モータジェネレータ３の各相の巻線に流れる相電流を検出する。電流センサの他のひとつは、リアクトルＲ１を流れる電流を検出する。回転角センサは、モータジェネレータ３の回転子の回転角を検出する。電圧センサのひとつは、平滑コンデンサＣ２の両端電圧、すなわちＶＨライン９Ｈの電圧を検出する。電圧センサの他のひとつは、フィルタコンデンサＣ１の両端電圧、すなわちＶＬライン９Ｌの電圧を検出する。温度センサは、リアクトルＲ１の温度を検出する。電力変換装置４は、これらの図示しないセンサを有している。 Various sensors include a current sensor, a rotation angle sensor, a voltage sensor, a temperature sensor, and the like. One of the current sensors detects a phase current flowing through each phase winding of the motor generator 3 . Another current sensor detects the current flowing through the reactor R1. The rotation angle sensor detects the rotation angle of the rotor of motor generator 3 . One of the voltage sensors detects the voltage across the smoothing capacitor C2, that is, the voltage of the VH line 9H. Another voltage sensor detects the voltage across the filter capacitor C1, that is, the voltage on the VL line 9L. A temperature sensor detects the temperature of the reactor R1. The power converter 4 has these sensors (not shown).

駆動回路部８は、制御回路部７の指令信号に基づいて、対応するアーム５Ｈ、５Ｌ、６Ｈ、６Ｌのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のゲートに、駆動電圧を供給する。駆動回路部８は、駆動電圧の印加により、対応するスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を駆動、すなわちオン駆動、オフ駆動させる。駆動回路部８は、ドライバと称されることがある。本実施形態では、ひとつのアームに対してひとつの駆動回路部８が設けられている。駆動回路部８の配置は、これに限定されない。たとえば一相分の上下アーム回路５ＨＬ、６ＨＬごとに駆動回路部８を設けてもよい。 The drive circuit section 8 supplies a drive voltage to the gates of the switching elements Q1 and Q2 of the corresponding arms 5H, 5L, 6H and 6L based on the command signal from the control circuit section 7 . The drive circuit unit 8 drives the corresponding switching elements Q1 and Q2 by applying a drive voltage, that is, turns them on and off. The drive circuit section 8 is sometimes called a driver. In this embodiment, one drive circuit unit 8 is provided for one arm. The arrangement of the drive circuit section 8 is not limited to this. For example, a drive circuit section 8 may be provided for each of the upper and lower arm circuits 5HL and 6HL for one phase.

＜逆回復動作＞
次に、図２に基づき、ダイオードの逆回復動作について説明する。逆回復は、リカバリと称されることがある。図２において、実線の矢印は還流電流を示し、破線矢印は逆回復電流を示している。分かり易くするために、上アーム６Ｈを構成する要素の末尾にＨ、下アーム６Ｌを構成する要素の末尾にＬを付与することがある。図２では、便宜上、インバータ６を構成する上下アーム回路６ＨＬのひとつについて例示しているが、他の上下アーム回路についても同様である。 <Reverse recovery operation>
Next, the reverse recovery operation of the diode will be described with reference to FIG. Reverse recovery is sometimes referred to as recovery. In FIG. 2, the solid line arrow indicates the return current, and the dashed line arrow indicates the reverse recovery current. For the sake of clarity, H may be added to the end of the elements forming the upper arm 6H, and L may be added to the end of the elements forming the lower arm 6L. For the sake of convenience, FIG. 2 illustrates one of the upper and lower arm circuits 6HL forming the inverter 6, but the other upper and lower arm circuits are the same.

モータジェネレータ３の巻線（Ｌ負荷）に蓄積されたエネルギーにより、下アーム６Ｌ側のダイオードＤ２Ｌに、図２に実線矢印で示す順方向の電流が流れる。この順方向の電流が、還流電流である。 Due to the energy stored in the winding (L load) of the motor generator 3, a forward current indicated by a solid line arrow in FIG. 2 flows through the diode D2L on the lower arm 6L side. This forward current is the return current.

還流電流が流れているときに、対向アームである上アーム６Ｈのスイッチング素子Ｑ２Ｈをターンオンさせると、図２に破線矢印で示すように、ダイオードＤ２Ｌの逆回復電流が発生する。逆回復電流は、対向アームのスイッチング素子がターンオンするときに過渡的に流れる。対向アームとは、上下アーム回路を構成すべく互いに直列接続されたアームのひとつから見て、他のひとつである。 When the switching element Q2H of the upper arm 6H, which is the opposite arm, is turned on while the return current is flowing, a reverse recovery current of the diode D2L is generated as indicated by the dashed arrow in FIG. A reverse recovery current transiently flows when the switching element of the opposing arm is turned on. The opposing arm is one of the arms connected in series with each other to form the upper and lower arm circuits, and the other one.

具体的には、ターンオンによりスイッチング素子Ｑ２Ｈに電流が流れると、ダイオードＤ２Ｌに逆電圧がかかり、ダイオードＤ２Ｌに流れる電流が時間変化をもって減少してやがてゼロになる。ダイオードＤ２Ｌは、順方向時に蓄積された過剰キャリアを掃出するため、所定期間、順方向とは反対の方向（逆方向）に電流が流れる。この逆方向の電流が、逆回復電流である（後述の図１２参照）。 Specifically, when a current flows through the switching element Q2H due to turn-on, a reverse voltage is applied to the diode D2L, and the current flowing through the diode D2L decreases with time and eventually becomes zero. Since the diode D2L sweeps out excess carriers accumulated in the forward direction, current flows in the direction opposite to the forward direction (reverse direction) for a predetermined period. This reverse current is the reverse recovery current (see FIG. 12 described later).

＜サージ電圧と電力＞
次に、図３および図４に基づき、逆回復時において、ダイオードの両端に生じるサージ電圧と、ダイオードの電力について説明する。図３は、逆回復時のサージ電圧と素子耐量を説明するための図である。図４は、ダイオードの電力と電力耐量を示す図である。 <Surge voltage and power>
Next, the surge voltage generated across the diode and the power of the diode during reverse recovery will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the surge voltage and element withstand capability during reverse recovery. FIG. 4 is a diagram showing diode power and power tolerance.

上記したように、ダイオードの還流時に対向アームのスイッチング素子がターンオンすることで、逆回復電流が流れる。電流が減少するときのダイオードに流れる電流の傾きは、対向アームのスイッチング素子のターンオン時のスイッチング速度が速いほど、大きくなる。 As described above, the reverse recovery current flows by turning on the switching element of the opposing arm during freewheeling of the diode. The slope of the current flowing through the diode when the current decreases increases as the switching speed at which the switching element of the opposing arm turns on increases.

ダイオードを有する半導体素子を小型化することで、製造コストを低減、すなわち低コスト化を図ることができる。しかしながら、図４に白抜き矢印で示すように、ダイオードの電力耐量は、たとえば素子の小型化にともなって小さくなる。 By miniaturizing the semiconductor element having the diode, the manufacturing cost can be reduced, that is, the cost can be reduced. However, as indicated by the white arrow in FIG. 4, the power capability of the diode decreases as the device becomes smaller, for example.

よって、図３に示すように、逆回復時に生じるサージ電圧がダイオードの素子耐圧以下となるように、対向アームのスイッチング素子のターンオン時のスイッチング速度を設定した場合でも、図４に示すように、ダイオードの電力が電力耐量を超える虞がある。電力が電力耐量を超えると、ダイオードにアバランシェ降伏が発生し、半導体素子が劣化、たとえばスイッチング素子のゲート酸化膜が劣化する虞がある。逆回復時のアバランシェは、リカバリアバランシェと称されることがある。以下に示す駆動装置は、逆回復時のアバランシェ発生を抑制するよう構成されている。 Therefore, as shown in FIG. 3, even when the switching speed at which the switching element of the opposing arm is turned on is set so that the surge voltage generated during reverse recovery is equal to or less than the withstand voltage of the diode, as shown in FIG. The power of the diode may exceed the power tolerance. When the power exceeds the power tolerance, an avalanche breakdown occurs in the diode, which may deteriorate the semiconductor element, for example, the gate oxide film of the switching element. Avalanche during reverse recovery is sometimes referred to as recovery avalanche. The drive device described below is configured to suppress the occurrence of avalanche during reverse recovery.

＜駆動装置＞
次に、図５～図１１に基づき、駆動装置について説明する。図５は、駆動装置の機能ブロックを示す図である。図５では、便宜上、スイッチング素子をＳＷと示している。図６は、速度設定のためのマップを示している。図７は、速度設定を説明するための図である。図８は、駆動回路部の一例を示している。図９は、駆動回路部の別例を示している。図１０は、駆動回路部の別例を示している。図１１は、駆動装置が実行する処理を示すフローチャートである。 <Driving device>
Next, the driving device will be described with reference to FIGS. 5 to 11. FIG. FIG. 5 is a diagram showing functional blocks of the driving device. In FIG. 5, the switching element is shown as SW for convenience. FIG. 6 shows a map for speed setting. FIG. 7 is a diagram for explaining speed setting. FIG. 8 shows an example of the drive circuit section. FIG. 9 shows another example of the drive circuit section. FIG. 10 shows another example of the drive circuit section. FIG. 11 is a flow chart showing the processing executed by the driving device.

図５に示すように、駆動装置１３は、上記した制御回路部７と、駆動回路部８を備えている。駆動装置１３は、ダイオードが逆並列に接続され、少なくとも一相分の上下アーム回路を構成する複数のスイッチング素子を駆動する。すなわち、駆動装置１３は、電力変換回路を構成するスイッチング素子を駆動する。本実施形態の駆動装置１３は、コンバータ５を構成するすべてのスイッチング素子Ｑ１と、インバータ６を構成するすべてのスイッチング素子Ｑ２を駆動する。電力変換装置４は、駆動装置１３を備えている。 As shown in FIG. 5, the drive device 13 includes the control circuit section 7 and the drive circuit section 8 described above. The driving device 13 drives a plurality of switching elements having diodes connected in anti-parallel and forming upper and lower arm circuits for at least one phase. That is, the driving device 13 drives the switching elements that constitute the power conversion circuit. The drive device 13 of this embodiment drives all the switching elements Q1 that make up the converter 5 and all the switching elements Q2 that make up the inverter 6 . The power conversion device 4 includes a drive device 13 .

制御回路部７は、指令信号生成部７０と、相関値取得部７１と、電力算出部７２と、速度設定部７３を有している。 The control circuit section 7 has a command signal generation section 70 , a correlation value acquisition section 71 , a power calculation section 72 and a speed setting section 73 .

指令信号生成部７０は、上記したように、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を動作させるための指令信号を、上位ＥＣＵから入力される指令値、各種センサにて検出された信号などに基づいて生成する。そして、生成した指令信号を、駆動回路部８に出力する。 As described above, the command signal generator 70 generates command signals for operating the switching elements Q1 and Q2 based on command values input from the host ECU, signals detected by various sensors, and the like. Then, the generated command signal is output to the drive circuit section 8 .

相関値取得部７１は、上記した逆回復時のダイオードに流れる電流（逆回復電流）の相関値、および、逆回復時のダイオードの両端、すなわちアノード－カソード間に印加される電圧の相関値を取得する。 The correlation value obtaining unit 71 obtains the correlation value of the current (reverse recovery current) flowing through the diode during reverse recovery and the correlation value of the voltage applied between both ends of the diode, that is, between the anode and the cathode during reverse recovery. get.

たとえば、ダイオードに流れる電流、両端電圧を検出し、逆回復時の電流相関値および電圧相関値としてもよい。この場合、ダイオードが形成された半導体素子にダイオードのセンス素子を設けてもよい。シャント抵抗、電圧計等を用いてもよい。 For example, the current flowing through the diode and the voltage across the diode may be detected and used as the current correlation value and the voltage correlation value during reverse recovery. In this case, the diode sense element may be provided in the semiconductor element in which the diode is formed. A shunt resistor, a voltmeter, or the like may be used.

また、ダイオードの電流、両端電圧に代えて、電力変換回路の入力電圧、出力電流を、電流相関値および電圧相関値としてもよい。たとえば、インバータ６の入力電圧、すなわち平滑コンデンサＣ２の両端電圧と、インバータ６から出力配線１２を介してモータジェネレータ３に出力される出力電流を用いてもよい。コンバータ５の上下アーム回路５ＨＬの両端電圧と、昇圧配線１１に流れる電流を用いてもよい。この場合、電力変換装置４が備える上記したセンサの検出信号を取得すればよい。 Also, the input voltage and the output current of the power conversion circuit may be used as the current correlation value and the voltage correlation value instead of the diode current and the voltage across the diode. For example, the input voltage of inverter 6, that is, the voltage across smoothing capacitor C2, and the output current output from inverter 6 to motor generator 3 via output line 12 may be used. The voltage across the upper and lower arm circuits 5HL of the converter 5 and the current flowing through the boost wiring 11 may be used. In this case, the detection signal of the sensor provided in the power conversion device 4 may be obtained.

また、上位ＥＣＵが指令値として電流指令値および電圧指令値を出力する場合、電流指令値および電圧指令値を、電流相関値および電圧相関値としてもよい。 Further, when the host ECU outputs a current command value and a voltage command value as command values, the current command value and the voltage command value may be used as the current correlation value and the voltage correlation value.

電力算出部７２は、相関値取得部７１が取得した電流相関値および電圧相関値を用いて、逆回復時のダイオードの電力を算出する。電力算出部７２は、電流相関値と電圧相関値とを乗算することで、電力を算出する。 The power calculator 72 uses the current correlation value and the voltage correlation value acquired by the correlation value acquirer 71 to calculate the power of the diode during reverse recovery. The power calculator 72 calculates power by multiplying the current correlation value and the voltage correlation value.

電流相関値、電圧相関値として、ダイオードに流れる電流、両端電圧を検出する場合、特に補正しなくてもよい。同タイミングで取得した電流、電圧の検出値を乗算することで、電力を算出する。電力変換回路の入力電圧、出力電流を用いる場合、または、電流指令値、電圧指令値を用いる場合には、電流相関値および電圧相関値を補正した上で、補正した電流相関値と電圧相関値とを乗算し、電力を算出（推定）する。 When the current flowing through the diode and the voltage across the diode are detected as the current correlation value and the voltage correlation value, no particular correction is required. Power is calculated by multiplying the current and voltage detection values obtained at the same timing. When using the input voltage and output current of the power conversion circuit, or when using the current command value and voltage command value, the current correlation value and voltage correlation value are corrected, and then the corrected current correlation value and voltage correlation value are obtained. and to calculate (estimate) the power.

具体的には、試作時の試験、シミュレーション等によって、ダイオードの電流、両端電圧との関係性を求めておく。たとえばダイオードの電流、両端電圧とインバータ６の出力電流、入力電圧との関係性を予め求めておく。ダイオードの電流、両端電圧と電流指令値、電圧指令値との関係性を予め求めておく。この関係性については、たとえば制御回路部７が有するメモリに、マップ、関数等として予め格納される。 Specifically, the relationship between the current of the diode and the voltage across the diode is determined in advance by tests, simulations, etc. during the prototyping. For example, the relationship between the current of the diode, the voltage across the diode, the output current of the inverter 6, and the input voltage is obtained in advance. The relationship between the current of the diode, the voltage across the diode, the current command value, and the voltage command value is obtained in advance. This relationship is stored in advance as a map, function, or the like in the memory of the control circuit unit 7, for example.

速度設定部７３は、駆動装置１３が駆動する複数のスイッチング素子のうち、対象となるスイッチング素子（以下、対象スイッチング素子と示す）のスイッチング速度を、電力算出部７２の算出結果に応じて設定する。 The speed setting unit 73 sets the switching speed of a target switching element (hereinafter referred to as a target switching element) among the plurality of switching elements driven by the driving device 13 according to the calculation result of the power calculation unit 72. .

対象スイッチング素子は、少なくとも、逆回復時のダイオードの対向アームのスイッチング素子を含む。速度設定部７３は、対象スイッチング素子について、少なくともターンオン時のスイッチング速度を設定する。速度設定部７３は、対向アームのスイッチング素子のみを対象スイッチング素子としてもよいし、逆回復時のダイオードを含む上下アーム回路のスイッチング素子のすべてを対象スイッチング素子としてもよい。また、逆回復時のダイオードを含む電力変換回路のすべてのスイッチング素子を、対象スイッチング素子としてもよい。 The target switching element includes at least the switching element of the opposite arm of the diode during reverse recovery. The speed setting unit 73 sets at least the switching speed at the time of turn-on for the target switching element. The speed setting unit 73 may set only the switching elements of the opposing arm as the target switching elements, or may set all the switching elements of the upper and lower arm circuits including the diodes during reverse recovery as the target switching elements. Also, all the switching elements of the power conversion circuit including the diodes during reverse recovery may be the target switching elements.

速度設定部７３は、対象スイッチング素子の少なくともターンオン時のスイッチング速度を、電力算出部７２が算出した電力が第１電力のときに、第１電力よりも小さい第２電力よりもスイッチング速度が遅くなるように、スイッチング速度を切り替えて設定する。速度設定部７３は、駆動回路部８に速度設定信号を出力する。速度設定信号は、速度切替信号と称されることがある。 The speed setting unit 73 sets the switching speed at least when the target switching element is turned on so that, when the power calculated by the power calculation unit 72 is the first power, the switching speed is slower than the second power that is lower than the first power. Switch and set the switching speed as follows. The speed setting section 73 outputs a speed setting signal to the driving circuit section 8 . The speed setting signal is sometimes called a speed switching signal.

制御回路部７のメモリには、試作時の試験、シミュレーション等により求められた、スイッチング速度を切り替えて設定可能なマップ、関数等が予め格納されている。速度設定部７３は、図６に例示するマップを用いて、スイッチング速を設定してもよい。マップは、電流相関値、電圧相関値、および少なくともターンオン時のスイッチング速度との関係を示している。 The memory of the control circuit unit 7 pre-stores maps, functions, etc. that can be set by switching the switching speed, which are obtained by tests, simulations, etc. at the time of prototyping. The speed setting unit 73 may set the switching speed using a map illustrated in FIG. The map shows the relationship between the current correlation value, the voltage correlation value, and at least the switching speed at turn-on.

図６において、スイッチング速度Ａ～Ｐは、電流相関値が大きいほど遅く、電流相関値が小さいほど速い。スイッチング速度Ａ～Ｐは、電圧相関値が大きいほど遅く、電圧相関値が小さいほど速い。よって、スイッチング速度Ｄがもっとも遅く、スイッチング速度Ｍがもっとも速い。たとえば、Ａ、Ｅ、Ｉ、Ｍの列において、スイッチング速度Ａがもっとも遅く、スイッチング速度Ｍがもっとも速い。Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐの行において、スイッチング速度Ｐがもっとも遅く、スイッチング速度Ｍがもっとも速い。Ｄ、Ｇ、Ｊ、Ｍにおいて、スイッチング速度Ｄがもっとも遅く、スイッチング速度Ｍがもっとも速い。 In FIG. 6, the switching speeds A to P are slower as the current correlation value is larger, and faster as the current correlation value is smaller. The switching speeds A to P are slower as the voltage correlation value is larger, and faster as the voltage correlation value is smaller. Therefore, the switching speed D is the slowest and the switching speed M is the fastest. For example, in the columns A, E, I, M, switching speed A is the slowest and switching speed M is the fastest. In the M, N, O, P rows, the switching speed P is the slowest and the switching speed M is the fastest. Among D, G, J, and M, the switching speed D is the slowest and the switching speed M is the fastest.

速度設定部７３は、図６に示したマップを用い、算出した電力に応じたスイッチング速度を設定する。速度設定部７３は、算出した電力とともに取得した相関値の少なくともひとつを用いてスイッチング速度を設定してもよい。たとえば、算出した電力と電流相関値を用いて、スイッチング速度Ａ～Ｐのいずれかを設定する。 The speed setting unit 73 uses the map shown in FIG. 6 to set the switching speed according to the calculated power. The speed setting unit 73 may set the switching speed using at least one of the correlation values obtained together with the calculated power. For example, one of the switching speeds A to P is set using the calculated power and current correlation value.

速度設定部７３は、予め設定された関数を用いて、スイッチング速度を切り替えてもよい。たとえば、ゲート抵抗を切り替えることで、スイッチング速度を切り替えてもよい。この場合、試験等によって、図７に示すような、ダイオードの電力、対象スイッチング素子のゲート抵抗、スイッチング速度の関係性を取得する。図７において、電力Ｐｎは、ｎ数が大きくなるほど電力が大きい。ゲート抵抗Ｒｇｎは、ｎ数が大きくなるほど抵抗値が大きい。スイッチング速度Ｓｎは、ｎ数が大きくなるほど遅い。 The speed setting unit 73 may switch the switching speed using a preset function. For example, the switching speed may be switched by switching the gate resistance. In this case, the relationship between the power of the diode, the gate resistance of the target switching element, and the switching speed, as shown in FIG. 7, is acquired by testing or the like. In FIG. 7, the power Pn increases as the n number increases. The resistance value of the gate resistor Rgn increases as the number n increases. The switching speed Sn becomes slower as the number n increases.

そして、図７に示す関係性から近似式（関数）を求め、メモリ等に予め格納しておく。たとえば、２次の多項式近似の場合、以下に示す式の変数ｘに算出した電力を入力することで、設定するゲート抵抗Ｒｇ（ｘ）、すなわちスイッチング速度を求めることができる。
Ｒｇ（ｘ）＝αｘ^２＋βｘ＋ｃ Then, an approximation formula (function) is obtained from the relationship shown in FIG. 7 and stored in advance in a memory or the like. For example, in the case of second-order polynomial approximation, the gate resistance Rg(x) to be set, that is, the switching speed can be obtained by inputting the calculated power to the variable x in the following equation.
Rg(x)=αx ² +βx+c

速度設定部７３がスイッチング速度を設定すると、駆動回路部８は、速度設定部７３が設定したスイッチング速度で対象スイッチング素子をターンオンさせる。速度設定部７３は、ターンオン速度とともに、ターンオフ速度を設定してもよい。駆動回路部８が、駆動部に相当する。 When the speed setting unit 73 sets the switching speed, the drive circuit unit 8 turns on the target switching element at the switching speed set by the speed setting unit 73 . The speed setting unit 73 may set the turn-off speed together with the turn-on speed. The drive circuit section 8 corresponds to the drive section.

駆動回路部８は、速度設定信号に基づいて、スイッチング速度のうち、少なくともターンオン速度を切り替え可能に構成されている。たとえば、図８に示す駆動回路部８は、オン用スイッチ８０と、オフ用スイッチ８１と、駆動制御部８２と、抵抗８３を有している。オン用スイッチ８０およびオフ用スイッチ８１は、オン用スイッチ８０を電源側にして直列接続されている。以下では、単にスイッチ８０、８１と称することがある。 The drive circuit unit 8 is configured to be able to switch at least the turn-on speed among the switching speeds based on the speed setting signal. For example, the drive circuit section 8 shown in FIG. 8 has an ON switch 80, an OFF switch 81, a drive control section 82, and a resistor 83. The ON switch 80 and the OFF switch 81 are connected in series with the ON switch 80 on the power supply side. Hereinafter, they may simply be referred to as switches 80 and 81.

図８において、オン用スイッチ８０は、ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。オフ用スイッチ８１は、ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。オン用スイッチ８０のソースは、電源に接続されている。オフ用スイッチ８１のソースは、グランドに接続されている。スイッチ８０、８１のドレイン同士が接続されている。オン用スイッチ８０は、充電用スイッチと称されることがある。オフ用スイッチ８１は、放電用スイッチと称されることがある。 In FIG. 8, the ON switch 80 is a p-channel MOSFET. The off switch 81 is an n-channel MOSFET. The source of the ON switch 80 is connected to the power supply. The source of the off switch 81 is connected to the ground. The drains of switches 80 and 81 are connected together. The ON switch 80 is sometimes called a charging switch. The off switch 81 is sometimes called a discharge switch.

駆動回路部８には、フォトカプラ等の図示しない絶縁素子を介して、制御回路部７から信号が入力される。駆動制御部８２は、指令信号に基づいて、スイッチ８０、８１の駆動を制御する。スイッチング素子のターンオン時には、駆動制御部８２により、オン用スイッチ８０がオン、オフ用スイッチ８１がオフされる。これにより、ゲートが充電される。ターンオフ時には、駆動制御部８２により、オン用スイッチ８０がオフ、オフ用スイッチ８１がオンされる。これにより、ゲートの電荷が引き抜かれる。 A signal is input from the control circuit unit 7 to the drive circuit unit 8 via an insulating element (not shown) such as a photocoupler. The drive control unit 82 controls driving of the switches 80 and 81 based on the command signal. When the switching element is turned on, the drive control unit 82 turns on the on switch 80 and turns off the off switch 81 . This charges the gate. At the time of turn-off, the drive control unit 82 turns off the on-switch 80 and turns on the off-switch 81 . This pulls out the charge from the gate.

抵抗８３は、スイッチ８０、８１の接続点と、スイッチング素子（ＩＧＢＴ）のゲートとの間に設けられている。抵抗８３は、ゲート抵抗と称されることがある。抵抗８３は、抵抗値を切り替え可能な可変抵抗である。抵抗８３の値は、速度設定信号に応じて切り替えられる。抵抗値が大きくなるほど、時定数が大きくなり、スイッチング速度が遅くなる。 A resistor 83 is provided between the connection point of the switches 80 and 81 and the gate of the switching element (IGBT). The resistor 83 is sometimes called a gate resistor. The resistor 83 is a variable resistor whose resistance value can be switched. The value of resistor 83 is switched according to the speed setting signal. The larger the resistance, the larger the time constant and the slower the switching speed.

抵抗８３として可変抵抗の例を示したが、これに限定されない。複数の抵抗の接続状態を切り替えることで、抵抗値を切り替え可能としてもよい。また、図９に示すように、ターンオン用とターンオフ用とで抵抗（ゲート抵抗）を別々に設けてもよい。図９に示す例では、オン用スイッチ８０のドレインとゲートとの間に抵抗８４が設けられ、オフ用スイッチ８１のドレインとゲートとの間に抵抗８５が設けられている。そして、抵抗８４として可変抵抗を採用し、速度設定信号に応じて抵抗８４の値、すなわちターンオン速度が切替可能に構成されている。 Although an example of a variable resistor is shown as the resistor 83, it is not limited to this. The resistance value may be switched by switching the connection state of a plurality of resistors. Also, as shown in FIG. 9, separate resistors (gate resistors) may be provided for turn-on and turn-off. In the example shown in FIG. 9, a resistor 84 is provided between the drain and gate of the switch 80 for ON, and a resistor 85 is provided between the drain and gate of the switch 81 for OFF. A variable resistor is employed as the resistor 84, and the value of the resistor 84, that is, the turn-on speed can be switched according to the speed setting signal.

ゲート抵抗値に代えて、ゲートの駆動電圧を切り替え可能に構成してもよい。図１０に示す駆動回路部８は、上記したスイッチ８０、８１および駆動制御部８２に加えて、電源８６と、抵抗８７を有している。電源８６は、出力電圧を可変とする電圧源である。電源８６の正極にオン用スイッチ８０のソースが接続され、負極にオフ用スイッチ８１のソースが接続されている。抵抗８７は、スイッチ８０、８１の接続点とゲートとの間に設けられた固定抵抗である。このように、速度設定信号に応じて電源８６の出力電圧、すなわちゲートの駆動電圧が切替可能に構成されている。 Instead of the gate resistance value, the gate driving voltage may be switchable. The drive circuit section 8 shown in FIG. 10 has a power supply 86 and a resistor 87 in addition to the switches 80 and 81 and the drive control section 82 described above. The power supply 86 is a voltage source with a variable output voltage. The source of the ON switch 80 is connected to the positive pole of the power supply 86, and the source of the OFF switch 81 is connected to the negative pole. A resistor 87 is a fixed resistor provided between the connection point of the switches 80 and 81 and the gate. In this manner, the output voltage of the power supply 86, that is, the gate drive voltage is switchable in accordance with the speed setting signal.

図１１は、逆回復時に駆動装置１３が実行する処理を示すフローチャートである。センス素子等により逆回復電流を検出すると、駆動装置１３は、以下に示す処理を実行する。 FIG. 11 is a flow chart showing the process executed by the driving device 13 during reverse recovery. When the sense element or the like detects the reverse recovery current, the driving device 13 performs the following processing.

先ず、駆動装置１３は、相関値を取得する（ステップＳ１０）。制御回路部７は、相関値として、電流相関値と電圧相関値を取得する。 First, the driving device 13 acquires a correlation value (step S10). The control circuit unit 7 acquires a current correlation value and a voltage correlation value as correlation values.

次いで、駆動装置１３は、取得した相関値を用いて、逆回復が生じているダイオードの電力を算出する（ステップＳ２０）。制御回路部７は、電流相関値と電圧相関値との乗算により、電力を算出する。制御回路部７は、必要に応じて相関値を補正し、電力を算出する。 Next, the driving device 13 uses the obtained correlation value to calculate the power of the diode in which reverse recovery has occurred (step S20). The control circuit unit 7 calculates power by multiplying the current correlation value and the voltage correlation value. The control circuit unit 7 corrects the correlation value as necessary and calculates the power.

次いで、駆動装置１３は、対象スイッチング素子の少なくともターンオン時のスイッチング速度を、ステップＳ２０で算出した電力に応じて設定する（ステップＳ３０）。制御回路部７は、マップ、関数等により算出した電力に応じてスイッチング速度を設定し、速度設定信号を駆動回路部８に出力する。 Next, the driving device 13 sets at least the switching speed when the target switching element is turned on according to the electric power calculated in step S20 (step S30). The control circuit section 7 sets the switching speed according to the electric power calculated from the map, function, etc., and outputs a speed setting signal to the drive circuit section 8 .

制御回路部７は、前回のステップＳ３０の処理を行ったときの算出電力（第２電力）よりも今回の算出電力（第１電力）が大きい場合、前回よりもスイッチング速度が遅くなるように設定する。たとえば図６に示したマップにおいて、スイッチング速度をＪ→Ｇに切り替えて設定する。 When the current calculated power (first power) is greater than the calculated power (second power) when the process of step S30 was performed last time, the control circuit unit 7 sets the switching speed to be slower than the previous time. do. For example, in the map shown in FIG. 6, the switching speed is switched from J to G and set.

次いで、駆動装置１３は、ステップＳ３０で設定したスイッチング速度で、対象スイッチング素子を駆動する（ステップＳ４０）。そして一連の処理を終了する。駆動回路部８は、対象スイッチング素子の少なくともターンオン時のスイッチング速度を、速度設定信号に応じて値にする。制御回路部７がスイッチング速度を切り替えて設定した場合、駆動回路部８は、スイッチング速度を切り替えて対象スイッチング素子を駆動する。 Next, the driving device 13 drives the target switching element at the switching speed set in step S30 (step S40). Then, the series of processing ends. The drive circuit unit 8 sets the switching speed at least when the target switching element is turned on to a value according to the speed setting signal. When the control circuit unit 7 switches and sets the switching speed, the drive circuit unit 8 switches the switching speed to drive the target switching element.

駆動装置１３は、上記した処理を所定周期で繰り返し実行する。すなわち、逆回復電流が流れている間に、上記した処理を繰り返し実行する。このように、本実施形態では、逆回復時において、ダイオードの電力に応じて少なくともターンオン時のスイッチング速度を設定する。すなわち、アクティブゲートコントロールを実行する。 The driving device 13 repeatedly executes the above-described processing at a predetermined cycle. That is, the above-described processing is repeatedly executed while the reverse recovery current is flowing. Thus, in this embodiment, at least the switching speed at turn-on is set according to the power of the diode during reverse recovery. That is, active gate control is executed.

＜第１実施形態のまとめ＞
図１２は、対向アームのスイッチング素子のターンオンに伴ってダイオードに流れる電流、ダイオードの両端電圧、および電力の変化を示している。図１２では、電力耐量を示している。対向アームのターンオン時のスイッチング速度が速いほど、逆回復電流のピークが複数生じやすくなる。ピークが複数生じると、両端電圧が高いときにピークの少なくともひとつが生じることとなり、ダイオードの電力が電力耐量を超えやすい。逆回復時にダイオードの電力が電力耐量を超えると、ダイオードにリカバリアバランシェ（逆回復時のアバランシェ降伏）が生じる虞がある。リカバリアバランシェは、半導体素子の劣化につながる。 <Summary of the first embodiment>
FIG. 12 shows changes in the current flowing through the diode, the voltage across the diode, and the power as the switching element of the opposing arm is turned on. FIG. 12 shows the power tolerance. The faster the switching speed when the opposing arm is turned on, the more likely multiple peaks of the reverse recovery current will occur. When multiple peaks occur, at least one of the peaks occurs when the voltage across the diode is high, and the power of the diode tends to exceed the power tolerance. If the power of the diode exceeds the power handling capacity during reverse recovery, recovery avalanche (avalanche breakdown during reverse recovery) may occur in the diode. Recovery avalanche leads to degradation of the semiconductor device.

これに対し、本実施形態の駆動装置１３は、逆回復時のダイオードの電流相関値、電圧相関値を取得し、取得した相関値を用いてダイオードの電力を算出する。そして、算出した電力に応じて、対向アームのスイッチング素子を含む対象スイッチング素子の少なくともターンオン時のスイッチング速度を設定する。よって、スイッチング速度は、算出した電力の値に応じた値となる。算出した電力が大きいときには、遅いスイッチング速度に切り替えて設定する。 On the other hand, the driving device 13 of the present embodiment obtains the current correlation value and the voltage correlation value of the diode during reverse recovery, and uses the obtained correlation value to calculate the power of the diode. Then, according to the calculated electric power, at least the switching speed at the time of turn-on of the target switching element including the switching element of the opposing arm is set. Therefore, the switching speed becomes a value corresponding to the calculated power value. When the calculated power is large, the switching speed is switched to a slow one and set.

そして、算出した電力値が、直ちにスイッチング速度に反映される。よって、ダイオードの電力が電力耐量を超えるのを抑制することができる。図１３は、図６に示したマップに電力耐量を重ねて示している。電力耐量を超える領域のスイッチング速度Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ、Ｌ、Ｐには、特に遅い値が設定されている。よって、仮に算出した電力が電力耐量を超えたとしても、スイッチング速度を直ちに切り替えることで、電力耐量超えを短時間にとどめることができる。以上により、リカバリアバランシェが生じるのを抑制することができる。 Then, the calculated power value is immediately reflected in the switching speed. Therefore, it is possible to suppress the power of the diode from exceeding the power tolerance. FIG. 13 shows the power tolerance superimposed on the map shown in FIG. Particularly slow values are set for the switching speeds A, B, C, D, G, H, L, and P in the region exceeding the power tolerance. Therefore, even if the calculated electric power exceeds the power tolerance, by immediately switching the switching speed, the power tolerance exceeding can be kept to a short period of time. As described above, the occurrence of recovery avalanche can be suppressed.

アクティブゲートコントロールを行う電力域を限定してもよい。たとえば駆動装置１３が電力判定部を備え、電力算出部７２が算出した電力が閾値電力を超えている場合にのみ、アクティブゲートコントロールを行うようにしてもよい。電力が閾値電力を超えていない場合には、スイッチング速度は所定の基準値となる。この場合、閾値電力を電力耐量に一致させてもよいが、閾値電力を電力耐量よりも小さい値とするのが好ましい。 A power range in which active gate control is performed may be limited. For example, the drive device 13 may include a power determination unit, and active gate control may be performed only when the power calculated by the power calculation unit 72 exceeds the threshold power. If the power does not exceed the threshold power, the switching speed will be at a predetermined reference value. In this case, the threshold power may match the power tolerance, but it is preferable to set the threshold power to a value smaller than the power tolerance.

制御回路部７は、逆回復時に設定できるスイッチング速度をすくなくとも２つ有し、駆動回路部８は設定可能数に応じて切り替え可能な構成であればよい。たとえば、電力耐量および／または電力閾値を超えたら第１速度を設定し、超えない場合に第２速度を設定してもよい。電力閾値は、電力耐量以下の値が設定される。 The control circuit section 7 may have at least two switching speeds that can be set during reverse recovery, and the drive circuit section 8 may be configured to be switchable according to the settable number. For example, a first rate may be set when the power handling capacity and/or power threshold is exceeded, and a second rate may be set otherwise. The power threshold is set to a value equal to or less than the power tolerance.

（第２実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、算出した電力に応じてスイッチング速度を設定した。これに代えて、算出した電力とダイオードの素子温度の相関値とに応じて、スイッチング速度を設定してもよい。 (Second embodiment)
This embodiment is a modification based on the preceding embodiment, and the description of the preceding embodiment can be used. In the previous embodiment, the switching speed was set according to the calculated power. Alternatively, the switching speed may be set according to the correlation value between the calculated power and the element temperature of the diode.

図１４は、本実施形態に係る駆動装置１３を示している。駆動装置１３は、温度取得部７４をさらに備えている。温度取得部７４は、逆回復時のダイオードが形成された半導体素子の温度（素子温度）の相関値を取得する。 FIG. 14 shows the driving device 13 according to this embodiment. The drive device 13 further includes a temperature acquisition section 74 . The temperature acquisition unit 74 acquires a correlation value of the temperature (element temperature) of the semiconductor element in which the diode is formed during reverse recovery.

たとえば、素子温度を検出し、温度相関値としてもよい。この場合、半導体素子に形成された感温ダイオード等の温度検出素子より、温度相関値を取得する。また、半導体素子を備える半導体パッケージの温度を温度相関値としてもよい。この場合、パッケージに設けられたサーミスタ等の温度センサより、温度相関値を取得する。温度の精度の観点から、素子温度を用いるのが好ましい。 For example, an element temperature may be detected and used as a temperature correlation value. In this case, a temperature correlation value is obtained from a temperature detecting element such as a temperature sensitive diode formed on a semiconductor element. Also, the temperature of a semiconductor package including a semiconductor element may be used as the temperature correlation value. In this case, a temperature correlation value is obtained from a temperature sensor such as a thermistor provided in the package. From the viewpoint of temperature accuracy, it is preferable to use the element temperature.

速度設定部７３は、対象スイッチング素子の少なくともターンオン時のスイッチング速度を、電力算出部７２が算出した電力と、温度取得部７４が取得した温度相関値とに応じて設定する。 The speed setting unit 73 sets at least the switching speed when the target switching element is turned on, according to the power calculated by the power calculation unit 72 and the temperature correlation value obtained by the temperature obtaining unit 74 .

図１５は、素子温度と電力耐量との関係を示している。図１５では、素子温度が－４０℃、１５０℃のときのそれぞれの電力耐量を示している。素子温度の温度が低いと電力耐量が大きくなり、素子温度が高いと電力耐量が小さくなる。よって、素子温度が高いほど、逆回復時のダイオードの電力が電力耐量を超えやすく、ひいてはリカバリアバランシェが生じやすい。よって、速度設定部７３は、電力が同じでも温度相関値が第１温度のときに、第１温度よりも低い第２温度に較べてスイッチング速度が遅くなるように、取得した温度相関値に応じて対象スイッチング素子のスイッチング速度を設定する。 FIG. 15 shows the relationship between element temperature and power tolerance. FIG. 15 shows the power tolerance when the element temperature is -40.degree. C. and 150.degree. When the element temperature is low, the power tolerance increases, and when the element temperature is high, the power tolerance decreases. Therefore, the higher the element temperature, the more likely the power of the diode during reverse recovery will exceed the power tolerance, and the more likely recovery avalanche will occur. Therefore, the speed setting unit 73 adjusts the temperature correlation value according to the acquired temperature correlation value so that the switching speed becomes slower when the temperature correlation value is the first temperature than at the second temperature, which is lower than the first temperature, even if the power is the same. to set the switching speed of the target switching element.

図１６は、マップを用いてスイッチング速度を設定する場合の一例を示している。図１６では、温度相関値を単に温度と示している。温度Ｔ２が温度Ｔ１よりも高いため、電力耐量２は電力耐量１よりも小さい。温度Ｔ１に対応するマップ１は、先行実施形態に示した図６と同じである。温度Ｔ２に対応するマップ２は、スイッチング速度イ～リが設定可能である。マップ１（図６のマップ）同様、スイッチング速度イ～リは、電流相関値が大きいほど遅く、電流相関値が小さいほど速い。電圧相関値が大きいほど遅く、電圧相関値が小さいほど速い。電力耐量を超える領域のスイッチング速度イ、ロ、ハ、ホ、ヘ、リには、特に遅い値が設定されている。 FIG. 16 shows an example of setting the switching speed using a map. In FIG. 16, the temperature correlation value is simply indicated as temperature. Since the temperature T2 is higher than the temperature T1, the power tolerance 2 is smaller than the power tolerance 1. Map 1 corresponding to temperature T1 is the same as in FIG. 6 shown in the previous embodiment. The map 2 corresponding to the temperature T2 can set switching speeds 1 to 3. As in Map 1 (the map in FIG. 6), the switching speeds i to li are slower as the current correlation value is larger, and faster as the current correlation value is smaller. The larger the voltage correlation value, the slower, and the smaller the voltage correlation value, the faster. Particularly slow values are set for the switching speeds A, B, C, E, F, and R in the region exceeding the power tolerance.

スイッチング速度イ～リの設定された電力領域は、マップ１のスイッチング速度Ｅ～Ｇ、Ｉ～Ｋ、Ｍ～Ｏが設定された領域と同じである。互いに同じ電力領域に設定されたスイッチング速度は、温度の高いマップ２のほうが温度の低いマップ１よりも遅い。たとえば、スイッチング速度イは、スイッチング速度Ｅよりも遅い。スイッチング速度ホは、スイッチング速度Ｊよりも遅い。 The power region in which the switching speeds 1 to 3 are set is the same as the region in which the switching speeds E to G, I to K, M to O of Map 1 are set. The switching speeds set in the same power range are slower for map 2, which has a higher temperature, than for map 1, which has a lower temperature. For example, switching speed i is slower than switching speed E. The switching speed ho is slower than the switching speed J.

速度設定部７３は、温度相関値に応じたマップを用いて、算出した電力に応じたスイッチング速度を設定する。なお、所定の温度域ごとにマップを用意してもよい。 The speed setting unit 73 sets the switching speed according to the calculated power using the map according to the temperature correlation value. A map may be prepared for each predetermined temperature range.

速度設定部７３は、予め設定された関数を用いて、スイッチング速度を設定してもよい。たとえば、先行実施形態同様、試験等によって、温度相関値（素子温度）、ダイオードの電力、対象スイッチング素子のゲート抵抗、スイッチング速度の関係性を取得し、近似等によって関数を求めてもよい。 The speed setting unit 73 may set the switching speed using a preset function. For example, as in the previous embodiment, the temperature correlation value (element temperature), the power of the diode, the gate resistance of the target switching element, and the switching speed may be obtained by testing, and the function may be obtained by approximation or the like.

図１７は、逆回復時に駆動装置１３が実行する処理を示すフローチャートである。まず、駆動装置１３は、温度を取得する（ステップＳ５）。制御回路部７は、温度として、温度相関値を取得する。次いで、駆動装置１３は、ステップＳ１０、Ｓ２０の処理を実行する。なお、温度取得処理の順序は、上記例に限定されない。ステップＳ１０の後であって、ステップＳ２０の前に実行してもよいし、ステップＳ２０の後であって、ステップＳ３０の前に実行してもよい。 FIG. 17 is a flow chart showing the process executed by the driving device 13 during reverse recovery. First, the driving device 13 acquires the temperature (step S5). The control circuit unit 7 acquires a temperature correlation value as the temperature. Next, the driving device 13 executes the processes of steps S10 and S20. Note that the order of temperature acquisition processing is not limited to the above example. It may be executed after step S10 and before step S20, or after step S20 and before step S30.

温度相関値の取得と電力の算出が終了すると、駆動装置１３は、ステップ３０の処理を実行する。本実施形態では、制御回路部７が、上記したように、算出した電力と取得した温度相関値とに応じて、対象スイッチング素子の少なくともターンオン時のスイッチング速度を設定する。 After obtaining the temperature correlation value and calculating the electric power, the driving device 13 executes the process of step 30 . In the present embodiment, as described above, the control circuit unit 7 sets at least the switching speed at the turn-on of the target switching element according to the calculated power and the acquired temperature correlation value.

ステップＳ３０の処理が終了すると、先行実施形態同様、駆動装置１３はステップＳ４０の処理を実行する。そして一連の処理を終了する。駆動装置１３は、上記した処理を所定周期で繰り返し実行する。すなわち、逆回復電流が流れている間に、上記した処理を繰り返し実行する。 When the process of step S30 ends, the driving device 13 executes the process of step S40, as in the preceding embodiment. Then, the series of processing ends. The driving device 13 repeatedly executes the above-described processing at a predetermined cycle. That is, the above-described processing is repeatedly executed while the reverse recovery current is flowing.

＜第２実施形態のまとめ＞
本実施形態の駆動装置１３は、先行実施形態同様、逆回復時のダイオードの電流相関値、電圧相関値を取得し、取得した相関値を用いてダイオードの電力を算出する。また、素子温度の相関値を取得する。そして、算出した電力と取得した温度相関値に応じて、対象スイッチング素子の少なくともターンオン時のスイッチング速度を設定する。上記したように、電力耐量の温度依存性を考慮し、スイッチング速度の設定に、温度相関値も用いる。よって、スイッチング速度を最適化し、リカバリアバランシェが生じるのをより効果的に抑制することができる。 <Summary of Second Embodiment>
The driving device 13 of this embodiment acquires the current correlation value and voltage correlation value of the diode during reverse recovery, and calculates the power of the diode using the acquired correlation value, as in the previous embodiment. Also, the correlation value of the element temperature is obtained. Then, according to the calculated electric power and the acquired temperature correlation value, at least the switching speed at the time of turn-on of the target switching element is set. As described above, a temperature correlation value is also used to set the switching speed, taking into account the temperature dependency of the power tolerance. Therefore, it is possible to optimize the switching speed and more effectively suppress the occurrence of recovery avalanche.

（第３実施形態）
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例であり、先行実施形態の記載を援用できる。先行実施形態では、算出した電力に応じてスイッチング速度を設定した。これに代えて、算出した電力とダイオードの素子温度の相関値とに応じて、スイッチング速度を設定してもよい。 (Third embodiment)
This embodiment is a modification based on the preceding embodiment, and the description of the preceding embodiment can be used. In the previous embodiment, the switching speed was set according to the calculated power. Alternatively, the switching speed may be set according to the correlation value between the calculated power and the element temperature of the diode.

図１８は、本実施形態に係る駆動装置１３を示している。駆動装置１３は、温度判定部７５をさらに備えている。温度判定部７５は、温度取得部７４が取得した温度相関値と温度閾値とを比較し、温度相関値が温度閾値を超えているか否かを判定する。そして、その判定結果を、速度設定部７３に出力する。 FIG. 18 shows the driving device 13 according to this embodiment. The drive device 13 further includes a temperature determination section 75 . The temperature determination unit 75 compares the temperature correlation value acquired by the temperature acquisition unit 74 with the temperature threshold, and determines whether the temperature correlation value exceeds the temperature threshold. Then, the determination result is output to the speed setting section 73 .

速度設定部７３は、温度相関値が閾値温度を超えている場合に、先行実施形態同様、対象スイッチング素子のスイッチング速度を、電力算出部７２が算出した電力に応じて設定する。 When the temperature correlation value exceeds the threshold temperature, the speed setting unit 73 sets the switching speed of the target switching element according to the power calculated by the power calculation unit 72, as in the previous embodiment.

図１９は、逆回復時に駆動装置１３が実行する処理を示すフローチャートである。ステップＳ２０までの処理については、第２実施形態と同様である。 FIG. 19 is a flow chart showing the process executed by the driving device 13 during reverse recovery. The processing up to step S20 is the same as in the second embodiment.

温度相関値の取得と電力の算出が終了すると、駆動装置１３は、ステップ３０の処理を実行する前に、判定処理を実行する（ステップＳ２５）。ステップＳ２５において、制御回路部７は、温度相関値が予め設定された閾値温度を超えているか否かを判定する。 After obtaining the temperature correlation value and calculating the electric power, the driving device 13 executes determination processing before executing the processing of step S30 (step S25). In step S25, the control circuit unit 7 determines whether or not the temperature correlation value exceeds a preset threshold temperature.

ステップＳ２５において温度相関値が閾値温度を超えていると判定した場合、駆動装置１３はステップＳ３０の処理を実行する。すなわち、制御回路部７が、上記したように、算出した電力に応じて、対象スイッチング素子の少なくともターンオン時のスイッチング速度を設定する。制御回路部７は、対象スイッチング素子の少なくともターンオン時のスイッチング速度を、電力算出部７２が算出した電力が第１電力のときに、第１電力よりも小さい第２電力よりもスイッチング速度が遅くなるように、スイッチング速度を切り替えて設定する。このように、温度相関値が閾値温度を超えている場合には、アクティブゲートコントロールを行う。 When it is determined in step S25 that the temperature correlation value exceeds the threshold temperature, the driving device 13 executes the process of step S30. That is, as described above, the control circuit unit 7 sets the switching speed at least when the target switching element is turned on according to the calculated electric power. When the power calculated by the power calculator 72 is the first power, the control circuit unit 7 sets the switching speed at least when the target switching element is turned on so that the switching speed becomes slower than the second power that is lower than the first power. Switch and set the switching speed as follows. Thus, active gate control is performed when the temperature correlation value exceeds the threshold temperature.

ステップＳ２５において温度相関値が閾値温度を超えていないと判定した場合、駆動装置１３はステップＳ３５の処理を実行する。ステップＳ３５において、制御回路部７は、スイッチング速度として所定の基準値を設定する。このように、温度相関値が閾値温度を超えていない場合には、アクティブゲートコントロールを行わない。スイッチング速度の設定に算出した電力を用いず、所定の基準値を設定する。 If it is determined in step S25 that the temperature correlation value does not exceed the threshold temperature, the driving device 13 executes the process of step S35. At step S35, the control circuit unit 7 sets a predetermined reference value as the switching speed. Thus, active gate control is not performed when the temperature correlation value does not exceed the threshold temperature. A predetermined reference value is set without using the calculated power for setting the switching speed.

ステップＳ３０またはステップＳ３５の処理が終了すると、駆動装置１３はステップＳ４０の処理を実行する。そして一連の処理を終了する。駆動装置１３は、上記した処理を所定周期で繰り返し実行する。すなわち、逆回復電流が流れている間に、上記した処理を繰り返し実行する。 When the process of step S30 or step S35 is finished, the driving device 13 executes the process of step S40. Then, the series of processing ends. The driving device 13 repeatedly executes the above-described processing at a predetermined cycle. That is, the above-described processing is repeatedly executed while the reverse recovery current is flowing.

＜第３実施形態のまとめ＞
図１５に示したように、素子温度が高いほど、電力耐量が小さくなる。すなわち、素子温度が高いほど、リカバリアバランシェが生じやすい。本実施形態の駆動装置１３は、先行実施形態同様、逆回復時のダイオードの電流相関値、電圧相関値を取得し、取得した相関値を用いてダイオードの電力を算出する。そして、温度相関値が閾値温度を超える場合にのみ、算出した電力に応じて、対象スイッチング素子の少なくともターンオン時のスイッチング速度を設定する。よって、このように、リカバリアバランシェが生じやすい温度条件において、アクティブゲートコントロールを行う。よって、リカバリアバランシェが生じるのをより効果的に抑制することができる。 <Summary of Third Embodiment>
As shown in FIG. 15, the higher the element temperature, the smaller the power tolerance. That is, the higher the element temperature, the more likely recovery avalanche occurs. The driving device 13 of this embodiment acquires the current correlation value and voltage correlation value of the diode during reverse recovery, and calculates the power of the diode using the acquired correlation value, as in the previous embodiment. Then, only when the temperature correlation value exceeds the threshold temperature, the switching speed at least when the target switching element is turned on is set according to the calculated power. Therefore, in this way, active gate control is performed under temperature conditions where recovery avalanche is likely to occur. Therefore, it is possible to more effectively suppress the occurrence of recovery avalanche.

図２０に示すように、リカバリアバランシェは、損失、サージとは異なり、素子高温時、且つ、短時間動作で発生する。スイッチング速度の低下は、本来、熱や損失の悪化につながるため好ましくない。しかしながら、リカバリアバランシェは短時間動作のため、上記したように逆回復時においてスイッチング速度を低下させても、熱が問題にならない。 As shown in FIG. 20, unlike losses and surges, recovery avalanche occurs at high device temperatures and during short-time operation. A decrease in switching speed is inherently undesirable because it leads to increased heat and loss. However, since the recovery avalanche operates for a short period of time, even if the switching speed is reduced during reverse recovery as described above, heat does not become a problem.

（他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。 (Other embodiments)
The disclosure in this specification, drawings, etc. is not limited to the illustrated embodiments. The disclosure encompasses the illustrated embodiments and variations thereon by those skilled in the art. For example, the disclosure is not limited to the combinations of parts and/or elements shown in the embodiments. The disclosure can be implemented in various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiments. The disclosure encompasses omitting parts and/or elements of the embodiments. The disclosure encompasses permutations or combinations of parts and/or elements between one embodiment and another. The disclosed technical scope is not limited to the description of the embodiments. The disclosed technical scope is indicated by the statements in the claims, and should be understood to include all changes within the meaning and range of equivalents to the statements in the claims.

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。 The disclosure in the specification, drawings, etc. is not limited by the description in the claims. The disclosure in the specification, drawings, etc. encompasses the technical ideas described in the claims, and extends to more diverse and broader technical ideas than the technical ideas described in the claims. Therefore, various technical ideas can be extracted from the disclosure of the specification, drawings, etc., without being bound by the scope of claims.

駆動装置１３、すなわち制御回路部７および駆動回路部８は、少なくともひとつのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、ハードウェアである少なくともひとつのプロセッサ（ハードウェアプロセッサ）を含む。ハードウェアプロセッサは、下記（ｉ）、（ｉｉ）、又は（ｉｉｉ）により提供することができる。 The drive 13, ie the control circuitry 7 and the drive circuitry 8, is provided by a control system including at least one computer. The control system includes at least one processor in hardware (hardware processor). A hardware processor may be provided by (i), (ii), or (iii) below.

（ｉ）ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、プログラムおよび／またはデータを格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。 (i) a hardware processor may be a hardware logic circuit; In this case, the computer is provided by digital circuits containing a large number of programmed logic units (gate circuits). A digital circuit may include a memory that stores programs and/or data. Computers may be provided by analog circuits. Computers may be provided by a combination of digital and analog circuits.

（ｉｉ）ハードウェアプロセッサは、少なくともひとつのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくともひとつのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくともひとつのメモリと、少なくともひとつのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、たとえばＣＰＵと称される。メモリは、記憶媒体とも称される。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラムおよび／またはデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。 (ii) the hardware processor may be at least one processor core executing a program stored in at least one memory; In this case, the computer is provided by at least one memory and at least one processor core. A processor core is called a CPU, for example. Memory is also referred to as storage medium. A memory is a non-transitory and tangible storage medium that non-temporarily stores "programs and/or data" readable by a processor.

（ｉｉｉ）ハードウェアプロセッサは、上記（ｉ）と上記（ｉｉ）との組み合わせである場合がある。（ｉ）と（ｉｉ）とは、異なるチップの上、又は共通のチップの上に配置される。 (iii) The hardware processor may be a combination of (i) above and (ii) above. (i) and (ii) are located on different chips or on a common chip.

すなわち、制御回路部７および駆動回路部８が提供する手段および／または機能は、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組み合わせにより提供することができる。 That is, the means and/or functions provided by the control circuit section 7 and the drive circuit section 8 can be provided by hardware only, software only, or a combination thereof.

車両の駆動システム１は、上記した構成に限定されない。たとえば、モータジェネレータ３をひとつ備える例を示したが、これに限定されない。複数のモータジェネレータを備えてもよい。電力変換装置４が、電力変換回路としてコンバータ５およびインバータ６を備える例を示したが、これに限定されない。たとえば、インバータのみを備える構成や、コンバータのみを備える構成としてもよい。複数のインバータを備える構成としてもよい。 The vehicle drive system 1 is not limited to the configuration described above. For example, although the example provided with one motor generator 3 was shown, it is not limited to this. A plurality of motor generators may be provided. Although the example in which the power conversion device 4 includes the converter 5 and the inverter 6 as the power conversion circuit is shown, the present invention is not limited to this. For example, a configuration including only an inverter or a configuration including only a converter may be used. A configuration including a plurality of inverters may be employed.

１…駆動システム、２…直流電源、３…モータジェネレータ、４…電力変換装置、５…コンバータ、５ＨＬ…上下アーム回路、５Ｈ…上アーム、５Ｌ…下アーム、６…インバータ、６ＨＬ…上下アーム回路、６Ｈ…上アーム、６Ｌ…下アーム、７…制御回路部、７０…指令信号生成部、７１…相関値取得部、７２…電力算出部、７３…速度設定部７３…温度取得部、８…駆動回路部、８０…オン用スイッチ、８１…オフ用スイッチ、８２…駆動制御部、８３、８４、８５、８７…抵抗、８６…電源、９…Ｐライン、９Ｈ…ＶＨライン、９Ｌ…ＶＬライン、１０…Ｎライン、１１…昇圧配線、１２…出力配線、１３…駆動装置、Ｃ１…フィルタコンデンサ、Ｃ２…平滑コンデンサ、Ｄ１、Ｄ２…ダイオード、Ｑ１、Ｑ２…スイッチング素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Drive system, 2... DC power supply, 3... Motor generator, 4... Power converter, 5... Converter, 5HL... Upper and lower arm circuit, 5H... Upper arm, 5L... Lower arm, 6... Inverter, 6HL... Upper and lower arm circuit , 6H Upper arm 6L Lower arm 7 Control circuit unit 70 Command signal generation unit 71 Correlation value acquisition unit 72 Power calculation unit 73 Speed setting unit 73 Temperature acquisition unit 8 Drive circuit unit 80 ON switch 81 OFF switch 82 drive control unit 83, 84, 85, 87 resistor 86 power supply 9 P line 9H VH line 9L VL line , 10...N line, 11...Boost wiring, 12...Output wiring, 13...Driver, C1...Filter capacitor, C2...Smoothing capacitor, D1, D2...Diode, Q1, Q2...Switching element

Claims

A driving device for a plurality of switching elements (Q1, Q2) that constitute upper and lower arm circuits (5HL, 6HL) for at least one phase together with diodes (D1, D2) connected in anti-parallel,
a correlation value acquisition unit (71) for acquiring a current correlation value correlated to the current flowing through the diode and a voltage correlation value correlated to the voltage across the diode for the diode during reverse recovery;
a power calculation unit (72) for calculating the power of the diode during reverse recovery using the acquired current correlation value and voltage correlation value;
Among the plurality of switching elements, for a target switching element including the switching element on the opposite arm of the diode during reverse recovery, at least a switching speed at the time of turn-on is set according to the calculated power, and the calculated power a speed setting unit (73) for switching and setting the switching speed so that when is the first power, the switching speed is slower than when the second power is lower than the first power;
a drive unit (8) for driving the target switching element at the switching speed set by the speed setting unit;
A drive device comprising:

Further comprising a temperature acquisition unit (74) that acquires a temperature correlation value that correlates with the temperature of the diode during reverse recovery,
The driving device according to claim 1, wherein the speed setting unit sets the switching speed of the target switching element according to the obtained temperature correlation value and the calculated power.

The speed setting unit adjusts the obtained temperature correlation so that the switching speed is slower when the temperature correlation value is at a first temperature than at a second temperature lower than the first temperature even if the power is the same. 3. The driving device according to claim 2, wherein said switching speed of said target switching element is set according to a value.

Further comprising a temperature determination unit (75) for determining whether the temperature correlation value exceeds a predetermined threshold temperature,
4. The speed setting unit according to claim 2 or 3, wherein, when the temperature correlation value exceeds the threshold temperature, the switching speed of the target switching element is set according to the calculated power. drive.