JPWO2014167734A1 - 電子装置 - Google Patents

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Abstract

電子装置は、電源に接続される複数のスイッチング素子と、前記複数のスイッチング素子に対応して設けられ、対応するスイッチング素子の固有情報を保持する複数の固有情報保持部と、前記複数のスイッチング素子を制御する処理装置と、前記複数の固有情報保持部と前記処理装置の間に設けられ、前記複数のスイッチング素子のそれぞれに係る固有情報が前記複数の固有情報保持部から前記処理装置に送信される通信線とを含む。

Description

本開示は、電子装置に関する。
従来から、複数の半導体素子で構成される電力変換器と、前記各半導体素子をオン、オフするゲート信号を発生させるゲート論理回路と、半導体素子を駆動するゲートドライブ回路と、前記ゲート信号をゲートドライブ回路に伝送する第１の伝送回路及びゲートドライブ回路から半導体素子のオン、オフの状態を示すフィードバック信号を伝送する第２の伝送回路を有する電力変換装置において、各半導体素子のゲート信号及びフィードバック信号のそれぞれについて論理をとって異常を判別する二つの故障判別回路を備えた構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平07-095761号公報
しかしながら、上記特許文献１の記載の構成では、全体としての異常を判別することができたとしても、どの半導体素子が異常であるかを特定することができないという問題がある。
そこで、本開示は、複数のスイッチング素子のそれぞれの固有情報を取得することができる電子装置の提供を目的とする。
本開示の一局面によれば、電源に接続される複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子に対応して設けられ、対応するスイッチング素子の固有情報を保持する複数の固有情報保持部と、
前記複数のスイッチング素子を制御する処理装置と、
前記複数の固有情報保持部と前記処理装置の間に設けられ、前記複数のスイッチング素子のそれぞれに係る固有情報が前記複数の固有情報保持部から前記処理装置に送信される通信線とを含む、電子装置が提供される。
本開示によれば、複数のスイッチング素子のそれぞれの固有情報を取得することができる電子装置が得られる。
電動自動車用モータ駆動システム１の全体構成の一例を示す図である。 半導体駆動装置５０におけるインバータ３０の制御部５００の構成の一例を示す図である。 フィードバック信号（ＩＣ出力信号Ｓｏｕｔ）の一例を示す図である。 半導体駆動装置５０におけるインバータ３０の制御部５００の構成の他の一例を示す図である。 短絡異常検知時の説明図である。 過熱異常検知時の説明図である。 固有情報が乗せられたゲート信号の一例を示す図である。 固有情報重畳ゲート信号と駆動ＩＣ５２２の出力（スイッチング素子のゲート入力）との関係の一例を示す図である。 固有情報重畳ゲート信号と駆動ＩＣ５２２の出力（スイッチング素子のゲート入力）との関係の他の一例を示す図である。 マイコン５１０からのトリガ信号とフィードバック信号の送信タイミングとの関係の一例を示す図である。 キャリアとトリガ信号との関係の一例を示す図である。 キャリアとトリガ信号との関係の他の一例を示す図である。 トリガ信号の他の例を示す図である。 トリガ信号がスイッチング素子Ｑ１に係る駆動ＩＣ５２２に印加されたときの電流の流れの一例を示す図である。 半導体駆動装置５０におけるインバータ３０の制御部５００の構成の更なる他の一例を示す図である。 ＳＤＯＷＮ回路５６０の一例を示す図である。 短絡検出時の送信タイミングの一例を示すタイミングチャートを示す。 半導体駆動装置５０におけるインバータ３０の制御部５００の構成の更なる他の一例を示す図である。 電源投入に連動して各駆動ＩＣ５２２からの各フィードバック信号を送信タイミングの一例を示すタイミングチャートである。 半導体駆動装置５０におけるインバータ３０の制御部５００の構成の更なる他の一例を示す図である。 半導体駆動装置５０におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御部６００の一例を示す図である。 トリガ信号とリアクトルＬ１を流れる電流（リアクトル電流ＩＬ）との関係の一例を示す図である。
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
図１は、電動自動車用モータ駆動システム１の全体構成の一例を示す図である。モータ駆動システム１は、バッテリ１０の電力を用いて走行用モータ４０を駆動することにより車両を駆動させるシステムである。尚、電動自動車は、電力を用いて走行用モータ４０を駆動して走行するものであれば、その方式や構成の詳細は任意である。電動自動車は、典型的には、動力源がエンジンと走行用モータ４０であるハイブリッド自動車（ＨＶ）や、動力源が走行用モータ４０のみである電気自動車を含む。
モータ駆動システム１は、図１に示すように、バッテリ１０、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０、インバータ３０、走行用モータ４０、及び、半導体駆動装置５０を備える。
バッテリ１０は、電力を蓄積して直流電圧を出力する任意の蓄電装置であり、ニッケル水素バッテリ、リチウムイオンバッテリや電気２重層キャパシタ等の容量性素子から構成されてもよい。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、双方向のＤＣ／ＤＣコンバータ（可逆チョッパ方式の昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータ）であってよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、例えば２００Ｖから６５０Ｖへの昇圧変換、及び、６５０Ｖから２００Ｖへの降圧変換が可能であってよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のリアクトル（コイル）Ｌ１の入力側と負極ラインとの間には平滑用コンデンサＣ１が接続されてよい。
図示の例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４と、リアクトルＬ１とを有する。２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４は、インバータ３０の正極ラインと負極ラインとの間に互いに直列に接続される。リアクトルＬ１は、バッテリ１０の正極側に直列に接続される。リアクトルＬ１は、出力側が２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４の接続部に接続される。
図示の例では、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。尚、スイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４は、ダイオード（例えばフリーホイールダイオード）Ｄ２２，Ｄ２４を外付け素子と用いる通常のＩＧＢＴであってもよいし、ダイオードＤ２２，Ｄ２４を内蔵した逆導通ＩＧＢＴ（ＲＣ（Reverse Conducting）−ＩＧＢＴ）であってもよい。いずれの場合も、上アームのスイッチング素子Ｑ２２のコレクタはインバータ３０の正極ラインに接続されており、上アームのスイッチング素子Ｑ２２のエミッタは下アームのスイッチング素子Ｑ２４のコレクタに接続されている。また、下アームのスイッチング素子Ｑ２４のエミッタは、インバータ３０の負極ライン及びバッテリ１０の負極に接続されている。尚、スイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)のような、ＩＧＢＴ以外の他のスイッチング素子であってもよい。
インバータ３０は、正極ラインと負極ラインとの間に互いに並列に配置されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各アームから構成される。Ｕ相アームはスイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ）Ｑ１，Ｑ２の直列接続からなり、Ｖ相アームはスイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ）Ｑ３，Ｑ４の直列接続からなり、Ｗ相アームはスイッチング素子（本例ではＩＧＢＴ）Ｑ５，Ｑ６の直列接続からなる。また、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のコレクタ−エミッタ間には、それぞれ、エミッタ側からコレクタ側に電流を流すようにダイオードＤ１〜Ｄ６が配置される。尚、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＭＯＳＦＥＴのような、ＩＧＢＴ以外の他のスイッチング素子であってもよい。
走行用モータ４０は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点で共通接続されている。Ｕ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の中点Ｍ１に接続され、Ｖ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の中点Ｍ２に接続され、Ｗ相コイルの他端は、スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６の中点Ｍ３に接続される。スイッチング素子Ｑ１のコレクタと負極ラインとの間には、平滑用コンデンサＣ２が接続される。尚、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの結線方法は、Δ結線であってもよい。また、走行用モータ４０は、電磁石と永久磁石とを組み合わせたハイブリッド型の３相モータであってもよい。
尚、走行用モータ４０に加えて、第２の走行用モータ又は発電機が並列で追加されてもよい。この場合、対応するインバータも並列に追加されればよい。
半導体駆動装置５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０及びインバータ３０を制御する。半導体駆動装置５０は、マイコンを含むＥＣＵ（電子制御ユニット）として具現化されてもよい。尚、半導体駆動装置５０の各種機能（以下で説明する機能を含む）は、任意のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせにより実現されてもよい。例えば、半導体駆動装置５０の各種機能は、特定用途向けＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により実現されてもよい。また、半導体駆動装置５０の各種機能は、複数のＥＣＵにより協動して実現されてもよい。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御方法の概要は任意であってよい。典型的には、半導体駆動装置５０は、インバータ３０の動作（力行又は回生）に応じて、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０を制御する。例えば、半導体駆動装置５０は、力行時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の下アームのスイッチング素子Ｑ２４のみをオン／オフ切換し（下アームによる片アーム駆動）、バッテリ１０の電圧を昇圧してインバータ３０側に出力する。この際、下アームのスイッチング素子Ｑ２４は、ＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）制御されてもよい。また、回生時は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の上アームのスイッチング素子Ｑ２２のみをオン／オフ切換し（上アームによる片アーム駆動）、インバータ３０側の電圧を降圧してバッテリ１０側に出力する。この際、上アームのスイッチング素子Ｑ２２は、ＰＷＭ制御されてよい。また、リアクトルＬ１を流れる電流が０を跨ぐ際（ゼロクロス時）、半導体駆動装置５０は、２つのスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４を逆相でオン／オフ駆動してもよい（両アーム駆動）。
インバータ３０の制御方法の概要は任意であってよい。典型的には、半導体駆動装置５０は、各相のコイルを流れる相電流が例えば１２０度ずつ位相がずれた関係の正弦波波形となるように、Ｕ相に係る２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン／オフ駆動し、Ｖ相に係る２つのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４をオン／オフ駆動し、Ｗ相に係る２つのスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６をオン／オフ駆動する。
図２は、半導体駆動装置５０におけるインバータ３０の制御部５００の構成の一例を示す図である。
インバータ３０の制御部５００は、マイコン５１０と、駆動ＩＣ（integrated circuit）部５２０とを含む。マイコン５１０は、駆動信号生成回路５１２と、応急動作判定回路５１４とを含む。駆動ＩＣ部５２０は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に応じて６つの駆動ＩＣ５２２を含む。尚、図２において、６つの駆動ＩＣ５２２に付されたｕｕ，ｕｖ等の符合は、対応するアームを示す。例えば、ｕｕは、アッパアームのＵ相に係るスイッチング素子Ｑ１に対応して設けられる駆動ＩＣ５２２を表す。尚、６つの駆動ＩＣ５２２は、１つ又はそれ以外の数の駆動ＩＣとして具現化されてもよい。例えば６つの駆動ＩＣ５２２は、１つの駆動ＩＣとして具現化されてもよい。かかる場合も、１つの駆動ＩＣ内には、６つの駆動ＩＣ５２２に対応した回路部分を含むことになる。
マイコン５１０と駆動ＩＣ部５２０との間には、ゲート信号用の通信線５３０と、フィードバック信号用の通信線５４０とが設けられる。ゲート信号用の通信線５３０は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に応じて６つ設けられる。即ち、ゲート信号用の通信線５３０は、６つの駆動ＩＣ５２２のそれぞれに対して設けられる。他方、フィードバック信号用の通信線５４０は、図２に示すように、６つの駆動ＩＣ５２２に対して共通である。即ち、フィードバック信号用の通信線５４０は、図２に示すように、１つだけ設けられる。フィードバック信号用の通信線５４０は、一端が電源電圧Ｖｃｃに接続され、他端がマイコン５１０に接続される。フィードバック信号用の通信線５４０は、６つの駆動ＩＣ５２２のそれぞれに対して設けられる６つのフォットカップラ５５０を含む。６つのフォットカップラ５５０(出力側のトランジスタ)は、電源電圧Ｖｃｃとマイコン５１０と間に直列に接続されてよい。駆動ＩＣ５２２のそれぞれは、対応するフォットカップラ５５０をオン／オフさせてフィードバック信号用の通信線５４０のレベルをＨｉとＬｏ間で変化させることで、フィードバック信号（ＩＣ出力信号Ｓｏｕｔ）をマイコン５１０に送信する。フィードバック信号の詳細は、後述する。
駆動信号生成回路５１２は、インバータ３０のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフ切換のためのゲート信号（Ｓｉｎｕｕ〜Ｓｉｎｌｗ）を生成する。ゲート信号は、ゲート信号用の通信線５３０及び駆動ＩＣ５２２を介してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲートに印加される。ゲート信号の生成方法は任意であってよい。例えば、駆動信号生成回路５１２は、アクセル開度と車速とに基づいて、モータトルク指令値（目標駆動トルク）を決定し、決定したモータトルク指令値及び各種センサ値等（例えば、電流センサによる各相電流の検出値やレゾルバによるモータ回転数の検出値）に基づいて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン／オフ切換のためのデューティを算出してよい。そして、算出したデューティと、キャリア信号とに基づいて、ゲート信号を生成してよい。
応急動作判定回路５１４は、駆動ＩＣ部５２０からの出力Ｓｏｕｔ（フィードバック信号）に基づいて、応急動作の要否を判定する。応急動作とは、例えば、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６等の異常時にも、安全な場所への退避のための車両走行が可能となるように、インバータ３０を応急的に制御する動作である。応急動作が必要と判定した場合は、駆動信号生成回路５１２は、応急動作が可能となる所定の制御方法でインバータ３０を制御する。
図３は、フィードバック信号（ＩＣ出力信号Ｓｏｕｔ）の一例を示す図である。ＩＣ出力信号Ｓｏｕｔは、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の正常時は、例えば、図３に示すように、Ｈｉレベルに維持される。即ち、６つのフォットカップラ５５０は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の正常時はオンとされる。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の異常時は、フィードバック信号が生成される。
フィードバック信号は、図３に示すように、フィードバック信号開始情報７０と、固有情報７２と、異常ステータス情報７４と、フィードバック信号終了情報７６とを含む。フィードバック信号は、一回だけ生成され、マイコン５１０に送信されてもよいし、若しくは、異常の継続中は、繰り返し生成され、マイコン５１０に送信されてもよい。
フィードバック信号開始情報７０は、フィードバック信号の開始を表す。固有情報７２は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のそれぞれに固有の情報、即ちＩＤ情報を表す。異常ステータス情報７４は、異常の内容を表す信号である。異常の内容は、検出可能（判定可能）な異常に応じて複数存在しうる。例えば、異常の内容は、駆動ＩＣ５２２の持つ保護機能が働いたときに、その保護動作内容を表す情報であってもよい。保護機能は、例えば短絡保護、過電流保護、過熱保護、電圧異常保護、基板部品不良検出等を含んでよい。フィードバック信号終了情報７６は、フィードバック信号の終了を表す。
駆動ＩＣ部５２０の各駆動ＩＣ５２２は、異常検出時（保護動作時）、フィードバック信号を生成し、マイコン５１０に送信する。この際、各駆動ＩＣ５２２は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のうちの対応するスイッチング素子に係る固有情報７２と、検出した異常に応じた異常ステータス情報７４とを含むフィードバック信号を、マイコン５１０に送信する。尚、この目的のため、各駆動ＩＣ５２２は、対応するスイッチング素子に係る固有情報７２等を保持する記憶部（図示せず）を備える。記憶部は、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）等であってよい。尚、マイコン５１０は、かかるフィードバック信号を受信すると、固有情報７２と異常ステータス情報７４とに基づいて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のうちのどのスイッチング素子がどのような異常であるかを判断し、その判断結果に応じた処理（例えば応急動作）を実行する。
このように図２及び図３に示す例によれば、駆動ＩＣ部５２０からマイコン５１０にスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のフィードバック信号をフィードバック信号用の通信線５４０により送信することができる。これにより、マイコン５１０は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のうちのどのスイッチング素子が異常であるかといったような、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の状態を個別に判断することができる。また、６つの駆動ＩＣ５２２に対して設けられる共通の単一のフィードバック信号用の通信線５４０を使用するので、６つの駆動ＩＣ５２２に対して同様のフィードバック信号用の通信線がそれぞれ設けられる構成に比べて、簡略な構成を実現することができる。
また、図２及び図３に示す例によれば、フィードバック信号は、固有情報７２に加えて異常ステータス情報７４を含むので、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の異常の内容（異常状態）をマイコン５１０側で把握することができる。これにより、マイコン５１０により異常内容に応じた適切な応急動作を実現することが可能となる。
尚、図３に示す例では、フィードバック信号は、フィードバック信号開始情報７０と、固有情報７２と、異常ステータス情報７４と、フィードバック信号終了情報７６とを含んでいるが、固有情報７２以外の情報は任意である。例えば、フィードバック信号は、異常ステータス情報７４に代えて又はそれに加えて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各種状態を表す情報を含んでもよい。各種状態を表す情報は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のそれぞれに設けられてよい温度センサや電流センサ(センスエミッタ)(図１５参照)のセンサ値を含んでもよい。或いは、フィードバック信号は、固有情報７２のみを含んでよい。この場合、駆動ＩＣ部５２０の各駆動ＩＣ５２２は、異常検出時、固有情報７２のみを含むフィードバック信号（異常ステータス情報７４を含まないフィードバック信号）を生成し、マイコン５１０に送信する。この場合も、マイコン５１０は、フィードバック信号に含まれる固有情報７２に基づいて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のうちの異常のあるスイッチング素子を特定することができる。
また、図３に示す例では、フィードバック信号は、ＨｉレベルとＬｏレベルの特定のパターンで各種情報を生成しているが、ＨｉレベルとＬｏレベルのパターンは任意である。また、フィードバック信号は、デジタル信号であっても、アナログ信号であってもよい。
図４は、半導体駆動装置５０におけるインバータ３０の制御部５００の構成の他の一例を示す図である。
図４に示す例では、上述した図２に示した例に対して、６つのフォットカップラ５５０(出力側のトランジスタ)がフィードバック信号用の通信線５４０に並列に接続されている点が異なる。即ち、上述した図２に示した例では、６つのフォットカップラ５５０は、フィードバック信号用の通信線５４０に直列に接続されているのに対して、図４に示す例では、６つのフォットカップラ５５０がフィードバック信号用の通信線５４０に並列に接続されている。この場合も、図３に示した例と同様のフィードバック信号を送信することができる。但し、図４に示す例の場合、６つのフォットカップラ５５０は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の正常時はオフとされる。
図４に示す例によれば、上述した図２に示した例と同様、駆動ＩＣ部５２０からマイコン５１０にスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のフィードバック信号をフィードバック信号用の通信線５４０により送信することができる。また、６つの駆動ＩＣ５２２に対して設けられる共通の単一のフィードバック信号用の通信線５４０を使用するので、６つの駆動ＩＣ５２２に対して同様のフィードバック信号用の通信線がそれぞれ設けられる構成に比べて、簡略な構成を実現することができる。
次に、図５及び図６を参照して、具体的な異常時の処理について説明する。尚、以下では、代表例として、短絡異常検知時と過熱異常検知時とについて説明するが、他の異常検知時も同様であってよい。
図５は、短絡異常検知時の説明図である。ここでは、図５に示すように、上アームのＵ相（ｕｕ）に係るスイッチング素子Ｑ１がショート故障した場合を想定する。この場合、下アームのＵ相（ｌｕ）に係る駆動ＩＣ５２２が異常を検知する。下アームのＵ相（ｌｕ）に係る駆動ＩＣ５２２は、例えば、電流値の異常に基づいて、スイッチング素子Ｑ１のショート故障（短絡異常）を検知してよい。この場合、下アームのＵ相（ｌｕ）に係る駆動ＩＣ５２２は、保護動作によりスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を保護すると共に、上述のフィードバック信号をフィードバック信号用の通信線５４０を介してマイコン５１０に送信する。この際、下アームのＵ相（ｌｕ）に係る駆動ＩＣ５２２は、対応するスイッチング素子Ｑ２の固有情報７２と、検出した短絡異常に応じた異常ステータス情報７４とを含むフィードバック信号を、マイコン５１０に送信する。マイコン５１０は、受信した固有情報７２と異常ステータス情報７４とに基づいて、下アームのＵ相（ｌｕ）のスイッチング素子Ｑ２に対向する上アームのＵ相（ｕｕ）のスイッチング素子Ｑ１が短絡異常であると判定し、応急動作を行う。具体的には、上アームのスイッチング素子Ｑ１をオンさせると共に、下アームのスイッチング素子Ｑ２をオフさせ、他のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６をオン／オフ切換して応急動作を行うことで、退避走行を可能とする。
図６は、過熱異常検知時の説明図である。ここでは、図６に示すように、スイッチング素子Ｑ２に対応する駆動ＩＣ５２２が過熱検知した場合を想定する。この場合、下アームのＵ相（ｌｕ）に係る駆動ＩＣ５２２は、保護動作によりスイッチング素子Ｑ２を保護する（スイッチング素子Ｑ２をオフさせる）と共に、上述のフィードバック信号をフィードバック信号用の通信線５４０を介してマイコン５１０に送信する。この際、下アームのＵ相（ｌｕ）に係る駆動ＩＣ５２２は、対応するスイッチング素子Ｑ２の固有情報７２と、検出した過熱異常に応じた異常ステータス情報７４とを含むフィードバック信号を、マイコン５１０に送信する。マイコン５１０は、受信した固有情報７２と異常ステータス情報７４とに基づいて、下アームのＵ相（ｌｕ）のスイッチング素子Ｑ２に過熱異常であると判定し、応急動作を行う。具体的には、下アームのスイッチング素子Ｑ２をオフさせ、他のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３〜Ｑ６をオン／オフ切換して応急動作を行うことで、退避走行を可能とする。或いは、Ｕ相に係るスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオフさせ、他のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６をオン／オフ切換して応急動作を行うこととしてもよい。
次に、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各固有情報をマイコン５１０側から各駆動ＩＣ５２２に付与する(取得させる)構成について説明する。即ち、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各固有情報は、各駆動ＩＣ５２２の記憶部に事前に保持されてもよいが、以下で説明する構成のように、稼動時に、マイコン５１０側から各駆動ＩＣ５２２に付与されてもよい。
図７は、固有情報が乗せられたゲート信号の一例を示す図である。
固有情報は、ゲート信号のオン／オフパルスのうちの、１回のオンパルス（立ち上がりエッジから立ち下がりエッジまで）を利用してゲート信号に乗せられてよい。以下では、固有情報が乗せられたゲート信号の部分を、便宜上、「固有情報重畳ゲート信号」と称する。図７に示す例では、固有情報重畳ゲート信号は、固有情報重畳ゲート信号の開始を表す情報８０と、固有情報８２と、固有情報重畳ゲート信号の終了を表す情報８４とを含む。尚、各駆動ＩＣ５２２に送信される固有情報８２は、対応する各駆動ＩＣ５２２から出力されるフィードバック信号内の固有情報７２と一対一で対応するものであってよい。
各駆動ＩＣ５２２は、固有情報重畳ゲート信号を受信すると、それぞれの固有情報重畳ゲート信号内の固有情報８２を記憶部（図示せず）に保持してよい。記憶部は、フラッシュメモリ等のＥＥＰＲＯＭであってよい。各駆動ＩＣ５２２は、上述のフィードバック信号を生成する際、記憶部に保持した固有情報８２に基づいて、フィードバック信号内の固有情報７２を生成する。
尚、図７に示す固有情報重畳ゲート信号におけるＨｉレベルとＬｏレベルのパターンは一例であり、多様に変更することができる。また、固有情報重畳ゲート信号は、デジタル信号であってもよいし、アナログ信号であってもよい。また、固有情報重畳ゲート信号の終了を表す情報８４は、省略されてもよい。この場合、固有情報重畳ゲート信号の開始を表す情報８０を受信してから所定期間内に受信した信号（情報）に基づいて、固有情報８２が抽出されればよい。
図８は、固有情報重畳ゲート信号と駆動ＩＣ５２２の出力（スイッチング素子のゲート入力）との関係の一例を示す図である。ここでは、スイッチング素子Ｑ１について代表して説明するが、他のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ６についても同様であってよい。
図８において、Ｓｉｎｕｕの波形は、固有情報重畳ゲート信号の波形を示し、区間Ａ内に情報８０、固有情報８２及び情報８４が重畳されている。この場合、スイッチング素子Ｑ１に係る駆動ＩＣ５２２は、固有情報重畳ゲート信号の受信中は、図７に示すように、固有情報重畳ゲート信号のＨｉ／Ｌｏ状態の如何にかかわらず、スイッチング素子Ｑ１をオンさせる（Ｈｉ出力）。但し、スイッチング素子Ｑ１に係る駆動ＩＣ５２２は、固有情報重畳ゲート信号の受信中においても、異常発生時は保護動作を行う。固有情報重畳ゲート信号の受信後（情報８４受信後）は、スイッチング素子Ｑ１に係る駆動ＩＣ５２２は、通常の態様で、ゲート信号のＨｉ／Ｌｏ状態に応じてスイッチング素子Ｑ１をオン／オフ切換する。
尚、マイコン５１０から各駆動ＩＣ５２２への固有情報重畳ゲート信号の送信タイミングは、任意である。例えば、各駆動ＩＣ５２２への固有情報重畳ゲート信号の送信タイミングは、初回動作時（例えばイグニッションスイッチオン後の最初のゲート信号のオンパルス）のみであってもよい（即ち、固有情報８２は、常時、ゲート信号に重畳する必要は無い）。
図９は、固有情報重畳ゲート信号と駆動ＩＣ５２２の出力（スイッチング素子のゲート入力）との関係の他の一例を示す図である。図９には、スイッチング素子Ｑ１の状態（オン／オフ状態）が併せて示されている。ここでは、スイッチング素子Ｑ１について代表して説明するが、他のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ６についても同様であってよい。
図９において、Ｓｉｎｕｕの波形は、固有情報重畳ゲート信号の波形を示し、区間Ａ内に情報８０、固有情報８２及び情報８４が重畳されている。図８に示した例と同様、スイッチング素子Ｑ１に係る駆動ＩＣ５２２は、固有情報重畳ゲート信号の受信中は、図７に示すように、固有情報重畳ゲート信号のＨｉ／Ｌｏ状態の如何にかかわらず、スイッチング素子Ｑ１をオンさせる（Ｈｉ出力）。図９に示す例では、スイッチング素子Ｑ１に係る駆動ＩＣ５２２は、固有情報重畳ゲート信号の受信中、異常発生時もスイッチング素子Ｑ１をオンさせる（固定オン）。但し、スイッチング素子Ｑ１に係る駆動ＩＣ５２２は、固有情報重畳ゲート信号の受信中は、図７に示すように、通常のゲート信号の受信中（区間Ａ以外の区間）よりもゲート電圧を低減する（但し、ゲート閾値電圧以上）。固有情報重畳ゲート信号の受信後（情報８４受信後）は、スイッチング素子Ｑ１に係る駆動ＩＣ５２２は、通常の態様で、ゲート信号のＨｉ／Ｌｏ状態に応じてスイッチング素子Ｑ１をオン／オフ切換する。従って、固有情報重畳ゲート信号の受信中に異常が発生していた場合は、スイッチング素子Ｑ１に係る駆動ＩＣ５２２は、固有情報重畳ゲート信号の受信後に速やかに保護動作を実行する。
図９に示す例では、固有情報重畳ゲート信号の受信中は、異常発生時もスイッチング素子Ｑ１がオン固定されるので、固有情報重畳ゲート信号の受信中に短絡異常が発生した場合は、短絡発生時間が長くなり、スイッチング素子Ｑ１の短絡エネルギが増大しうる。しかしながら、図９に示す例によれば、固有情報重畳ゲート信号の受信中は、上述の如く、ゲート電圧を低減するので、スイッチング素子Ｑ１の飽和電流を抑制し、短絡エネルギの増大を抑制することができる。
次に、駆動ＩＣ部５２０の各駆動ＩＣ５２２からフィードバック信号をフィードバック信号用の通信線５４０によりマイコン５１０に送信するためのトリガについて説明する。
図１０は、マイコン５１０からのトリガ信号とフィードバック信号の送信タイミングとの関係の一例を示す図である。図１０では、フィードバック信号は、簡易的に１つのパルスで示されているが、図３等で説明したパターンを有してよい。また、図１０では、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２について代表して説明するが、他のスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６についても同様であってよい。
マイコン５１０は、フィードバック信号をマイコン５１０に送信するように各駆動ＩＣ５２２に対して要求するトリガ信号を、各駆動ＩＣ５２２に送信する。このトリガ信号は、ゲート信号用の通信線５３０とは別の通信線を用いて送信されてもよいが、好ましくは、ゲート信号用の通信線５３０を用いて送信される。この場合、通信線の数（及びそれに伴い基板面積）を低減して簡易な構成で、トリガ信号を各駆動ＩＣ５２２に送信することができる。以下では、トリガ信号は、ゲート信号用の通信線５３０を用いて送信されることとして説明を続ける。
トリガ信号は、任意であるが、各駆動ＩＣ５２２側で通常のゲート信号と区別される必要があるため、通常のゲート信号と区別できる態様の信号である。トリガ信号の好ましい例については後述する。
マイコン５１０は、各駆動ＩＣ５２２に対して、所定時間ΔＴ以上の時間差を設けて、トリガ信号をそれぞれ送信する。所定時間ΔＴは、図１０に示すように、駆動ＩＣ５２２がトリガ信号を受信してからフィードバック信号を送信するまでに要する時間の最大値又はそれに余裕分を加えた時間であってよい。
各駆動ＩＣ５２２は、図１０に示すように、トリガ信号を受信すると、フィードバック信号をマイコン５１０に送信する。ここでは、フィードバック信号は、異常ステータス情報７４に代えて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各種状態を表す情報（温度センサや電流センサのセンサ値）を含んでよい。各駆動ＩＣ５２２は、トリガ信号を受信したとき、対応するスイッチング素子を駆動してもよい。或いは、各駆動ＩＣ５２２は、トリガ信号を認識した時点で、対応するスイッチング素子の駆動を停止してもよい。例えば、パルスの立ち上がりエッジではトリガ信号とゲート信号とは区別できないため、対応するスイッチング素子をオンさせるが、その後、パルス幅等によりトリガ信号を認識した時点で、対応するスイッチング素子をオフさせてよい。
このように図１０に示す例によれば、各駆動ＩＣ５２２は、マイコン５１０からのトリガ信号に応じてフィードバック信号を送信するので、各駆動ＩＣ５２２からランダムにフィードバック信号がマイコン５１０に送信される構成に比べて、各駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号が混合し合ってマイコン５１０に伝達されるのを抑制することができる。より具体的には、共通のフィードバック信号用の通信線５４０を用いてフィードバック信号の通信を行う構成では、各駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号が略同時にフィードバック信号用の通信線５４０に送出される可能性がある（即ち混信の可能性がある）。これに対して、図１０に示す例によれば、マイコン５１０からのトリガ信号の送信タイミングによって各駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号の送信タイミングを調整することが可能となり、混信を効果的に抑制することができる。即ち、マイコン５１０側で各駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号の送信タイミングを決定することができるので、混信を効果的に抑制することができる。
尚、トリガ信号は、ゲート信号用の通信線５３０を用いて送信されるので、好ましくは、ゲート信号がＬｏレベルで維持される期間（例えば、車速が０である間、走行用モータ４０の停止中）を利用して、送信される。例えば、マイコン５１０は、イグニッションオン直後等において、車速が０であり、シフトレンジがＰレンジであるときに、トリガ信号を送信することとしてよい。
また、トリガ信号は、フィードバック信号の要求以外の他の情報を含んでもよい。例えば、トリガ信号は、フィードバック信号に含める情報の種類を指示する情報を含んでよい。これは、例えばフィードバック信号が、固有情報の他、可変の情報（例えば異常ステータス情報、及び、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各種状態を表す情報のうち指示されたいずれか一方）を含みうる構成に対して好適となる。
図１１は、キャリアとトリガ信号との関係の一例を示す図である。
図１１に示す例では、キャリアは三角波であり、ゲート信号は、キャリアとデュティー（図示せず）との関係でＨｉとＬｏ間で切り替わる。この場合、ゲート信号の立ち上がりエッジ間の間隔の最小値は、およそキャリア周期の半分となる。従って、トリガ信号は、図１１に示すように、かかるゲート信号と区別できるように、キャリア周期の半分よりも短い周期で立ち上がりエッジが生じる複数の連続パルス波形を含んでよい。例えば、トリガ信号のエッジ周期Ｔｃは、キャリア周期の半分から所定の余裕分を差し引いた時間に対応してよい。また、トリガ信号のパルス幅Ｔｗは、駆動ＩＣ５２２の認識可能な最小の幅に対応してよい。例えば、トリガ信号のパルス幅Ｔｗは、駆動ＩＣ５２２の最小伝達パルス（オン時の遅延時間の最大値からオフ時の遅延の最小値を引いた時間）に対応してよい。
図１１に示すトリガ信号を使用する場合、各駆動ＩＣ５２２は、キャリア周期の半分よりも短い周期で、立ち上がりエッジを所定回数受信した場合に、トリガ信号であると認識して、フィードバック信号をマイコン５１０に送信することとしてよい。所定回数は、トリガ信号のパルスの数に対応してよく、２以上であってよい。
尚、図１１に示す例では、トリガ信号が送信される駆動ＩＣ５２２に対して上下で対向アームとなる駆動ＩＣ５２２には、Ｌｏレベルのゲート信号が維持される。即ち、トリガ信号の送信期間中は、短絡を防止するために、同相の対向アームのスイッチング素子はオフされる。
図１２は、キャリアとトリガ信号との関係の他の一例を示す図である。
図１２に示す例では、キャリアはノコギリ波であり、ゲート信号は、キャリア周期毎に立ち上がりエッジが発生する。この場合、ゲート信号の立ち上がりエッジ間の間隔は、キャリア周期となる。従って、トリガ信号は、図１２に示すように、かかるゲート信号と区別できるように、キャリア周期よりも短い周期で立ち上がりエッジが生じる複数の連続パルス波形を含んでよい。例えば、トリガ信号のエッジ周期Ｔｃは、キャリア周期から所定の余裕分を差し引いた時間に対応してよい。図１２に示す例では、トリガ信号のエッジ周期Ｔｃは、キャリア周期の半分である。また、トリガ信号のパルス幅Ｔｗは、駆動ＩＣ５２２の認識可能な最小の幅に対応してよい。例えば、トリガ信号のパルス幅Ｔｗは、駆動ＩＣ５２２の最小伝達パルス（オン時の遅延時間の最大値からオフ時の遅延の最小値を引いた時間）に対応してよい。
図１２に示すトリガ信号を使用する場合、各駆動ＩＣ５２２は、キャリア周期よりも短い周期で、立ち上がりエッジを所定回数受信した場合に、トリガ信号であると認識して、フィードバック信号をマイコン５１０に送信することとしてよい。所定回数は、トリガ信号のパルスの数に対応してよく、２以上であってよい。
尚、図１２に示す例では、トリガ信号が送信される駆動ＩＣ５２２に対して上下で対向アームとなる駆動ＩＣ５２２には、Ｌｏレベルのゲート信号が維持される。即ち、トリガ信号の送信期間中は、短絡を防止するために、同相の対向アームのスイッチング素子はオフされる。
図１３は、トリガ信号の他の例を示す図である。図１３には、スイッチング素子Ｑ１のコレクタ電流Ｉｃの波形と、トリガ信号の波形と、対向アームのゲート信号の波形が示されている。図１４は、図１３の説明図であり、トリガ信号がスイッチング素子Ｑ１に係る駆動ＩＣ５２２に印加されたときの電流の流れの一例を示す図である。ここでは、スイッチング素子Ｑ１について代表して説明するが、他のスイッチング素子Ｑ２〜Ｑ６についても同様であってよい。
図１３に示す例では、トリガ信号は、キャリア周期よりも有意に長いパルスを含む。このパルスは、１つのパルスであってよい（即ち、図１１等に示した複数のパルス列である必要は無い）。例えば、トリガ信号は、キャリア周期よりも長いが、キャリア周期の２周期分よりも短いパルスであってよい。
トリガ信号が送信される駆動ＩＣ５２２に対して異相の対向アームとなる駆動ＩＣ５２２には、図１３に示すように、最低デューティのゲート信号が供給されてもよい。これにより、トリガ信号の長いパルスにより大電流が流れるのを抑制することができる。例えば、図１４に示す例では、対向アームのスイッチング素子Ｑ４に係る駆動ＩＣ５２２に最低デューティのゲート信号が供給されている。尚、トリガ信号の送信期間中は、同相の対向アームのスイッチング素子はオフされてよい。
図１３に示す例によれば、図１１等に示した例に比べて、駆動ＩＣ部５２０の高い内部クロック精度が必要とされず、駆動ＩＣ部５２０側でトリガ信号を容易に認識することができる。即ち、高い内部クロック精度を必要とすることなく、トリガ信号とゲート信号を区別することができる。
図１５は、半導体駆動装置５０におけるインバータ３０の制御部５００の構成の更なる他の一例を示す図である。図１６は、ＳＤＯＷＮ回路５６０の一例を示す図である。尚、図１５では、図２等とは異なる態様で制御部５００を図示しているが(例えば温度センサ等を図示)、以下で説明する点を除いて、実質的な差異はない。
図１５に示す例では、図２に示した例に対して、フィードバック信号用の通信線５４０にシャットダウン回路（以下、「ＳＤＯＷＮ回路」という）５６０が設けられる点が異なる。換言すると、図１５に示す例では、ＳＤＯＷＮ回路５６０用の通信線をフィードバック信号用の通信線５４０として利用する（兼用する）。
ＳＤＯＷＮ回路５６０は、短絡発生時に故障アームで発生するサージにより、隣接アームが共連れ破壊するのを防止する機能を持つ。即ち、ＳＤＯＷＮ回路５６０は、短絡発生時に、駆動ＩＣ部５２０からのシャットダウン信号に応答して（マイコン５１０を経由せずに早期に）隣接アームのスイッチング素子の作動を停止させる（オフさせる）。
ＳＤＯＷＮ回路５６０は、フィードバック信号用の通信線５４０にローパスフィルタ５６２を介して接続されてよい。ローパスフィルタ５６２は、フィードバック信号用の通信線５４０上で伝送されるフィードバック信号に起因してＳＤＯＷＮ回路５６０が意図せずシャットダウン動作しないように設けられる。即ち、ローパスフィルタ５６２は、フィードバック信号用の通信線５４０上で伝送されるフィードバック信号をフィルタリングして、ＳＤＯＷＮ回路５６０にフィードバック信号を通さない。尚、シャットダウン信号が生成された場合は、ＳＤＯＷＮ回路５６０は、ローパスフィルタ５６２を介してシャットダウン信号を受けるため、応答性はやや悪くなるものの、シャットダウン動作を確実に実行することができる。
図１６に示す例では、駆動ＩＣ部５２０からのシャットダウン信号（Ｌｏレベル）は、ローパスフィルタ５６２を介してＳＤＯＷＮ回路５６０のトランジスタ５６３のベースに印加される。これにより、トランジスタ５６３はオフし、これに伴いトランジスタ５６４がオフし、ＳＤＯＷＮ回路５６０の出力はＬｏレベルとなる。ＳＤＯＷＮ回路５６０の出力は、図１５に示すように、ゲート信号用の通信線５３０に接続される。従って、ＳＤＯＷＮ回路５６０の出力がＬｏレベルとなると、各駆動ＩＣ５２２の入力がＬｏレベルとなるので(フォットダイオード５３２がオフとなるので)、全てのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がオフとなる（即ちシャットダウンとなる）。尚、図１６に示す例では、ＳＤＯＷＮ回路５６０には、正常時（駆動時）、マイコン５１０からＨｉレベルの信号が入力されている。また、正常時は、ローパスフィルタ５６２を介してＳＤＯＷＮ回路５６０のトランジスタ５６３のベースには、Ｈｉレベルが入力されるので、トランジスタ５６３はオンし、これに伴いトランジスタ５６４がオンし、ＳＤＯＷＮ回路５６０の出力はＨｉレベルとなる。これにより、ゲート信号用の通信線５３０が有効となる（ゲート信号に応じてＨｉレベルとＬｏレベルが切り替わる）。他方、マイコン５１０からシャットダウン信号（Ｌｏレベル）が入力されると、トランジスタ５６４がオフし、ＳＤＯＷＮ回路５６０の出力はＬｏレベルとなる。これにより、各駆動ＩＣ５２２の入力がＬｏレベルとなるので、全てのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がオフとなる（即ちシャットダウンとなる）。
図１５に示す例によれば、ＳＤＯＷＮ回路５６０用の通信線をフィードバック信号用の通信線５４０として兼用するので、通信線を増大させること無く、フィードバック信号をマイコン５１０に送信することができる。即ち、ＳＤＯＷＮ回路５６０用の通信線と、フィードバック信号用の通信線５４０とを別々に設定する構成に比べて、通信線の数（及びそれに伴い基板面積）を低減した簡易な構成で、フィードバック信号をマイコン５１０に送信することができる。但し、ＳＤＯＷＮ回路５６０用の通信線と、フィードバック信号用の通信線５４０とを別々に設定する構成を採用することも可能である。
次に、図１５に示した例において実行されてよい異常検知時の好ましい動作について説明する。
駆動ＩＣ部５２０の各駆動ＩＣ５２２は、過熱異常や過電流異常を検知した場合は、ＳＤＯＷＮ回路５６０を作動させず、上述の如くフィードバック信号をマイコン５１０に送信する。
他方、駆動ＩＣ部５２０の各駆動ＩＣ５２２は、短絡を検知した場合は、共連れ破壊防止のため、ＳＤＯＷＮ回路５６０を作動させる。具体的には、短絡を検知した駆動ＩＣ５２２は、フィードバック信号用の通信線５４０の信号レベルを規定時間（例えば、後述のTsdwn）以上Ｌｏレベルに維持する（即ちシャットダウン信号を発生させる）。このとき、各駆動ＩＣ５２２は、好ましくは、あるアームにおける短絡発生時から、以下の式で規定する時間ΔＴＳ後に、フィードバック信号をマイコン５１０に送信する。
ΔＴＳ＝2×Tsdwn＋（Tsdwn＋Tcom）×（Ｎ−１） 式（１）
ここで、Tsdwnは、短絡検知時点から、隣接アームのスイッチング素子の全てをシャットダウンさせるまでの時間を表す。Tcomは、１アームのフィードバック信号(異常情報)を送信するの要する時間を表す。Nは、送信順を表す。Tsdwn及びTcomは、予め試験結果等に基づいて導出することができる。送信順Nは、任意の態様で予め決定されてよい。
式（１）において、（2×Tsdwn）の項は、短絡検出後、時間Tsdwnが経過するまでは共連れ破壊の可能性があり、その場合、最大で時間（2×Tsdwn）の間はシャットダウン処理が継続することを考慮している。
また、式（１）において、Tsdwn×（Ｎ−１）の部分は、短絡検出後、時間Tsdwnが経過するまでは共連れ破壊の可能性があり、その場合、アーム間で短絡検出タイミングが最大で時間Tsdwnずれることを考慮している。即ち、Tsdwn×（Ｎ−１）によって、かかるずれを解消する。これにより、各アームは、最悪ケースでは略同時に送信タイミングが来ることになる。従って、Tcom×（Ｎ−１）の部分により、当該略同時に送信タイミングから、自身の送信タイミングだけ待ってから送信を行うことで、各駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号が略同時にフィードバック信号用の通信線５４０に送出されるのを防止している。
更に、図１７を参照して式（１）の意義について説明する。図１７は、短絡検出時の送信タイミングの一例を示すタイミングチャートを示す。ここでは、便宜上、６アームのうちの上アームの３相アームについてのみを題材とし、送信順は、Ｕ相が１番目であり、Ｖ相が２番目であり、Ｗ相が３番目であるとする。図１７には、上から順に、Ｗ相（上アーム）での短絡検出状況、Ｗ相（上アーム）の駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号用の通信線５４０への出力信号、Ｕ相（上アーム）での短絡検出状況、Ｕ相（上アーム）の駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号用の通信線５４０への出力信号、Ｖ相（上アーム）での短絡検出状況、Ｖ相（上アーム）の駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号用の通信線５４０への出力信号が示される。
図１７に示す例では、時刻ｔ０にて、Ｗ相（上アーム）にて短絡が検出される。これに伴い、Ｗ相（上アーム）の駆動ＩＣ５２２からの出力信号は、Ｌｏレベルに変更され、Ｌｏレベルが時間Tsdwn維持される。Ｗ相の短絡検出時から時間Tsdwnが経過する直前のｔ１にて、Ｕ相（上アーム）及びＶ相（上アーム）にて短絡が検出される。尚、これらの短絡は共連れ破壊に起因した短絡である。これに伴い、Ｕ相（上アーム）及びＶ相（上アーム）の各駆動ＩＣ５２２からの出力信号は、Ｌｏレベルに変更され、Ｌｏレベルが時間Tsdwn維持される。このとき、式（１）に従って、各アームの送信タイミングは、以下のようになる。
Ｕ相（上アーム）のΔＴＳ＝2×Tsdwn
Ｖ相（上アーム）のΔＴＳ＝2×Tsdwn＋Tsdwn＋Tcom
Ｗ相（上アーム）のΔＴＳ＝2×Tsdwn＋2×(Tsdwn＋Tcom）
従って、この場合は、先ず、Ｕ相の駆動ＩＣ５２２は、図１７にて符合Ｐ１にて示すように、短絡検出時点ｔ１から、ΔＴＳ（＝2×Tsdwn）後に、フィードバック信号用の通信線５４０にフィードバック信号を出力する。次いで、Ｖ相の駆動ＩＣ５２２は、図１７にて符合Ｐ２にて示すように、短絡検出時点ｔ１から、ΔＴＳ（＝2×Tsdwn＋Tsdwn＋Tcom）後に、フィードバック信号用の通信線５４０にフィードバック信号を出力する。次いで、Ｗ相の駆動ＩＣ５２２は、図１７にて符合Ｐ３にて示すように、短絡検出時点ｔ０から、ΔＴＳ（＝2×Tsdwn＋2×Tsdwn＋2×Tcom）後に、フィードバック信号用の通信線５４０にフィードバック信号を出力する。
ところで、各駆動ＩＣ５２２は、単独では（他の駆動ＩＣ５２２と通信せずに）、自身の短絡検出が最初であるかを判断することができない。例えば、図１７に示す例では、Ｗ相（上アーム）での短絡検出が最初であるが、Ｗ相（上アーム）の駆動ＩＣ５２２は、自身の短絡検出が最初であると判断することができない。従って、共連れ破壊に起因した短絡が起こっている状況下では、各アームで独自にフィードバック信号の送信タイミングを決定するので、混信が生じやすくなる。この点、式（１）に従って各アームの送信タイミングを決定する場合には、図１７に示すように、共連れ破壊に起因した短絡が起こっている状況下においても、各駆動ＩＣ５２２から各フィードバック信号を時間差を以ってマイコン５１０に確実に送信することができる。
図１８は、半導体駆動装置５０におけるインバータ３０の制御部５００の構成の更なる他の一例を示す図である。
図１８に示す例では、上述した図２に示した例に対して、各駆動ＩＣ５２２に遅延時間調整抵抗（Ｒｄ１，Ｒｄ２等）を介して電源電圧Ｖｃｃが接続されている点が異なる。遅延時間調整抵抗Ｒｄ１，Ｒｄ２，Ｒｄ３，Ｒｄ４，Ｒｄ５，Ｒｄ６は、それぞれ異なる抵抗値を有する。これにより、各駆動ＩＣ５２２は、電源投入時に異なるタイミングで起動する。これにより、電源投入に連動して各駆動ＩＣ５２２から各フィードバック信号を異なるタイミングで送信することができる。
図１９は、図１８に示す例の動作の説明図であり、電源投入に連動して各駆動ＩＣ５２２からの各フィードバック信号を送信タイミングの一例を示すタイミングチャートである。ここでは、便宜上、６アームのうちの上アームの３相アームについてのみが図示され、送信順は、Ｕ相が１番目であり、Ｖ相が２番目であり、Ｗ相が３番目であるとする。図１９には、上から順に、電源のオン／オフ状態、Ｕ相（上アーム）の駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号用の通信線５４０への出力信号、Ｖ相（上アーム）の駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号用の通信線５４０への出力信号、及び、Ｗ相（上アーム）の駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号用の通信線５４０への出力信号が示される。
図１９に示す例では、時刻ｔ０にて電源がオンとなり、電源オン後から時間ΔＴ１経過後に、Ｕ相（上アーム）の駆動ＩＣ５２２は、フィードバック信号用の通信線５４０にフィードバック信号を出力する。この時間ΔＴ１は、遅延時間調整抵抗Ｒｄ１に対応する遅延時間に相当する。同様に、電源オン後から時間ΔＴ２経過後に、Ｖ相（上アーム）の駆動ＩＣ５２２は、フィードバック信号用の通信線５４０にフィードバック信号を出力する。この時間ΔＴ２は、遅延時間調整抵抗Ｒｄ２に対応する遅延時間に相当する。同様に、電源オン後から時間ΔＴ３経過後に、Ｗ相（上アーム）の駆動ＩＣ５２２は、フィードバック信号用の通信線５４０にフィードバック信号を出力する。この時間ΔＴ３は、遅延時間調整抵抗Ｒｄ３に対応する遅延時間に相当する。ここで、ΔＴ２は、ΔＴ１＋ΔＴ０（ΔＴ０：フィードバック信号出力時間）よりも大きく、同様に、ΔＴ３は、ΔＴ２＋ΔＴ０よりも大きい。尚、図示していないが、例えば、Ｕ相（下アーム）の駆動ＩＣ５２２、Ｖ相（下アーム）の駆動ＩＣ５２２及びＷ相（下アーム）の駆動ＩＣ５２２は、それぞれ、電源オン後から時間ΔＴ４、時間ΔＴ５及び時間ΔＴ６経過後に、フィードバック信号用の通信線５４０にフィードバック信号をそれぞれ出力する。同様に、ΔＴ４は、ΔＴ３＋ΔＴ０よりも大きく、ΔＴ５は、ΔＴ４＋ΔＴ０よりも大きく、ΔＴ６は、ΔＴ５＋ΔＴ０よりも大きい。これにより、電源投入時に、各駆動ＩＣ５２２から各フィードバック信号を時間差を以ってマイコン５１０に確実に送信することができる。
図２０は、半導体駆動装置５０におけるインバータ３０の制御部５００の構成の更なる他の一例を示す図である。
図２０に示す例では、上述した図１８に示した例に対して、遅延時間調整抵抗に代えて、遅延選択抵抗ＳＥＬが接続されている点が異なる。尚、図２０に示す例では、遅延選択抵抗ＳＥＬは、各アームにそれぞれ設けられ、各アームの遅延選択抵抗ＳＥＬは、３つの抵抗(例えばそれぞれ異なる抵抗値をもつ)を含む同一の構成であってよい。但し、遅延選択抵抗ＳＥＬは、各アームでそれぞれ異なる抵抗値を有するように選択される。これにより、各駆動ＩＣ５２２は、電源投入時に異なるタイミングで起動する。これにより、電源投入に連動して各駆動ＩＣ５２２から各フィードバック信号を異なるタイミングで送信することができる。
尚、上述では、半導体駆動装置５０におけるインバータ３０の制御部５００の構成について説明したが、半導体駆動装置５０におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御部に対しても同様の構成を適用することができる。以下では、半導体駆動装置５０におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御部について説明する。
図２１は、半導体駆動装置５０におけるＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御部６００の一例を示す図である。
マイコン５１０と、駆動ＩＣ部６２０とを含む。駆動ＩＣ部６２０は、スイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４に応じて２つの駆動ＩＣ６２２を含む。尚、２つの駆動ＩＣ６２２は、１つの駆動ＩＣとして具現化されてもよい。かかる場合も、１つの駆動ＩＣ内には、２つの駆動ＩＣ６２２に対応した回路部分を含むことになる。
マイコン５１０と駆動ＩＣ部６２０との間には、ゲート信号用の通信線６３０と、フィードバック信号用の通信線６４０とが設けられる。ゲート信号用の通信線６３０は、スイッチング素子Ｑ２２、Ｑ２４に応じて２つ設けられる。即ち、ゲート信号用の通信線６３０は、２つの駆動ＩＣ６２２のそれぞれに対して設けられる。他方、フィードバック信号用の通信線６４０は、図２１に示すように、２つの駆動ＩＣ６２２に対して共通である。即ち、フィードバック信号用の通信線６４０は、図２１に示すように、１つだけ設けられる。フィードバック信号用の通信線６４０は、一端が電源電圧Ｖｃｃに接続され、他端がマイコン５１０に接続される。フィードバック信号用の通信線６４０は、２つの駆動ＩＣ６２２のそれぞれに対して設けられる２つのフォットカップラ６５０を含む。２つのフォットカップラ６５０は、図２１に示すように、電源電圧Ｖｃｃとマイコン５１０と間に直列に接続されてよいし、並列に接続されてもよい（図４参考）。駆動ＩＣ６２２のそれぞれは、対応するフォットカップラ６５０をオン／オフさせてフィードバック信号用の通信線６４０のレベルをＨｉとＬｏ間で変化させることで、フィードバック信号（ＩＣ出力信号Ｓｏｕｔ）をマイコン５１０に送信する。フィードバック信号は、上述と同様であってよい。
尚、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御部６００においても、インバータ３０の制御部５００について上述した各種構成を適用することができる。例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御部６００においても、上述のトリガ信号（図１１、図１２等参照）が使用されてもよいし、フィードバック信号用の通信線６４０がＳＤＯＷＮ回路（図１５等参照）として兼用されてもよい。
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御部６００は、上述したインバータ３０の制御部５００と一体的に構成されてもよい。即ち、フィードバック信号用の通信線６４０は、フィードバック信号用の通信線５４０と共通であってもよい。但し、フィードバック信号用の通信線６４０は、フィードバック信号用の通信線５４０とは別であってもよい。
図２２は、トリガ信号とリアクトルＬ１を流れる電流（リアクトル電流ＩＬ）との関係の一例を示す図である。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０の制御部６００においては、例えば図１２を参照して上述したトリガ信号が使用されてよい。この場合、図２２に示すように、トリガ信号のパルスに起因してリアクトル電流ＩＬとしてリプル電流が流れる。尚、リプル電流が流れることで電圧ＶＨが上昇しうるが、トリガ信号のハルス幅は微小であるので（小さいデューティであるので）、電圧ＶＨは定格内に維持することは可能である。
ＤＣ／ＤＣコンバータ２０のスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４は、このリプル電流により発熱するので、この発熱を利用して放熱構造の劣化（又は異常、以下同じ）の有無を推定することとしてもよい。例えば、トリガ信号の印加時のスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４の温度が所定閾値以上である場合、放熱構造に劣化があると判定してもよい。この際、冷却水の温度に対するスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４の温度や、比較的長い期間（例えば、１ヶ月）内のスイッチング素子Ｑ２２，Ｑ２４の温度の傾向等が考慮されてもよい。また、トリガ信号のパルス数と発熱温度との関係（例えば正常時と劣化時）を予め試験等で導出し、その関係をマイコン５１０に記憶しておいてもよい。尚、劣化の有無の推定は、任意のタイミングで実行されてよく、例えば、イグニッションスイッチのオン時に実行されてもよい。尚、上述した放熱構造の劣化の推定方法は、インバータ３０の放熱構造の劣化の推定に適用されてもよい。
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
例えば、上述した実施例では、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を駆動する駆動ＩＣ部５２０からフィードバック信号がマイコン５１０に送信されているが、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のそれぞれに対応付けられた他の回路部から、同様のフィードバック信号がマイコン５１０に送信されてもよい。他の回路部は、駆動ＩＣ部５２０とは異なるが、駆動ＩＣ部５２０と同様、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のそれぞれに対応付けられて設けられる。他の回路部は、駆動ＩＣ部５２０を介してフィードバック信号をマイコン５１０に送信してもよいし、駆動ＩＣ部５２０を介さずにフィードバック信号をマイコン５１０に送信してもよい。後者の場合、駆動ＩＣ部５２０に代えて、他の回路部がフィードバック信号用の通信線５４０によりマイコン５１０に接続されていればよい。
また、上述した実施例では、マイコン５１０は、応急動作判定回路５１４を備えているが、応急動作を行わない構成(例えば異常があった場合に、警報等を出力するだけの構成の場合)、応急動作判定回路５１４は省略されてもよい。
また、上述した実施例では、フォットカップラ５５０を用いて、高圧側の駆動ＩＣ部５２０とマイコン５１０との間を絶縁しつつ通信可能としているが、フォットカップラ５５０以外の絶縁素子等を用いて同様の機能を実現してもよい。例えば、トランス等の磁気結合素子、容量結合素子、高耐圧素子等を用いて同様の機能を実現してもよい。
また、上述した実施例では、各駆動ＩＣ５２２に共通な単一のフィードバック信号用の通信線５４０を使用しているが、フィードバック信号用の通信線５４０は、駆動ＩＣ５２２毎に設けられてもよいし、各駆動ＩＣ５２２のうちの所定個数(例えば２つ)毎に共通に設けられてもよい。かかる構成によれば、コスト面で不利となるが、各駆動ＩＣ５２２からのフィードバック信号の送信が同時に生じることによる混信を低減することができる。
１ モータ駆動システム
１０ バッテリ
２０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３０ インバータ
４０ 走行用モータ
５０ 半導体駆動装置
５００ 制御部
５１０ マイコン
５１２ 駆動信号生成回路
５１４ 応急動作判定回路
５２０ 駆動ＩＣ部
５２２ 駆動ＩＣ
５３０ ゲート信号用の通信線
５４０ フィードバック信号用の通信線
５５０ フォットカップラ
５６２ ローパスフィルタ
本開示の一局面によれば、電源に接続される複数のスイッチング素子と、
前記複数のスイッチング素子に対応して設けられ、対応するスイッチング素子の固有情報を保持する複数の固有情報保持部と、
前記複数のスイッチング素子を制御する処理装置と、
前記複数の固有情報保持部と前記処理装置の間に設けられ、前記複数のスイッチング素子のそれぞれに係る固有情報が前記複数の固有情報保持部から前記処理装置に送信される通信線とを含み、
前記複数のスイッチング素子のそれぞれに係る固有情報は、前記処理装置から前記複数の固有情報保持部に送信される情報に基づいて設定される、電子装置が提供される。

Claims (12)

  1. 電源に接続される複数のスイッチング素子と、
    前記複数のスイッチング素子に対応して設けられ、対応するスイッチング素子の固有情報を保持する複数の固有情報保持部と、
    前記複数のスイッチング素子を制御する処理装置と、
    前記複数の固有情報保持部と前記処理装置の間に設けられ、前記複数のスイッチング素子のそれぞれに係る固有情報が前記複数の固有情報保持部から前記処理装置に送信される通信線とを含む、電子装置。
  2. 前記複数の固有情報保持部は、前記複数のスイッチング素子に対応して設けられる複数の駆動回路を含み、
    前記処理装置は、前記複数の駆動回路を介して、前記複数のスイッチング素子を制御する、請求項１に記載の電子装置。
  3. 前記複数の駆動回路のそれぞれは、対応する前記固有情報を保持する記憶部を含む、請求項２に記載の電子装置。
  4. 前記複数のスイッチング素子のそれぞれに係る固有情報は、前記処理装置から前記複数の固有情報保持部に送信される情報に基づいて設定される、請求項１に記載の電子装置。
  5. 前記固有情報は、対応するスイッチング素子の異常に関する情報、及び、対応するスイッチング素子の状態を表す情報のうちの少なくともいずれか一方と共に送信される、請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の電子装置。
  6. 前記通信線は、前記複数の固有情報保持部に対して共通の単一の通信線である、請求項１〜５のうちのいずれか１項に記載の電子装置。
  7. 前記複数の駆動回路のそれぞれと前記処理装置の間に設けられ、前記複数のスイッチング素子を駆動するための各駆動信号が前記処理装置から前記複数の駆動回路のそれぞれに送信される複数の駆動信号通信線を含み、
    前記複数の駆動回路は、前記複数の駆動通信線を介して前記処理装置から所定信号を受信した場合に、前記固有情報を送信する、請求項２及び６に記載の電子装置。
  8. 前記所定信号は、前記複数のスイッチング素子のオン／オフ切換用のキャリア周期よりも短い周期で発生する信号である、請求項７に記載の電子装置。
  9. 前記所定信号は、前記複数のスイッチング素子のオン／オフ切換用のキャリア周期よりも長いパルス幅を持つパルス信号である、請求項７に記載の電子装置。
  10. 前記複数の駆動回路は、それぞれ異なる抵抗値の遅延抵抗を介して電源が接続される、請求項２に記載の電子装置。
  11. 前記単一の通信線にローパスフィルタを介して接続され、異常検知時に前記複数のスイッチング素子をオフするためのシャットダウン回路を含む、請求項６に記載の電子装置。
  12. 前記複数の駆動回路のそれぞれは、短絡異常検知時に前記シャットダウン回路にシャットダウン動作させると共に、シャットダウン動作後に所定の送信順序に応じた異なるタイミングで、前記単一の通信線上に前記固有情報を送出する、請求項１１に記載の電子装置。
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