WO2020031553A1 - Control circuit - Google Patents

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WO2020031553A1
WO2020031553A1 PCT/JP2019/026206 JP2019026206W WO2020031553A1 WO 2020031553 A1 WO2020031553 A1 WO 2020031553A1 JP 2019026206 W JP2019026206 W JP 2019026206W WO 2020031553 A1 WO2020031553 A1 WO 2020031553A1
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switch
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Inventor
慶徳 林
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株式会社デンソー
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

Definitions

  • the third power line 303 is connected to the high side opening / closing section 311.
  • the fourth power line 304 is connected to the second power line 302.
  • a second smoothing capacitor 306 is connected to the third power line 303 and the fourth power line 304.
  • One of the two electrodes of the second smoothing capacitor 306 is connected to the third power line 303, and the other is connected to the fourth power line 304.
  • the ON switch 542 is a P-channel MOSFET. A drive signal based on a control signal output from MGECU 502 is input to the gate electrode of on switch 542. Thus, the ON switch 542 is ON / OFF controlled.
  • MOSFET 350 makes a gradual transition from the on state to the off state.
  • the time change of the drain current flowing between the drain electrode 350a and the source electrode 350b of the MOSFET 350 becomes slow. Therefore, generation of a surge voltage proportional to the time change of the drain current is suppressed.

Abstract

This control circuit controls the driving of a MOSFET (350) equipped with a wide-gap semiconductor. The control circuit has an off-circuit (507) for discharging a charge stored in the gate electrode (350c) of the MOSFET to a reference voltage level. The off-circuit has: an off-resistor (553) and a first off-switch (554) which are provided in first wiring (540, 551) connecting the gate electrode and the reference voltage level; and a second off-switch (555) provided in second wiring (540, 552) connecting the gate electrode and the reference voltage level.

Description

制御回路Control circuit 関連出願の相互参照Cross-reference of related applications
 本出願は、2018年8月6日に出願された日本国特許出願2018-147793号に基づくものであり、ここにその記載内容を参照により援用する。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2018-147793 filed on Aug. 6, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.
 本開示は、MOSFETの駆動を制御する制御回路に関するものである。 (4) The present disclosure relates to a control circuit that controls driving of a MOSFET.
 非特許文献1に示されるように、トランジスタの駆動を制御するゲートドライバが知られている。ゲートドライバはトランジスタのゲート電極と負電源(グランド)との接続を制御するためのスイッチを3つ有している。 As described in Non-Patent Document 1, a gate driver that controls driving of a transistor is known. The gate driver has three switches for controlling the connection between the gate electrode of the transistor and the negative power supply (ground).
 非特許文献1に記載の構成では、スイッチの数が多くなり、体格が増大しうる。 構成 In the configuration described in Non-Patent Document 1, the number of switches increases, and the physique may increase.
 本開示は、体格の増大の抑制された制御回路を提供することを目的とする。 The present disclosure aims to provide a control circuit in which an increase in physique is suppressed.
 本開示の一態様によれば、ワイドギャップ半導体を備えるMOSFETの駆動を制御する制御回路が提供される。制御回路は、MOSFETのゲート電極に蓄積された電荷を基準電位に引き抜くオフ回路を有する。オフ回路は、ゲート電極と基準電位とを接続する第1配線に設けられたオフ抵抗および第1オフスイッチと、ゲート電極と前記基準電位とを接続する第2配線に設けられた第2オフスイッチと、を有する。 According to one embodiment of the present disclosure, a control circuit that controls driving of a MOSFET including a wide gap semiconductor is provided. The control circuit has an off circuit for extracting the electric charge accumulated in the gate electrode of the MOSFET to a reference potential. The off circuit includes an off resistor and a first off switch provided on a first wiring connecting the gate electrode and the reference potential, and a second off switch provided on a second wiring connecting the gate electrode and the reference potential. And
 本開示の構成によれば、ゲート電極と基準電位とを接続するスイッチの数が少なくなっている。これにより制御回路の体格の増大が抑制される。 According to the configuration of the present disclosure, the number of switches connecting the gate electrode and the reference potential is reduced. This suppresses an increase in the physique of the control circuit.
 本開示の制御回路の場合、ゲート電極に電荷が溜まっている状態で第2オフスイッチを開状態から閉状態に遷移させると、MOSFETに瞬間的なサージ電圧が発生する虞がある。しかしながらMOSFETは例えばIGBTと比べてアバランシェ耐量が高い性質を有する。MOSFETは主としてワイドギャップ半導体から成るために高耐量でもある。そのためにサージ電圧がMOSFETに発生したとしても、MOSFETに損傷が生じることが抑制されている。 In the case of the control circuit according to the present disclosure, when the second off switch is changed from the open state to the closed state in a state where electric charge is accumulated in the gate electrode, an instantaneous surge voltage may be generated in the MOSFET. However, MOSFETs have a property of higher avalanche withstand capability than IGBTs, for example. Since MOSFETs are mainly made of wide-gap semiconductors, they also have high withstand capability. Therefore, even if a surge voltage occurs in the MOSFET, damage to the MOSFET is suppressed.
 本開示についての上記および他の目的、特徴や利点は、添付図面を参照した下記詳細な説明から、より明確になる。添付図面において、
車載システムを説明するための回路図である。 開閉部とゲートドライバを説明するための回路図である。 車載システムの変形例を示す回路図である。
The above and other objects, features and advantages of the present disclosure will become more apparent from the following detailed description with reference to the accompanying drawings. In the attached drawings,
It is a circuit diagram for explaining an in-vehicle system. FIG. 3 is a circuit diagram for explaining an opening / closing unit and a gate driver. It is a circuit diagram showing a modification of an in-vehicle system.
 以下、実施形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
 (第1実施形態)
 (車載システム)
 図1に基づいて車載システム100を説明する。この車載システム100は電気自動車用のシステムを構成している。車載システム100は、バッテリ200、電力変換器300、および、モータ400を有する。
(1st Embodiment)
(In-vehicle system)
The in-vehicle system 100 will be described based on FIG. This in-vehicle system 100 constitutes a system for an electric vehicle. The in-vehicle system 100 includes a battery 200, a power converter 300, and a motor 400.
 車載システム100は複数のECUを有する。図1ではこれら複数のECUの代表として、電池ECU501とMGECU502を図示している。これら複数のECUはバス配線500を介して相互に信号を送受信している。複数のECUは協調して電気自動車を制御している。複数のECUの制御により、バッテリ200のSOCに応じたモータ400の回生と力行が制御される。SOCはstate of chargeの略である。ECUはelectronic control unitの略である。 The on-board system 100 has a plurality of ECUs. FIG. 1 illustrates a battery ECU 501 and an MGECU 502 as representatives of the plurality of ECUs. These ECUs transmit and receive signals to and from each other via the bus wiring 500. The plurality of ECUs cooperate to control the electric vehicle. Regeneration and power running of the motor 400 according to the SOC of the battery 200 are controlled by the control of the plurality of ECUs. SOC is an abbreviation of state \ of \ charge. ECU is an abbreviation for electronic @ control @ unit.
 ECUは、少なくとも1つの演算処理装置(CPU)と、プログラムおよびデータを記憶する記憶媒体としての少なくとも1つのメモリ装置(MMR)と、を有する。ECUはコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体はコンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供され得る。以下、車載システム100の構成要素を個別に概説する。 The ECU has at least one arithmetic processing unit (CPU) and at least one memory device (MMR) as a storage medium for storing programs and data. The ECU is provided by a microcomputer including a computer-readable storage medium. The storage medium is a non-transitional substantial storage medium that temporarily stores a computer-readable program. The storage medium can be provided by a semiconductor memory or a magnetic disk or the like. Hereinafter, components of the in-vehicle system 100 will be individually outlined.
 バッテリ200は複数の二次電池を有する。これら複数の二次電池は直列接続された電池スタックを構成している。この電池スタックのSOCがバッテリ200のSOCに相当する。二次電池としてはリチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池、および、有機ラジカル電池などを採用することができる。 The battery 200 has a plurality of secondary batteries. These plurality of secondary batteries form a battery stack connected in series. The SOC of the battery stack corresponds to the SOC of the battery 200. As the secondary battery, a lithium ion secondary battery, a nickel hydride secondary battery, an organic radical battery, or the like can be used.
 電力変換器300はバッテリ200とモータ400との間の電力変換を行う。電力変換器300はバッテリ200の直流電力をモータ400の力行に適した電圧レベルの交流電力に変換する。電力変換器300はモータ400の発電(回生)によって生成された交流電力をバッテリ200の充電に適した電圧レベルの直流電力に変換する。電力変換器300については後で詳説する。 The power converter 300 performs power conversion between the battery 200 and the motor 400. Power converter 300 converts the DC power of battery 200 into AC power at a voltage level suitable for powering motor 400. Power converter 300 converts AC power generated by power generation (regeneration) of motor 400 into DC power at a voltage level suitable for charging battery 200. The power converter 300 will be described later in detail.
 モータ400は図示しない電気自動車の出力軸に連結されている。モータ400の回転エネルギーは出力軸を介して電気自動車の走行輪に伝達される。逆に、走行輪の回転エネルギーは出力軸を介してモータ400に伝達される。 The motor 400 is connected to an output shaft of an electric vehicle (not shown). The rotational energy of the motor 400 is transmitted to the traveling wheels of the electric vehicle via the output shaft. Conversely, the rotational energy of the running wheels is transmitted to the motor 400 via the output shaft.
 モータ400は電力変換器300から供給される交流電力によって力行する。これにより走行輪への推進力の付与が成される。またモータ400は走行輪から伝達される回転エネルギーによって回生する。この回生によって発生した交流電力は、電力変換器300によって直流電力に変換されるとともに降圧される。この直流電力がバッテリ200に供給される。また直流電力は電気自動車に搭載された各種電気負荷にも供給される。 The motor 400 runs by the AC power supplied from the power converter 300. As a result, the driving force is applied to the traveling wheels. Further, the motor 400 regenerates by the rotational energy transmitted from the running wheels. The AC power generated by this regeneration is converted into DC power by the power converter 300 and stepped down. This DC power is supplied to battery 200. The DC power is also supplied to various electric loads mounted on the electric vehicle.
 (電力変換器)
 電力変換器300を説明する。電力変換器300はコンバータ310とインバータ320を備えている。コンバータ310はバッテリ200の直流電力をモータ400の力行に適した電圧レベルに昇圧する。インバータ320はこの直流電力を交流電力に変換する。この交流電力がモータ400に供給される。またインバータ320はモータ400で生成された交流電力を直流電力に変換する。コンバータ310はこの直流電力をバッテリ200の充電に適した電圧レベルに降圧する。
(Power converter)
The power converter 300 will be described. The power converter 300 includes a converter 310 and an inverter 320. Converter 310 boosts the DC power of battery 200 to a voltage level suitable for powering motor 400. Inverter 320 converts this DC power into AC power. This AC power is supplied to the motor 400. Inverter 320 converts AC power generated by motor 400 into DC power. Converter 310 reduces this DC power to a voltage level suitable for charging battery 200.
 図1に示すようにコンバータ310は第1電力ライン301と第2電力ライン302を介してバッテリ200と電気的に接続されている。コンバータ310は第3電力ライン303と第4電力ライン304を介してインバータ320と電気的に接続されている。 コ ン バ ー タ As shown in FIG. 1, converter 310 is electrically connected to battery 200 via first power line 301 and second power line 302. Converter 310 is electrically connected to inverter 320 via third power line 303 and fourth power line 304.
 第1電力ライン301はバッテリ200の正極に接続されている。第2電力ライン302はバッテリ200の負極に接続されている。これら第1電力ライン301と第2電力ライン302に第1平滑コンデンサ305が接続されている。第1平滑コンデンサ305の有する2つの電極のうちの一方が第1電力ライン301に接続され、他方が第2電力ライン302に接続されている。 The first power line 301 is connected to the positive electrode of the battery 200. Second power line 302 is connected to the negative electrode of battery 200. A first smoothing capacitor 305 is connected to the first power line 301 and the second power line 302. One of the two electrodes of the first smoothing capacitor 305 is connected to the first power line 301, and the other is connected to the second power line 302.
 第3電力ライン303はハイサイド開閉部311と接続されている。第4電力ライン304は第2電力ライン302と接続されている。これら第3電力ライン303と第4電力ライン304に第2平滑コンデンサ306が接続されている。第2平滑コンデンサ306の有する2つの電極のうちの一方が第3電力ライン303に接続され、他方が第4電力ライン304に接続されている。 The third power line 303 is connected to the high side opening / closing section 311. The fourth power line 304 is connected to the second power line 302. A second smoothing capacitor 306 is connected to the third power line 303 and the fourth power line 304. One of the two electrodes of the second smoothing capacitor 306 is connected to the third power line 303, and the other is connected to the fourth power line 304.
 インバータ320はU相バスバー331~W相バスバー333を介してモータ400のU相ステータコイル401~W相ステータコイル403と電気的に接続されている。U相バスバー331~W相バスバー333との表記は、例えば、U相バスバー331、V相バスバー332、W相バスバー333を表す。U相ステータコイル401~W相ステータコイル403との表記は、例えば、U相ステータコイル401、V相ステータコイル402、W相ステータコイル403を表す。 Inverter 320 is electrically connected to U-phase stator coil 401 to W-phase stator coil 403 of motor 400 via U-phase bus bar 331 to W-phase bus bar 333. The notations U-phase bus bar 331 to W-phase bus bar 333 represent, for example, U-phase bus bar 331, V-phase bus bar 332, and W-phase bus bar 333. The notations U-phase stator coil 401 to W-phase stator coil 403 represent, for example, U-phase stator coil 401, V-phase stator coil 402, and W-phase stator coil 403.
 (コンバータ)
 コンバータ310は、ハイサイド開閉部311、ローサイド開閉部312、および、リアクトル313を有する。これらハイサイド開閉部311とローサイド開閉部312は、Nチャネル型のパワーMOSFETを有する。パワーMOSFETは寄生ダイオードを有する。
(converter)
Converter 310 has a high-side opening / closing section 311, a low-side opening / closing section 312, and a reactor 313. Each of the high-side opening / closing section 311 and the low-side opening / closing section 312 has an N-channel type power MOSFET. The power MOSFET has a parasitic diode.
 図1に示すようにハイサイド開閉部311とローサイド開閉部312は第3電力ライン303から第2電力ライン302(第4電力ライン304)に向かって順に直列接続されている。そしてハイサイド開閉部311とローサイド開閉部312との間の中点に第1電力ライン301が接続されている。第1電力ライン301にリアクトル313が設けられている。これによりリアクトル313はハイサイド開閉部311とローサイド開閉部312との間の中点とバッテリ200の正極とに接続されている。 (1) As shown in FIG. 1, the high-side opening / closing section 311 and the low-side opening / closing section 312 are connected in series from the third power line 303 to the second power line 302 (fourth power line 304). The first power line 301 is connected to a midpoint between the high side opening / closing section 311 and the low side opening / closing section 312. The reactor 313 is provided on the first power line 301. As a result, the reactor 313 is connected to the midpoint between the high side opening / closing section 311 and the low side opening / closing section 312 and to the positive electrode of the battery 200.
 コンバータ310のハイサイド開閉部311とローサイド開閉部312はMGECU502によって開閉制御される。MGECU502は制御信号を生成し、それをゲートドライバ503に出力する。ゲートドライバ503は制御信号を増幅して開閉部の備えるMOSFETのゲート電極に出力する。これによりMGECU502はコンバータ310に入力される直流電力の電圧レベルを昇降圧する。 ハ イ The high-side opening / closing section 311 and the low-side opening / closing section 312 of the converter 310 are controlled to be opened and closed by the MGECU 502. MGECU 502 generates a control signal and outputs it to gate driver 503. The gate driver 503 amplifies the control signal and outputs it to the gate electrode of the MOSFET provided in the switching unit. Thereby, MGECU 502 raises and lowers the voltage level of the DC power input to converter 310.
 MGECU502は制御信号としてパルス信号を生成している。MGECU502はこのパルス信号のオンデューティ比と周波数を調整することで直流電力の昇降圧レベルを調整している。このようにMGECU502はコンバータ310をPWM制御している。昇降圧レベルはモータ400の目標トルクとバッテリ200のSOCに応じて決定される。 MG ECU 502 generates a pulse signal as a control signal. The MGECU 502 adjusts the step-up / step-down level of the DC power by adjusting the on-duty ratio and the frequency of the pulse signal. In this way, the MGECU 502 performs PWM control on the converter 310. The step-up / step-down level is determined according to the target torque of motor 400 and the SOC of battery 200.
 バッテリ200の直流電力を昇圧する場合、MGECU502はハイサイド開閉部311とローサイド開閉部312それぞれを交互に開閉する。これとは反対にインバータ320から供給された直流電力を降圧する場合、MGECU502はローサイド開閉部312に出力する制御信号をローレベルに固定する。それとともにMGECU502はハイサイド開閉部311に出力する制御信号をハイレベルとローレベルに順次切り換える。 When boosting the DC power of the battery 200, the MGECU 502 alternately opens and closes each of the high-side opening and closing unit 311 and the low-side opening and closing unit 312. On the contrary, when the DC power supplied from the inverter 320 is stepped down, the MGECU 502 fixes the control signal output to the low-side opening / closing unit 312 to a low level. At the same time, the MGECU 502 sequentially switches the control signal output to the high-side opening / closing unit 311 between a high level and a low level.
 (インバータ)
 インバータ320は第1開閉部321~第6開閉部326を有する。第1開閉部321~第6開閉部326は、コンバータ310の開閉部と同様にして、Nチャネル型のパワーMOSFETを有する。このパワーMOSFETも寄生ダイオードを有する。第1開閉部321~第6開閉部326との表記は、例えば、第1開閉部321、第2開閉部322、第3開閉部323、第4開閉部324、第5開閉部325、第6開閉部326を表す。
(Inverter)
The inverter 320 has a first opening / closing section 321 to a sixth opening / closing section 326. Each of the first opening / closing section 321 to the sixth opening / closing section 326 has an N-channel type power MOSFET similarly to the opening / closing section of the converter 310. This power MOSFET also has a parasitic diode. The notation of the first opening / closing section 321 to the sixth opening / closing section 326 is, for example, a first opening / closing section 321, a second opening / closing section 322, a third opening / closing section 323, a fourth opening / closing section 324, a fifth opening / closing section 325, and a sixth opening / closing section 325. The opening / closing unit 326 is shown.
 第1開閉部321と第2開閉部322は第3電力ライン303から第4電力ライン304へ向かって順に直列接続されている。第1開閉部321と第2開閉部322によってU相レグが構成されている。第1開閉部321と第2開閉部322との間の中点にU相バスバー331の一端が接続されている。U相バスバー331の他端がモータ400のU相ステータコイル401と接続されている。 The first switch 321 and the second switch 322 are connected in series from the third power line 303 to the fourth power line 304. The first opening / closing section 321 and the second opening / closing section 322 constitute a U-phase leg. One end of the U-phase bus bar 331 is connected to a midpoint between the first opening / closing section 321 and the second opening / closing section 322. The other end of U-phase bus bar 331 is connected to U-phase stator coil 401 of motor 400.
 第3開閉部323と第4開閉部324は第3電力ライン303から第4電力ライン304へ向かって順に直列接続されている。第3開閉部323と第4開閉部324によってV相レグが構成されている。第3開閉部323と第4開閉部324との間の中点にV相バスバー332の一端が接続されている。V相バスバー332の他端がモータ400のV相ステータコイル402と接続されている。 The third switch 323 and the fourth switch 324 are connected in series from the third power line 303 to the fourth power line 304 in order. The third opening / closing section 323 and the fourth opening / closing section 324 form a V-phase leg. One end of a V-phase bus bar 332 is connected to a middle point between the third opening / closing section 323 and the fourth opening / closing section 324. The other end of V-phase bus bar 332 is connected to V-phase stator coil 402 of motor 400.
 第5開閉部325と第6開閉部326は第3電力ライン303から第4電力ライン304へ向かって順に直列接続されている。第5開閉部325と第6開閉部326によってW相レグが構成されている。第5開閉部325と第6開閉部326との間の中点にW相バスバー333の一端が接続されている。W相バスバー333の他端がモータ400のW相ステータコイル403と接続されている。 The fifth switch 325 and the sixth switch 326 are connected in series from the third power line 303 to the fourth power line 304. The fifth opening / closing section 325 and the sixth opening / closing section 326 form a W-phase leg. One end of a W-phase bus bar 333 is connected to a middle point between the fifth opening / closing section 325 and the sixth opening / closing section 326. The other end of W-phase bus bar 333 is connected to W-phase stator coil 403 of motor 400.
 以上に示したようにインバータ320はモータ400のU相ステータコイル401~W相ステータコイル403それぞれに対応する3相のレグを有する。これら3相のレグを構成する第1開閉部321~第6開閉部326のゲート電極に、ゲートドライバ503によって増幅されたMGECU502の制御信号が入力される。U相ステータコイル401~W相ステータコイル403との表記は、例えば、U相ステータコイル401、V相ステータコイル402、W相ステータコイル403を表す。 As described above, the inverter 320 has three-phase legs corresponding to the U-phase stator coil 401 to the W-phase stator coil 403 of the motor 400, respectively. The control signal of the MGECU 502 amplified by the gate driver 503 is input to the gate electrodes of the first opening / closing section 321 to the sixth opening / closing section 326 constituting these three-phase legs. The notations U-phase stator coil 401 to W-phase stator coil 403 represent, for example, U-phase stator coil 401, V-phase stator coil 402, and W-phase stator coil 403.
 モータ400を力行する場合、MGECU502からの制御信号の出力によって第1開閉部321~第6開閉部326がPWM制御される。これによりインバータ320で3相交流が生成される。モータ400が発電(回生)する場合、MGECU502は例えば制御信号の出力を停止する。これによりモータ400の発電によって生成された交流電力が開閉部の有するダイオードを通る。この結果、交流電力が直流電力に変換される。 When the motor 400 is running, the first opening / closing section 321 to the sixth opening / closing section 326 are PWM-controlled by the output of the control signal from the MGECU 502. Thereby, three-phase alternating current is generated by inverter 320. When the motor 400 generates (regenerates) power, the MGECU 502 stops, for example, outputting a control signal. As a result, the AC power generated by the power generation of the motor 400 passes through the diode of the switching unit. As a result, AC power is converted to DC power.
 (開閉部)
 図2に基づいて開閉部を説明する。図2には、電力変換器300を構成する8つの開閉部のうちの代表として、第2開閉部322を示している。他の開閉部の構成は第2開閉部322の構成と同等である。そのためにその説明を省略する。
(Opening and closing part)
The opening / closing unit will be described based on FIG. FIG. 2 shows a second opening / closing section 322 as a representative of the eight opening / closing sections constituting power converter 300. The configuration of the other opening / closing units is the same as the configuration of the second opening / closing unit 322. Therefore, the description is omitted.
 第2開閉部322はMOSFET350を有する。MOSFET350は主としてワイドギャップ半導体で製造される。本実施形態ではMOSFET350は主としてSiCで製造される。 The second switching unit 322 has the MOSFET 350. MOSFET 350 is mainly manufactured of a wide gap semiconductor. In the present embodiment, the MOSFET 350 is mainly made of SiC.
 MOSFET350は、半導体チップに形成された数千個のトランジスタが連結されてなるパワートランジスタである。この数千個のトランジスタは、電力変換器300を流れる電流を制御する役割を果たす第1トランジスタと、流れる電流を検出する役割を果たす第2トランジスタと、に種別される。 The MOSFET 350 is a power transistor formed by connecting thousands of transistors formed on a semiconductor chip. The thousands of transistors are classified into a first transistor that plays a role in controlling the current flowing through the power converter 300 and a second transistor that plays a role in detecting the flowing current.
 第1トランジスタに流れる電流と第2トランジスタに流れる電流の比は、およそ8000対1である。そのために第2トランジスタに流れる電流の量は微量となっている。 比 The ratio of the current flowing through the first transistor to the current flowing through the second transistor is approximately 8000: 1. Therefore, the amount of current flowing through the second transistor is very small.
 MOSFET350は、ドレイン電極350a、ソース電極350b、ゲート電極350c、および、センサ電極350dを有する。これら4つの電極のうち、ドレイン電極350aとゲート電極350cが第1トランジスタと第2トランジスタで共有となっている。これに対して、ソース電極350bとセンサ電極350dが第1トランジスタと第2トランジスタで分けられている。第1トランジスタがソース電極350bを有する。第2トランジスタがセンサ電極350dを有する。このセンサ電極350dに流れる電流の量が、ソース電極350bに流れる電流に比べて微量となっている。その比が1:8000となっている。以下においてはこの比をセンサ比と示す。MGECU502はこのセンサ比を記憶している。 The MOSFET 350 has a drain electrode 350a, a source electrode 350b, a gate electrode 350c, and a sensor electrode 350d. Of these four electrodes, the drain electrode 350a and the gate electrode 350c are shared by the first transistor and the second transistor. On the other hand, the source electrode 350b and the sensor electrode 350d are divided into a first transistor and a second transistor. The first transistor has a source electrode 350b. The second transistor has a sensor electrode 350d. The amount of current flowing through the sensor electrode 350d is smaller than the amount of current flowing through the source electrode 350b. The ratio is 1: 8000. Hereinafter, this ratio is referred to as a sensor ratio. MGECU 502 stores this sensor ratio.
 図2に示すようにMOSFET350は寄生ダイオード351を有する。この寄生ダイオード351のカソード電極がドレイン電極350aに接続されている。寄生ダイオード351のアノード電極がソース電極350bに接続されている。これによって寄生ダイオード351はMOSFET350に逆並列接続されている。 MOSFET As shown in FIG. 2, the MOSFET 350 has a parasitic diode 351. The cathode electrode of the parasitic diode 351 is connected to the drain electrode 350a. The anode electrode of the parasitic diode 351 is connected to the source electrode 350b. As a result, the parasitic diode 351 is connected in anti-parallel to the MOSFET 350.
 MOSFET350のセンサ電極350dはセンサ抵抗352を介してグランドに接続されている。このためにセンサ抵抗352には、センサ電極350dからグランドに向かって微量な電流が流れる。この微量な電流は、MOSFET350のドレイン-ソース間を流れる電流(ドレイン電流)に依存する。 The sensor electrode 350d of the MOSFET 350 is connected to the ground via the sensor resistor 352. Therefore, a small amount of current flows through the sensor resistor 352 from the sensor electrode 350d to the ground. This small amount of current depends on the current flowing between the drain and source of the MOSFET 350 (drain current).
 センサ抵抗352に微量な電流が流動することによって、センサ抵抗352のセンサ電極350d側の電圧が変動する。このセンサ抵抗352のセンサ電極350d側の電圧が、MGECU502に入力される。MGECU502はセンサ抵抗352の抵抗値を記憶している。MGECU502は入力された電圧、記憶している抵抗値、および、センサ比に基づいてドレイン電流を検出する。MGECU502が制御部に相当する。センサ抵抗352がセンサに相当する。 (4) When a small amount of current flows through the sensor resistor 352, the voltage of the sensor resistor 352 on the sensor electrode 350d side changes. The voltage on the sensor electrode 350d side of the sensor resistor 352 is input to the MGECU 502. The MGECU 502 stores the resistance value of the sensor resistor 352. MGECU 502 detects the drain current based on the input voltage, the stored resistance value, and the sensor ratio. MGECU 502 corresponds to the control unit. The sensor resistance 352 corresponds to a sensor.
 (ゲートドライバ)
 図2に基づいてゲートドライバ503を説明する。図2には、ゲートドライバ503における第2開閉部322の駆動を制御する部位を示している。ゲートドライバ503の他の開閉部を制御する部位は、図2に示す部位と同等である。そのためにその説明を省略する。
(Gate driver)
The gate driver 503 will be described based on FIG. FIG. 2 shows a portion that controls the driving of the second opening / closing section 322 in the gate driver 503. The parts that control the other opening and closing parts of the gate driver 503 are the same as the parts shown in FIG. Therefore, the description is omitted.
 図2ではMGECU502を図示していないが、MGECU502とゲートドライバ503を有する制御回路を明示するための符号600を示す。制御回路600は、MGECU502とゲートドライバ503の他にセンサ抵抗352を有する。 (2) Although the MG ECU 502 is not shown in FIG. 2, a reference numeral 600 for clearly indicating a control circuit having the MG ECU 502 and the gate driver 503 is shown. The control circuit 600 has a sensor resistor 352 in addition to the MGECU 502 and the gate driver 503.
 ゲートドライバ503はMOSFET350のゲート電極350cに接続されるオン回路506とオフ回路507を有する。 The gate driver 503 has an ON circuit 506 and an OFF circuit 507 connected to the gate electrode 350c of the MOSFET 350.
 (オン回路)
 オン回路506は、制御配線540、電源541、オンスイッチ542、および、オン抵抗543を有する。電源541とMOSFET350のゲート電極350cとが制御配線540を介して接続されている。この制御配線540にオンスイッチ542とオン抵抗543が設けられている。オンスイッチ542とオン抵抗543は電源541からゲート電極350cに向かって順に直列接続されている。
(ON circuit)
The ON circuit 506 includes a control wiring 540, a power supply 541, an ON switch 542, and an ON resistance 543. The power supply 541 and the gate electrode 350c of the MOSFET 350 are connected via the control wiring 540. The control wiring 540 is provided with an on-switch 542 and an on-resistance 543. The on-switch 542 and the on-resistance 543 are connected in series in order from the power supply 541 toward the gate electrode 350c.
 オンスイッチ542はPチャネル型MOSFETである。オンスイッチ542のゲート電極にMGECU502の出力する制御信号に基づく駆動信号が入力される。これによりオンスイッチ542がオンオフ制御される。 The ON switch 542 is a P-channel MOSFET. A drive signal based on a control signal output from MGECU 502 is input to the gate electrode of on switch 542. Thus, the ON switch 542 is ON / OFF controlled.
 オンスイッチ542がオフ状態からオン状態になると、オン抵抗543によって電圧降下された電源541の電圧(電源電圧)がゲート電極350cに印加される。これによりMOSFET350はオフ状態からオン状態になる。これとは逆にオンスイッチ542がオン状態からオフ状態になると、電源電圧のゲート電極350cへの印加が停止する。これによりMOSFET350はオン状態からオフ状態に遷移しようとする。 When the ON switch 542 changes from the OFF state to the ON state, the voltage (power supply voltage) of the power supply 541 whose voltage has been dropped by the ON resistance 543 is applied to the gate electrode 350c. As a result, the MOSFET 350 changes from the off state to the on state. Conversely, when the on switch 542 changes from the on state to the off state, the application of the power supply voltage to the gate electrode 350c stops. This causes the MOSFET 350 to transition from the on state to the off state.
 (オフ回路)
 オフ回路507は、第1基準配線551、第2基準配線552、オフ抵抗553、第1オフスイッチ554、および、第2オフスイッチ555を有する。オン回路506とオフ回路507は制御配線540を共有している。
(Off circuit)
The off circuit 507 includes a first reference wiring 551, a second reference wiring 552, an off resistor 553, a first off switch 554, and a second off switch 555. The ON circuit 506 and the OFF circuit 507 share a control wiring 540.
 第1基準配線551と第2基準配線552それぞれの一端は、制御配線540におけるオン抵抗543とゲート電極350cとの間に接続されている。そして第1基準配線551と第2基準配線552それぞれの他端はグランドに接続されている。なお、第1基準配線551と第2基準配線552それぞれの他端は例えば-5Vの負電源に接続されてもよい。 One end of each of the first reference wiring 551 and the second reference wiring 552 is connected between the on-resistance 543 of the control wiring 540 and the gate electrode 350c. The other end of each of the first reference wiring 551 and the second reference wiring 552 is connected to the ground. The other end of each of the first reference wiring 551 and the second reference wiring 552 may be connected to, for example, a negative power supply of −5V.
 グランド若しくは負電源が基準電位に相当する。制御配線540と第1基準配線551が第1配線に相当する。制御配線540と第2基準配線521が第2配線に相当する。 Ground or negative power supply corresponds to the reference potential. The control wiring 540 and the first reference wiring 551 correspond to the first wiring. The control wiring 540 and the second reference wiring 521 correspond to the second wiring.
 第1基準配線551にオフ抵抗553と第1オフスイッチ554が設けられている。オフ抵抗553と第1オフスイッチ554は第1基準配線551の一端から他端に向かって順に直列接続されている。 (4) The first reference wiring 551 is provided with an off-resistance 553 and a first off switch 554. The off resistor 553 and the first off switch 554 are connected in series from one end of the first reference wiring 551 to the other end.
 第2基準配線552に第2オフスイッチ555が設けられている。第1オフスイッチ554と第2オフスイッチ555の性能と体格は同等になっている。なお第2基準配線552には、オフ抵抗553に比べて抵抗値の小さな抵抗が設けられてもよい。 2A second off switch 555 is provided on the second reference wiring 552. The performance and physique of the first off switch 554 and the second off switch 555 are equivalent. Note that the second reference wiring 552 may be provided with a resistor having a smaller resistance value than the off-resistance 553.
 第1オフスイッチ554と第2オフスイッチ555はNチャネル型MOSFETである。第1オフスイッチ554と第2オフスイッチ555のゲート電極にMGECU502の出力する制御信号に基づく駆動信号が入力される。これにより第1オフスイッチ554と第2オフスイッチ555がオンオフ制御される。 The first off switch 554 and the second off switch 555 are N-channel MOSFETs. A drive signal based on a control signal output from the MGECU 502 is input to the gate electrodes of the first off switch 554 and the second off switch 555. Accordingly, the first off switch 554 and the second off switch 555 are on / off controlled.
 第1オフスイッチ554がオフ状態からオン状態になると、オフ抵抗553を介してゲート電極350cがグランドに接続される。MOSFET350に電荷が蓄積されていた場合、その電荷がグランドに流れる。MOSFET350はオン状態からオフ状態へと遷移する。 (4) When the first off switch 554 is turned on from the off state, the gate electrode 350c is connected to the ground via the off resistance 553. When charge is accumulated in the MOSFET 350, the charge flows to the ground. MOSFET 350 transitions from the on state to the off state.
 第2オフスイッチ555がオフ状態からオン状態になると、ゲート電極350cがグランドに接続される。これによりMOSFET350は低インピーダンスでグランドに接続される。MOSFET350はオフ状態に固定される。 (4) When the second off switch 555 changes from the off state to the on state, the gate electrode 350c is connected to the ground. As a result, the MOSFET 350 is connected to the ground with low impedance. MOSFET 350 is fixed in the off state.
 (オンオフ制御)
 MGECU502によるMOSFET350のオンオフ制御を説明する。MGECU502はMOSFET350に異常が発生したか否かを、例えばセンサ抵抗352に流れる電流に基づいて検出している。MOSFET350に異常が発生していないと判断した場合、MGECU502はMOSFET350を通常制御する。MOSFET350に異常が発生していると判断した場合、MGECU502はMOSFET350を緊急制御する。
(On / off control)
The on / off control of the MOSFET 350 by the MG ECU 502 will be described. The MGECU 502 detects whether an abnormality has occurred in the MOSFET 350 based on, for example, a current flowing through the sensor resistor 352. When determining that no abnormality has occurred in the MOSFET 350, the MGECU 502 normally controls the MOSFET 350. When determining that an abnormality has occurred in the MOSFET 350, the MGECU 502 performs emergency control of the MOSFET 350.
 (通常制御)
 通常制御においてMOSFET350をオフ状態からオン状態に遷移させる場合、MGECU502はオンスイッチ542をオン状態、第1オフスイッチ554と第2オフスイッチ555をオフ状態にする。これによりMOSFET350のゲート電極350cに電源電圧が印加される。MOSFET350のゲート電極350cに電荷が蓄積される。MOSFET350の寄生容量が充電される。この結果、MOSFET350がオン状態になる。
(Normal control)
When transitioning the MOSFET 350 from the off state to the on state in the normal control, the MGECU 502 turns on the on switch 542 and turns off the first off switch 554 and the second off switch 555. As a result, a power supply voltage is applied to the gate electrode 350c of the MOSFET 350. Charge is accumulated in the gate electrode 350c of the MOSFET 350. The parasitic capacitance of MOSFET 350 is charged. As a result, the MOSFET 350 is turned on.
 通常制御においてMOSFET350をオン状態からオフ状態に遷移させる場合、MGECU502はオンスイッチ542をオフ状態、第1オフスイッチ554をオン状態、第2オフスイッチ555をオフ状態にする。これによりMOSFET350のゲート電極350cに蓄積された電荷がオフ抵抗553を介してグランドに流れる。MOSFET350がオフ状態になる。 (4) When the MOSFET 350 transitions from the ON state to the OFF state in the normal control, the MGECU 502 turns the ON switch 542 OFF, the first OFF switch 554 ON, and the second OFF switch 555 OFF. As a result, the electric charge accumulated in the gate electrode 350c of the MOSFET 350 flows to the ground via the off-resistance 553. MOSFET 350 is turned off.
 この際、ゲート電極350cに蓄積された電荷はオフ抵抗553を介してグランドに流れる。そのために電荷は緩やかにグランドに流れる。MOSFET350はオン状態からオフ状態へと緩やかに遷移する。MOSFET350のドレイン電極350aとソース電極350bとの間を流れるドレイン電流の時間変化が緩やかになる。したがって、ドレイン電流の時間変化に比例するサージ電圧の発生が抑制される。 (4) At this time, the electric charge accumulated in the gate electrode 350c flows to the ground via the off-resistance 553. As a result, the charge slowly flows to the ground. MOSFET 350 makes a gradual transition from the on state to the off state. The time change of the drain current flowing between the drain electrode 350a and the source electrode 350b of the MOSFET 350 becomes slow. Therefore, generation of a surge voltage proportional to the time change of the drain current is suppressed.
 MGECU502は、第1オフスイッチ554をオン状態にしてから所定時間経過後に第2オフスイッチ555をオン状態にする。この所定時間は、MOSFET350がオン状態からオフ状態に切り換わるのに要する時間に基づいて予め求められている。MGECU502にこの所定時間が記憶されている。 @ The MG ECU 502 turns on the second off switch 555 after a lapse of a predetermined time from turning on the first off switch 554. The predetermined time is obtained in advance based on the time required for the MOSFET 350 to switch from the on state to the off state. The predetermined time is stored in the MGECU 502.
 第2オフスイッチ555がオン状態になったことにより、MOSFET350は低インピーダンスでグランドに接続される。この際、MOSFET350にドレイン電流は流れていない。そのためにMOSFET350にサージ電圧は発生しない。 (4) Since the second off switch 555 is turned on, the MOSFET 350 is connected to the ground with low impedance. At this time, no drain current flows through MOSFET 350. Therefore, no surge voltage occurs in MOSFET 350.
 (緊急制御)
 緊急制御においてMOSFET350をオン状態からオフ状態に遷移させる場合、MGECU502はオンスイッチ542をオフ状態、第2オフスイッチ555をオン状態にする。この際、第1オフスイッチ554はオフ状態のままである。第2オフスイッチ555がオン状態になったことにより、MOSFET350のゲート電極350cに蓄積された電荷が速やかにグランドに流れる。
(Emergency control)
When transitioning the MOSFET 350 from the on state to the off state in the emergency control, the MGECU 502 turns the on switch 542 off and the second off switch 555 on. At this time, the first off switch 554 remains off. When the second off switch 555 is turned on, the electric charge accumulated in the gate electrode 350c of the MOSFET 350 quickly flows to the ground.
 この際、MOSFET350にサージ電圧が発生する。しかしながらMOSFET350は、リーク電流が少なく、サージ電圧の発生時間が短い場合、アバランシェ降伏しない性質を有する。そのためにMOSFET350は例えばIGBTと比べてアバランシェ耐量が高い性質を有する。また本実施形態のMOSFET350はSiCで製造されている。そのためにMOSFET350は高耐量ともなっている。これらのため、上記のサージ電圧の発生によるMOSFET350の損傷が抑制されている。 (4) At this time, a surge voltage is generated in the MOSFET 350. However, the MOSFET 350 has such a property that avalanche breakdown does not occur when the leakage current is small and the generation time of the surge voltage is short. Therefore, the MOSFET 350 has a higher avalanche withstand capability than, for example, an IGBT. Further, the MOSFET 350 of the present embodiment is manufactured by SiC. Therefore, the MOSFET 350 has a high withstand voltage. For this reason, the damage of the MOSFET 350 due to the generation of the surge voltage is suppressed.
 上記したようにオフ回路507はオフスイッチを2つしか有さない。そのために制御対象のMOSFET350にサージ電圧が発生する虞がある。しかしながら上記したようにMOSFET350はIGBTと比べてアバランシェ耐量が高い性質を有する。MOSFET350はSiCで製造されているために高耐量でもある。そのためにMOSFET350はサージ電圧の発生によって損傷することが抑制されている。 よ う As described above, the off circuit 507 has only two off switches. Therefore, a surge voltage may be generated in the MOSFET 350 to be controlled. However, as described above, the MOSFET 350 has a higher avalanche withstand capability than the IGBT. Since the MOSFET 350 is made of SiC, it has a high withstand capability. Therefore, the damage of the MOSFET 350 due to the generation of the surge voltage is suppressed.
 したがって、上記したようにオフ回路507の有するオフスイッチの数が2つになったとしても、MOSFET350に損傷が生じることが抑制される。オフスイッチの数の減少により、制御回路600の体格の増大が抑制される。また、オフ回路507が例えば1つのICチップで構成される場合、オフスイッチに接続される端子の数が減少する。これによっても、制御回路600の体格の増大が抑制される。 Therefore, even if the number of the off switches included in the off circuit 507 becomes two as described above, the occurrence of damage to the MOSFET 350 is suppressed. Due to the decrease in the number of off switches, an increase in the size of the control circuit 600 is suppressed. When the off circuit 507 is formed of, for example, one IC chip, the number of terminals connected to the off switch is reduced. This also suppresses an increase in the physique of the control circuit 600.
 通常制御においてMGECU502は、第1オフスイッチ554をオン状態にしてMOSFET350のゲート電極350cの電荷を引き抜いた後、第2オフスイッチ555をオン状態にする。 In the normal control, the MGECU 502 turns on the first off switch 554 to extract the electric charge of the gate electrode 350c of the MOSFET 350, and then turns on the second off switch 555.
 これによれば、ゲート電極350cはオン状態の第1オフスイッチ554とオフ抵抗553を介してグランドに接続される。これによりゲート電極350cの電荷が緩やかにグランドに引き抜かれる。MOSFET350のドレイン電流が緩やかに減少する。この後に、ゲート電極350cはオン状態の第2オフスイッチ555を介してグランドに接続される。これによりMOSFET350にサージ電圧が発生することが抑制されるとともに、ゲート電極350cが低インピーダンスでグランドに接続される。 According to this, the gate electrode 350c is connected to the ground via the first off switch 554 in the on state and the off resistor 553. As a result, the charge of the gate electrode 350c is slowly pulled out to the ground. The drain current of MOSFET 350 gradually decreases. Thereafter, the gate electrode 350c is connected to the ground via the second off switch 555 in the on state. This suppresses generation of a surge voltage in the MOSFET 350, and connects the gate electrode 350c to the ground with low impedance.
 緊急制御においてMGECU502は、第2オフスイッチ555をオン状態にする。 に お い て In the emergency control, the MGECU 502 turns the second off switch 555 on.
 この場合、ゲート電極350cの電荷は速やかにグランドに引き抜かれる。MOSFET350のドレイン電流が急激に減少する。これによりMOSFET350にサージ電圧が発生する。 (4) In this case, the charge of the gate electrode 350c is quickly pulled out to the ground. The drain current of MOSFET 350 sharply decreases. As a result, a surge voltage is generated in MOSFET 350.
 例えば通電状態の異常が、通電電流量の増大の場合、MOSFET350に生じるサージ電圧は大きくなる。しかしながらこの際に生じるサージ電圧は瞬間的なものである。そしてこれまでに説明したようにMOSFETはIGBTと比べてアバランシェ耐量が高い性質を有する。MOSFET350はSiCで製造されるために高耐量ともなっている。これらのため、MOSFET350にサージ電圧が発生したとしても、MOSFET350に損傷が生じることが抑制される。 (4) For example, when the abnormality of the energization state is an increase in the amount of energization current, the surge voltage generated in the MOSFET 350 increases. However, the surge voltage generated at this time is instantaneous. As described above, the MOSFET has a higher avalanche withstand capability than the IGBT. Since the MOSFET 350 is made of SiC, it has a high withstand capability. For this reason, even if a surge voltage occurs in the MOSFET 350, the occurrence of damage to the MOSFET 350 is suppressed.
 このような異常は幾度も起こることは想定されない。1度や数度の異常発生時の制御によってMOSFET350にサージ電圧が発生したとしても、それによってMOSFET350に損傷が生じる可能性は高くなりがたいことが想定される。 異常 Such anomalies are not expected to occur many times. Even if a surge voltage is generated in the MOSFET 350 by the control at the time of occurrence of one or several degrees of abnormality, it is assumed that the possibility of damage to the MOSFET 350 due to the surge voltage is unlikely to increase.
 MOSFET350はSiCで製造されている。そのためにMOSFET350はターンオン遅延時間とターンオフ遅延時間が短くなっている。これによりMOSFET350で生じるスイッチング損失が低減されている。 MOSFET 350 is made of SiC. Therefore, the turn-on delay time and the turn-off delay time of the MOSFET 350 are shortened. Thereby, switching loss generated in MOSFET 350 is reduced.
 (第2実施形態)
 第2実施形態を説明する。以下に示す各実施形態にかかる回路構成は上記した実施形態によるものと共通点が多い。そのため以下においては共通部分の説明を省略し、異なる部分を重点的に説明する。また以下においては上記した実施形態で示した要素と同一の要素には同一の符号を付与する。
(2nd Embodiment)
A second embodiment will be described. The circuit configuration according to each embodiment described below has many points in common with those according to the above-described embodiments. Therefore, the description of the common parts will be omitted below, and different parts will be mainly described. In the following, the same elements as those described in the above embodiment are denoted by the same reference numerals.
 第1実施形態では、通常制御において、第1オフスイッチ554を介してMOSFET350のゲート電極350cの電荷を引き抜く例を示した。これに対して本実施形態では、通常制御において、第2オフスイッチ555を介してMOSFET350のゲート電極350cの電荷を引き抜く。 In the first embodiment, an example has been described in which the charge of the gate electrode 350c of the MOSFET 350 is extracted via the first off switch 554 in the normal control. On the other hand, in the present embodiment, in the normal control, the charge of the gate electrode 350c of the MOSFET 350 is extracted via the second off switch 555.
 このゲート電極350cの電荷を引き抜く際、MOSFET350にはドレイン電流が流れている。したがって第2オフスイッチ555をオン状態にした際、MOSFET350にサージ電圧が発生する。 際 Drain current is flowing through the MOSFET 350 when the charge of the gate electrode 350c is extracted. Therefore, when the second off switch 555 is turned on, a surge voltage is generated in the MOSFET 350.
 しかしながら通常制御時においては、MOSFET350に流れるドレイン電流の電流量は、MGECU502が異常と判断するほどに過剰とはなっていない。またMOSFET350は高耐圧となっている。そのために上記のサージ電圧の発生によってMOSFET350に損傷が生じることが抑制される。 However, during normal control, the amount of drain current flowing through MOSFET 350 is not excessive enough to determine that MGECU 502 is abnormal. The MOSFET 350 has a high withstand voltage. Therefore, the occurrence of damage to MOSFET 350 due to the generation of the surge voltage is suppressed.
 第1実施形態では、緊急制御において、第2オフスイッチ555を介してMOSFET350のゲート電極350cの電荷を引き抜く例を示した。これに対して本実施形態では、緊急制御において、第1オフスイッチ554を介してMOSFET350のゲート電極350cの電荷を引き抜く。 In the first embodiment, an example has been described in which the charge of the gate electrode 350c of the MOSFET 350 is extracted through the second off switch 555 in the emergency control. On the other hand, in the present embodiment, in the emergency control, the charge of the gate electrode 350c of the MOSFET 350 is extracted via the first off switch 554.
 この場合、ゲート電極350cに蓄積された電荷は、オフ抵抗553を介してグランドに流れる。そのためにMOSFET350のオン状態からオフ状態への遷移が緩やかになる。たとえMOSFET350に大電流の流れる異常が発生していたとしても、MOSFET350を流れているドレイン電流の時間変化が急峻となることが抑制される。これによりMOSFET350にサージ電圧が発生することが抑制される。 In this case, the electric charge accumulated in the gate electrode 350c flows to the ground via the off-resistance 553. Therefore, the transition from the ON state to the OFF state of the MOSFET 350 becomes gentle. Even if an abnormality in which a large current flows through the MOSFET 350 occurs, the time change of the drain current flowing through the MOSFET 350 is prevented from becoming steep. Thus, generation of a surge voltage in MOSFET 350 is suppressed.
 なおMGECU502は、ゲート電極350cに蓄積された電荷がグランドに引き抜かれた後、第2オフスイッチ555をオン状態にする。これによりゲート電極350cが低インピーダンスでグランドに接続される。なお、第1基準配線551と第2基準配線552それぞれの他端が負電源に接続される場合、第2オフスイッチ555をオン状態にしなくともよい。 The MGECU 502 turns on the second off switch 555 after the electric charge accumulated in the gate electrode 350c is drawn to the ground. As a result, the gate electrode 350c is connected to the ground with low impedance. When the other end of each of the first reference wiring 551 and the second reference wiring 552 is connected to a negative power supply, the second off switch 555 does not need to be turned on.
 本構成においても、これまでに記載した各種形態と同等の構成要素を有するとともに同等の動作をする。そのために同等の作用効果を奏する。 This configuration also has components equivalent to those of the various embodiments described above and performs the same operations. Therefore, the same operation and effect can be obtained.
 以上、本開示の好ましい実施形態について説明したが、本開示は上記した実施形態になんら制限されることなく、本開示の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。 Although the preferred embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can be implemented in various modifications without departing from the gist of the present disclosure.
 (第1の変形例)
 電力変換器300を構成する8つの開閉部それぞれがMOSFET350を有する例を示した。しかしながら開閉部は、例えば、MOSFET350の他に、このMOSFET350に並列接続されたIGBTを有してもよい。
(First Modification)
An example has been shown in which each of the eight opening / closing sections constituting the power converter 300 has a MOSFET 350. However, the switching unit may include, for example, an IGBT connected in parallel to the MOSFET 350 in addition to the MOSFET 350.
 IGBTはMOSFET350と比べてサージ電圧に対して耐量が低くなっている。そのためにIGBTのゲート電極をグランドに接続するオフ回路は、3つのオフスイッチと、2つのオフ抵抗を有する。話を簡便とするため、以下においてはこれら3つのオフスイッチを第3オフスイッチ、第4オフスイッチ、第5オフスイッチと示す。2つのオフ抵抗を第2オフ抵抗、第3オフ抵抗と示す。第3オフ抵抗は第2オフ抵抗よりも抵抗値が高くなっている。 The IGBT has a lower withstand voltage against a surge voltage than the MOSFET 350. Therefore, an off circuit that connects the gate electrode of the IGBT to the ground has three off switches and two off resistances. For the sake of simplicity, these three off switches are hereinafter referred to as a third off switch, a fourth off switch, and a fifth off switch. The two off-resistances are referred to as a second off-resistance and a third off-resistance. The third off-resistance has a higher resistance value than the second off-resistance.
 IGBTのゲート電極とグランドとの間で、第3オフスイッチと第2オフ抵抗が直列接続されている。IGBTのゲート電極とグランドとの間で、第4オフスイッチと第3オフ抵抗が直列接続されている。IGBTのゲート電極とグランドとの間に、第5オフスイッチが設けられている。 A third off switch and a second off resistor are connected in series between the gate electrode of the IGBT and the ground. A fourth off switch and a third off resistance are connected in series between the gate electrode of the IGBT and the ground. A fifth off switch is provided between the gate electrode of the IGBT and the ground.
 通常制御時にIGBTをオフ状態にする場合、MGECU502は第3オフスイッチをオン状態にして電荷を緩やかにグランドに引き抜いた後、第5オフスイッチをオン状態にする。緊急制御時にIGBTをオフ状態にする場合、MGECU502は第4オフスイッチをオン状態にして電荷を緩やかにグランドに引き抜いた後に、第5オフスイッチをオン状態にする。以上に示した制御により、IGBTでのサージ電圧の発生が抑制されるとともに、IGBTのゲート電極が低インピーダンスでグランドに接続される。 When the IGBT is turned off during normal control, the MGECU 502 turns on the third off switch, slowly pulls the electric charge to the ground, and then turns on the fifth off switch. When the IGBT is turned off during the emergency control, the MGECU 502 turns on the fourth off switch, slowly pulls the electric charge to the ground, and then turns on the fifth off switch. By the control described above, the generation of the surge voltage in the IGBT is suppressed, and the gate electrode of the IGBT is connected to the ground with low impedance.
 開閉部が並列接続された2つのMOSFET350を有する場合、これら2つのMOSFET350それぞれのゲート電極350cに、これまでに記載したオフ回路507が個別に接続される。若しくは、2つのMOSFET350それぞれのゲート電極350cに共通の1つのオフ回路507が接続される。 In the case where the switching unit has two MOSFETs 350 connected in parallel, the off-circuit 507 described above is individually connected to the gate electrode 350c of each of the two MOSFETs 350. Alternatively, one common off circuit 507 is connected to the gate electrode 350c of each of the two MOSFETs 350.
 (その他の変形例)
 各実施形態では、制御回路600に含まれるゲートドライバの例として、電気自動車用の車載システムを構成する電力変換器300のゲートドライバ503を示した。しかしながら制御回路600に含まれるゲートドライバの適用としては特に上記例に限定されない。例えばモータと内燃機関を備えるハイブリッドシステムの電力変換器のゲートドライバに適用することができる。
(Other modifications)
In each embodiment, as an example of the gate driver included in the control circuit 600, the gate driver 503 of the power converter 300 included in the in-vehicle system for the electric vehicle has been described. However, application of the gate driver included in the control circuit 600 is not particularly limited to the above example. For example, the present invention can be applied to a gate driver of a power converter of a hybrid system including a motor and an internal combustion engine.
 各実施形態では電力変換器300が1つのコンバータ310と1つのインバータ320を有する例を示した。しかしながら、例えば図3に示すように車載システム100がモータ400を2つ有する構成の場合、電力変換器300が1つのコンバータ310と2つのインバータ320を有する構成を採用することもできる。 In each embodiment, the example in which the power converter 300 has one converter 310 and one inverter 320 has been described. However, for example, in the case where the in-vehicle system 100 has two motors 400 as shown in FIG. 3, a configuration in which the power converter 300 has one converter 310 and two inverters 320 can be adopted.
 各実施形態では制御回路600が、MGECU502、ゲートドライバ503、および、センサ抵抗352を有する例を示した。しかしながら体格の増大抑制という課題解決のためであれば、制御回路600がゲートドライバ503だけを有してもよい。 で は In each embodiment, an example has been described in which the control circuit 600 includes the MGECU 502, the gate driver 503, and the sensor resistor 352. However, the control circuit 600 may include only the gate driver 503 to solve the problem of suppressing an increase in physique.
 以上、本開示の一態様に係る制御回路の実施形態、構成、態様を例示したが、本開示に係る実施形態、構成、態様は、上述した各実施形態、各構成、各態様に限定されるものではない。例えば、異なる実施形態、構成、態様にそれぞれ開示された技術的部を適宜組み合わせて得られる実施形態、構成、態様についても本開示に係る実施形態、構成、態様の範囲に含まれる。

 
As described above, the embodiment, the configuration, and the aspect of the control circuit according to an embodiment of the present disclosure have been illustrated. Not something. For example, embodiments, configurations, and aspects obtained by appropriately combining technical portions disclosed in different embodiments, configurations, and aspects are also included in the scope of the embodiments, configurations, and aspects according to the present disclosure.

Claims (3)

  1.  ワイドギャップ半導体を備えるMOSFET(350)の駆動を制御する制御回路であって、
     前記MOSFETのゲート電極(350c)に蓄積された電荷を基準電位に引き抜くオフ回路(507)を有し、
     前記オフ回路は、
     前記ゲート電極と前記基準電位とを接続する第1配線(540,551)に設けられたオフ抵抗(553)および第1オフスイッチ(554)と、
     前記ゲート電極と前記基準電位とを接続する第2配線(540,552)に設けられた第2オフスイッチ(555)と、を有する制御回路。
    A control circuit for controlling driving of a MOSFET (350) including a wide gap semiconductor,
    An off circuit (507) for extracting electric charges accumulated in the gate electrode (350c) of the MOSFET to a reference potential;
    The off circuit,
    An off-resistance (553) and a first off-switch (554) provided on a first wiring (540, 551) connecting the gate electrode and the reference potential;
    A second off switch (555) provided on a second wiring (540, 552) connecting the gate electrode and the reference potential.
  2.  前記第1オフスイッチと前記第2オフスイッチの駆動を制御する制御部(502)と、
     前記MOSFETの通電状態を検出するセンサ(352)と、を有し、
     前記制御部は、
     前記通電状態に異常が生じていない場合、前記第1オフスイッチをオン状態にし、
     前記通電状態に異常が生じている場合、前記第2オフスイッチをオン状態にする請求項1に記載の制御回路。
    A control unit (502) that controls driving of the first off switch and the second off switch;
    A sensor (352) for detecting an energized state of the MOSFET,
    The control unit includes:
    When no abnormality occurs in the energized state, the first off switch is turned on,
    The control circuit according to claim 1, wherein when an abnormality occurs in the energization state, the second off switch is turned on.
  3.  前記第1オフスイッチと前記第2オフスイッチの駆動を制御する制御部(502)と、
     前記MOSFETの通電状態を検出するセンサ(352)と、を有し、
     前記制御部は、
     前記通電状態に異常が生じていない場合、前記第2オフスイッチをオン状態にし、
     前記通電状態に異常が生じている場合、前記第1オフスイッチをオン状態にする請求項1に記載の制御回路。

     
    A control unit (502) that controls driving of the first off switch and the second off switch;
    A sensor (352) for detecting an energized state of the MOSFET,
    The control unit includes:
    If no abnormality has occurred in the energized state, the second off switch is turned on,
    The control circuit according to claim 1, wherein the first off switch is turned on when an abnormality occurs in the energized state.

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