JP2012100437A - Electronic device - Google Patents

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Noriyuki Takagi
教行 高木
Tsuneo Maehara
恒男 前原
Yasunari Tanimura
康成 谷村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic device capable of detecting the abnormal state of not being able to turn OFF a switching element, which is caused by the ON failure or malfunction of the switching element for ON drive.SOLUTION: When currents flow to an FET 121a for ON drive and an FET 122a for OFF drive and a difference of the flowing currents is equal to or smaller than a prescribed value, a control circuit 128 determines that an IGBT 110d is in the abnormal state. Then, the operation of a power supply circuit 120 for drive is stopped, and the supply of a voltage from the power supply circuit 120 for drive is interrupted. As a result, a gate voltage becomes lower than a threshold voltage for turning ON/OFF and the IGBT 110d is turned OFF. Thus, the abnormal state of not being able to turn OFF the IGBT 110d, which is caused by the ON failure or malfunction of the FET 121a for ON drive, can be detected, and thermal destruction of the IGBT 110a can be prevented.

Description

本発明は、スイッチング素子と、駆動回路とを備えた電子装置に関する。   The present invention relates to an electronic device including a switching element and a drive circuit.

従来、スイッチング素子と、駆動回路とを備えた電子装置として、例えば特許文献１に開示されている電力変換器がある。   Conventionally, as an electronic device including a switching element and a drive circuit, for example, there is a power converter disclosed in Patent Document 1.

この電力変換器は、ＩＧＢＴと、３つのＭＯＳＦＥＴと、制御回路とを備えている。第１のＭＯＳＦＥＴのソースは駆動回路電源に、ドレインはＩＧＢＴのゲートに、ゲートは制御回路にそれぞれ接続されている。第２及び第３のＭＯＳＦＥＴのソースはＩＧＢＴのエミッタに、ドレインはＩＧＢＴのゲートに、ゲートは制御回路にそれぞれ接続されている。   This power converter includes an IGBT, three MOSFETs, and a control circuit. The source of the first MOSFET is connected to the drive circuit power supply, the drain is connected to the gate of the IGBT, and the gate is connected to the control circuit. The sources of the second and third MOSFETs are connected to the emitter of the IGBT, the drain is connected to the gate of the IGBT, and the gate is connected to the control circuit.

制御回路は、外部から入力される駆動信号に基づいて３つのＭＯＳＦＥＴを制御してＩＧＢＴを駆動する。駆動信号がＩＧＢＴのオンを指示すると、制御回路は、第１のＭＯＳＦＥＴをオンするとともに、第２のＭＯＳＦＥＴをオフする。これにより、駆動回路電源からＩＧＢＴのゲートに電荷が充電される。その結果、ゲート電圧がオン、オフの閾値電圧より高くなり、ＩＧＢＴがオンする。   The control circuit drives the IGBT by controlling the three MOSFETs based on a drive signal input from the outside. When the drive signal instructs to turn on the IGBT, the control circuit turns on the first MOSFET and turns off the second MOSFET. As a result, charges are charged from the drive circuit power supply to the gate of the IGBT. As a result, the gate voltage becomes higher than the on / off threshold voltage, and the IGBT is turned on.

一方、駆動信号がＩＧＢＴのオフを指示すると、制御回路は、第１のＭＯＳＦＥＴをオフするとともに、第２のＭＯＳＦＥＴをオンする。これにより、ＩＧＢＴのゲートから電荷が放電される。その結果、ゲート電圧がオン、オフの閾値電圧より低くなり、ＩＧＢＴがオフする。そして、ゲート電圧が所定値以下になると、制御回路は、第３のＭＯＳＦＥＴをオンする。これにより、ＩＧＢＴのゲートから電荷がさらに放電され、ＩＧＢＴのオフ状態が保持される。   On the other hand, when the drive signal instructs to turn off the IGBT, the control circuit turns off the first MOSFET and turns on the second MOSFET. As a result, charges are discharged from the gate of the IGBT. As a result, the gate voltage becomes lower than the on / off threshold voltage, and the IGBT is turned off. Then, when the gate voltage becomes a predetermined value or less, the control circuit turns on the third MOSFET. As a result, the electric charge is further discharged from the gate of the IGBT, and the off state of the IGBT is maintained.

特許第３４３０８７８号公報Japanese Patent No. 3430878

ところで、前述した電力変換器において、第１のＭＯＳＦＥＴがオン故障や誤動作によってオンしたときに第２のＭＯＳＦＥＴがオンすると、ＩＧＢＴのゲート電圧が低下せず、ＩＧＢＴをオフできない異常状態が発生する。このとき、ＩＧＢＴのゲート電圧が、オン、オフの閾値電圧付近の所定範囲内の電圧であると、コレクタ−エミッタ間電圧、つまりオン電圧が増加し、ＩＧＢＴの発熱が増大する。このような異常状態が継続すると、ＩＧＢＴが発熱し熱破壊する可能性がある。   By the way, in the power converter described above, when the second MOSFET is turned on when the first MOSFET is turned on due to an on failure or malfunction, the gate voltage of the IGBT is not lowered, and an abnormal state in which the IGBT cannot be turned off occurs. At this time, if the gate voltage of the IGBT is a voltage within a predetermined range near the ON / OFF threshold voltage, the collector-emitter voltage, that is, the ON voltage increases, and the heat generation of the IGBT increases. If such an abnormal state continues, there is a possibility that the IGBT generates heat and is thermally destroyed.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、第１のＭＯＳＦＥＴに相当するオン駆動用スイッチング素子のオン故障や誤動作によって発生する、ＩＧＢＴに相当するスイッチング素子をオフできない異常状態を検出することができる電子装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and detects an abnormal state in which a switching element corresponding to an IGBT, which is caused by an on-failure or malfunction of an on-driving switching element corresponding to a first MOSFET, cannot be turned off. It is an object of the present invention to provide an electronic device that can be used.

そこで、本発明者らは、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、オン駆動用スイッチング素子とオフ駆動用スイッチング素子に流れる電流と、その電流の差に基づいて、スイッチング素子をオフできない異常状態を検出できることを見出し、本発明を完成するに至った。   Therefore, as a result of intensive research and trial and error to solve this problem, the present inventors have determined that the switching element is based on the current flowing through the on-drive switching element and the off-drive switching element and the difference between the currents. The present inventors have found that an abnormal state that cannot be turned off can be detected, and have completed the present invention.

すなわち、請求項１に記載の電子装置は、制御端子の電圧を制御することで駆動される第１スイッチング素子と、第１スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電するオン駆動用スイッチング素子と、第１スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで第１スイッチング素子の制御端子から電荷を放電するオフ駆動用スイッチング素子と、入力される駆動信号に基づいてオン駆動用スイッチング素子とオフ駆動用スイッチング素子を制御することで、第１スイッチング素子の制御端子の電圧を制御して第１スイッチング素子を駆動する制御回路と、を備えた電子装置において、制御回路は、オン駆動用スイッチング素子とオフ駆動用スイッチング素子に電流が流れており、かつ、流れている電流の差が所定値以下であるとき、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断することを特徴とする。   That is, the electronic device according to claim 1 is connected to the control terminal of the first switching element and the first switching element driven by controlling the voltage of the control terminal, and is turned on by turning on the first switching element. An on-drive switching element that charges the control terminal and an off-drive switching element that is connected to the control terminal of the first switching element and discharges the charge from the control terminal of the first switching element by being turned on. A control circuit for controlling the voltage of the control terminal of the first switching element to drive the first switching element by controlling the on-drive switching element and the off-drive switching element based on the drive signal In an electronic device, the control circuit has a current flowing through the on-drive switching element and the off-drive switching element. And, when the difference between the flowing current is below the predetermined value, the first switching element is characterized in that it is determined that an abnormal state.

この構成によれば、オン駆動用スイッチング素子がオン故障や誤動作によってオンしたときにオフ駆動用スイッチング素子がオンすると、ＩＧＢＴの制御端子の電圧が低下せず、ＩＧＢＴをオフできない異常状態が発生する。このとき、オン駆動用スイッチング素子からオフ駆動用スイッチング素子に電流が流れる。しかも、オン駆動用スイッチング素子に流れる電流と、オフ駆動用スイッチング素子に流れる電流は等しい。そのため、オン駆動用スイッチング素子とオフ駆動用スイッチング素子に電流が流れており、かつ、流れている電流の差が所定値以下であるとき、第１スイッチング素子が異常状態であると判断することができる。   According to this configuration, when the on-drive switching element is turned on when the on-drive switching element is turned on due to an on-failure or malfunction, the voltage at the control terminal of the IGBT does not decrease, and an abnormal state in which the IGBT cannot be turned off occurs. . At this time, a current flows from the on-drive switching element to the off-drive switching element. Moreover, the current flowing through the on-drive switching element is equal to the current flowing through the off-drive switching element. Therefore, when a current flows through the on-drive switching element and the off-drive switching element, and the difference between the flowing currents is equal to or less than a predetermined value, it can be determined that the first switching element is in an abnormal state. it can.

請求項２に記載の電子装置は、第１スイッチング素子を駆動するための電圧を供給する駆動用電源回路を有し、制御回路は、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、駆動用電源回路からの電圧の供給を遮断して第１スイッチング素子をオフすることを特徴とする。この構成によれば、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、第１スイッチング素子を駆動するための電圧を遮断することで第１スイッチング素子をオフする。そのため、第１スイッチング素子の熱破壊を防止することができる。   The electronic device according to claim 2 includes a driving power supply circuit that supplies a voltage for driving the first switching element, and the control circuit drives when the first switching element is determined to be in an abnormal state. The voltage supply from the power supply circuit is cut off and the first switching element is turned off. According to this configuration, when it is determined that the first switching element is in an abnormal state, the first switching element is turned off by cutting off the voltage for driving the first switching element. Therefore, it is possible to prevent thermal destruction of the first switching element.

請求項３に記載の電子装置は、第１スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで第１スイッチング素子の制御端子から電荷を放電するオフ保持用スイッチング素子を有し、制御回路は、第１スイッチング素子の制御端子の電圧がオン、オフの閾値電圧より低いオフ保持閾値以下になると、オフ保持用スイッチング素子を制御して第１スイッチング素子のオフ状態を保持し、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、オフ保持用スイッチング素子を制御して第１スイッチング素子をオフすることを特徴とする。この構成によれば、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、オフ保持用スイッチング素子を制御して第１スイッチング素子の制御端子から電荷を放電させることで、第１スイッチング素子をオフする。そのため、第１スイッチング素子の熱破壊を防止することができる。   The electronic device according to claim 3 includes an off-holding switching element that is connected to the control terminal of the first switching element and discharges electric charge from the control terminal of the first switching element when turned on. When the voltage at the control terminal of the first switching element becomes equal to or lower than the off-holding threshold value that is lower than the on-off threshold voltage, the off-holding switching element is controlled to hold the off state of the first switching element. When it is determined that the state is abnormal, the off-holding switching element is controlled to turn off the first switching element. According to this configuration, when it is determined that the first switching element is in an abnormal state, the first switching element is turned off by controlling the off-holding switching element and discharging the charge from the control terminal of the first switching element. To do. Therefore, it is possible to prevent thermal destruction of the first switching element.

請求項４に記載の電子装置は、第１スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで第１スイッチング素子の制御端子から電荷を放電するオフ保持用スイッチング素子と、第１スイッチング素子の制御端子の電圧をオン、オフの閾値電圧より低いオフ保持閾値以下にクランプする電圧クランプ回路と、を有し、制御回路は、第１スイッチング素子の制御端子の電圧がオフ保持閾値以下になると、オフ保持用スイッチング素子を制御して第１スイッチング素子のオフ状態を保持し、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、電圧クランプ回路を作動させて第１スイッチング素子の制御端子の電圧をオフ保持閾値以下にクランプすることを特徴とする。この構成によれば、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、電圧クランプ回路を作動させて第１スイッチング素子の制御端子の電圧をオフ保持閾値以下にする。そのため、オフ保持用スイッチング素子によって第１スイッチング素子の制御端子から電荷を放電し、第１スイッチング素子をオフすることができる。従って、第１スイッチング素子の熱破壊を防止することができる。   The electronic device according to claim 4 is connected to the control terminal of the first switching element and is turned on to discharge the charge from the control terminal of the first switching element, and the control of the first switching element. A voltage clamping circuit that clamps the terminal voltage to an off-holding threshold value that is lower than the on-off threshold voltage, and the control circuit is turned off when the voltage at the control terminal of the first switching element falls below the off-holding threshold value. When the holding switching element is controlled to hold the OFF state of the first switching element, and when it is determined that the first switching element is in an abnormal state, the voltage clamp circuit is activated to set the voltage at the control terminal of the first switching element. It is characterized by clamping below the off hold threshold. According to this configuration, when it is determined that the first switching element is in an abnormal state, the voltage clamp circuit is activated to set the voltage at the control terminal of the first switching element to be equal to or lower than the off-hold threshold. Therefore, the charge can be discharged from the control terminal of the first switching element by the off-holding switching element, and the first switching element can be turned off. Therefore, it is possible to prevent thermal destruction of the first switching element.

請求項５に記載の電子装置は、制御端子の電圧を制御することで駆動され、第１スイッチング素子に直列接続される第２スイッチング素子と、入力される駆動信号に基づいて第２スイッチング素子の制御端子の電圧を制御して第２スイッチング素子を駆動するとともに、第２スイッチング素子に異常電流が流れたとき、第２スイッチング素子をオフする駆動回路と、を有し、制御回路は、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、第１スイッチング素子をオンすることを特徴とする。この構成によれば、第１スイッチング素子が異常状態にある場合、第２スイッチング素子がオンすると、第１及び第２スイッチング素子がともにオン状態となり、第１及び第２スイッチング素子に異常電流が流れる。第２スイッチング素子に異常電流が流れると、第２駆動回路が、第２スイッチング素子をオフする。そのため、第１スイッチング素子に流れる異常電流を遮断することができる。従って、第１スイッチング素子の熱破壊を防止することができる。   The electronic device according to claim 5 is driven by controlling the voltage of the control terminal, and the second switching element connected in series to the first switching element, and the second switching element based on the input drive signal. A drive circuit for controlling the voltage of the control terminal to drive the second switching element, and for turning off the second switching element when an abnormal current flows through the second switching element. When it is determined that the switching element is in an abnormal state, the first switching element is turned on. According to this configuration, when the first switching element is in an abnormal state, when the second switching element is turned on, both the first and second switching elements are turned on, and an abnormal current flows through the first and second switching elements. . When an abnormal current flows through the second switching element, the second drive circuit turns off the second switching element. Therefore, the abnormal current flowing through the first switching element can be interrupted. Therefore, it is possible to prevent thermal destruction of the first switching element.

請求項６に記載の電子装置は、制御回路は、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、第１スイッチング素子の制御端子を、オン駆動用スイッチング素子とオフ駆動用スイッチング素子から遮断して第１スイッチング素子をオフすることを特徴とする。この構成によれば、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、第１スイッチング素子を駆動するための制御端子への電圧の供給を遮断することで、第１スイッチング素子をオフする。そのため、第１スイッチング素子の熱破壊を防止することができる。   In the electronic device according to claim 6, when the control circuit determines that the first switching element is in an abnormal state, the control terminal of the first switching element is disconnected from the on-drive switching element and the off-drive switching element. Then, the first switching element is turned off. According to this configuration, when it is determined that the first switching element is in an abnormal state, the first switching element is turned off by interrupting the supply of voltage to the control terminal for driving the first switching element. Therefore, it is possible to prevent thermal destruction of the first switching element.

請求項７に記載の電子装置は、第１スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで第１スイッチング素子の制御端子から電荷を放電する遮断用スイッチング素子を有し、制御回路は、異常を検出したとき、オフ駆動用スイッチング素子に代わって遮断用スイッチング素子を制御して第１スイッチング素子をオフし、オン駆動用スイッチング素子とオフ駆動用スイッチング素子に電流が流れており、かつ、流れている電流の差が所定値以下であり、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したときだけは、遮断用スイッチング素子でなく、オフ駆動用スイッチング素子を制御して第１スイッチング素子をオフすることを特徴とする。この構成によれば、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、遮断用スイッチング素子でなく、オフ駆動用スイッチング素子を制御して第１スイッチング素子の制御端子から電荷を放電させることで、第１スイッチング素子をオフする。そのため、第１スイッチング素子の熱破壊を防止することができる。   The electronic device according to claim 7 includes a cutoff switching element that is connected to a control terminal of the first switching element and discharges electric charge from the control terminal of the first switching element when turned on. Is detected, the cutoff switching element is controlled in place of the off-drive switching element to turn off the first switching element, and current flows through the on-drive switching element and the off-drive switching element. Only when it is determined that the difference between the currents is equal to or less than the predetermined value and the first switching element is in an abnormal state, the first switching element is turned off by controlling the switching element for off driving instead of the switching element for cutoff. It is characterized by doing. According to this configuration, when it is determined that the first switching element is in an abnormal state, the charge is discharged from the control terminal of the first switching element by controlling the switching element for off driving instead of the switching element for cutoff. The first switching element is turned off. Therefore, it is possible to prevent thermal destruction of the first switching element.

請求項８に記載の電子装置は、オン駆動用スイッチング素子は、オン駆動用抵抗を介して第１スイッチング素子の制御端子に接続され、オフ駆動用スイッチング素子は、オフ駆動用抵抗を介して第１スイッチング素子の制御端子に接続され、制御回路は、オン駆動用抵抗の電圧に基づいてオン駆動用スイッチング素子に流れる電流を検出するともに、オフ駆動用抵抗の電圧に基づいてオフ駆動用スイッチング素子に流れる電流を検出することを特徴とする。この構成によれば、電流検出用の抵抗を新たに設けることなく、オン駆動用スイッチング素子に流れる電流と、オフ駆動用スイッチング素子に流れる電流を確実に検出することができる。   The electronic device according to claim 8, wherein the on-drive switching element is connected to the control terminal of the first switching element via the on-drive resistor, and the off-drive switching element is connected to the first drive element via the off-drive resistor. The control circuit is connected to the control terminal of one switching element, and the control circuit detects a current flowing through the on-driving switching element based on the voltage of the on-driving resistor, and at the same time detects the current flowing through the off-driving resistance voltage. It is characterized in that a current flowing through the current is detected. According to this configuration, it is possible to reliably detect the current flowing through the on-drive switching element and the current flowing through the off-drive switching element without newly providing a current detection resistor.

請求項９に記載の電子装置は、制御回路は、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、異常信号を外部に出力することを特徴とする。この構成によれば、第１スイッチング素子が異常状態にあることを外部に知らせることができる。   The electronic device according to claim 9 is characterized in that the control circuit outputs an abnormal signal to the outside when it is determined that the first switching element is in an abnormal state. According to this configuration, it is possible to notify the outside that the first switching element is in an abnormal state.

なお、第１及び第２スイッチング素子は、スイッチング素子を区別するために便宜的に導入したものである。   The first and second switching elements are introduced for convenience in order to distinguish the switching elements.

第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。It is a circuit diagram of the motor control device in a 1st embodiment. 図１における制御装置の回路図である。It is a circuit diagram of the control apparatus in FIG. 第２実施形態における制御装置の回路図である。It is a circuit diagram of the control apparatus in 2nd Embodiment. 第３実施形態における制御装置の回路図である。It is a circuit diagram of the control apparatus in 3rd Embodiment.

次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る電子装置を、車両に搭載され、車両駆動用モータを制御するモータ制御装置に適用した例を示す。   Next, an embodiment is given and this invention is demonstrated in detail. In the present embodiment, an example in which the electronic device according to the present invention is applied to a motor control device that is mounted on a vehicle and controls a motor for driving the vehicle is shown.

（第１実施形態）
まず、図１を参照して第１実施形態のモータ制御装置の構成について説明する。ここで、図１は、第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。 (First embodiment)
First, the configuration of the motor control device of the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a circuit diagram of the motor control device according to the first embodiment.

図１に示すモータ制御装置１（電子装置）は、車体から絶縁された高電圧バッテリＢ１の出力する直流高電圧（例えば２８８Ｖ）を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１に供給し、車両駆動用モータＭ１を制御する装置である。モータ制御装置１は、平滑コンデンサ１０と、インバータ装置１１と、制御装置１２とを備えている。   The motor control device 1 (electronic device) shown in FIG. 1 converts a DC high voltage (for example, 288V) output from a high voltage battery B1 insulated from the vehicle body into a three-phase AC voltage and supplies it to the vehicle drive motor M1. This is a device for controlling the vehicle drive motor M1. The motor control device 1 includes a smoothing capacitor 10, an inverter device 11, and a control device 12.

平滑コンデンサ１０は、高電圧バッテリＢ１の直流高電圧を平滑化するための素子である。平滑コンデンサ１０の一端は、高電圧バッテリＢ１の正極端子に接続されている。また、他端は、高電圧バッテリＢ１の負極端子に接続されている。さらに、高電圧バッテリＢ１の負極端子は、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続されている。   The smoothing capacitor 10 is an element for smoothing the DC high voltage of the high voltage battery B1. One end of the smoothing capacitor 10 is connected to the positive terminal of the high voltage battery B1. The other end is connected to the negative terminal of the high voltage battery B1. Furthermore, the negative terminal of the high voltage battery B1 is connected to the ground for the high voltage battery insulated from the vehicle body.

インバータ装置１１は、平滑コンデンサ１０によって平滑化された直流電圧を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１に供給する装置である。インバータ装置１１は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆと、電流センス抵抗１１１ａ〜１１１ｆとを備えている。   The inverter device 11 is a device that converts the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor 10 into a three-phase AC voltage and supplies it to the vehicle drive motor M1. The inverter device 11 includes IGBTs 110a to 110f and current sense resistors 111a to 111f.

ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆは、ゲート（制御端子）の電圧を制御することで駆動され、オン、オフすることで平滑コンデンサ１０に平滑化された直流電圧を３相交流電圧に変換するためのスイッチング素子である。ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆは、コレクタ電流に比例し、コレクタ電流より小さい電流が流れる電流センス端子を備えている。ＩＧＢＴ１１０ａ（第２スイッチング素子）、１１０ｄ（第１スイッチング素子）、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆはそれぞれ直列接続されている。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃのエミッタが、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆのコレクタにそれぞれ接続されている。直列接続された３組のＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆは並列接続されている。ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃのコレクタは平滑コンデンサ１０の一端に、ＩＧＢＴ１１０ｄ〜１１０ｆのエミッタは平滑コンデンサ１０の他端にそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのゲートとエミッタは制御装置１２にそれぞれ接続されている。さらに、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄ、ＩＧＢＴ１１０ｂ、１１０ｅ及びＩＧＢＴ１１０ｃ、１１０ｆの直列接続点は、車両駆動用モータＭ１にそれぞれ接続されている。   The IGBTs 110a to 110f are switching elements that are driven by controlling the voltage of the gate (control terminal) and convert the DC voltage smoothed by the smoothing capacitor 10 by turning on and off to a three-phase AC voltage. . The IGBTs 110a to 110f include a current sense terminal through which a current that is proportional to the collector current and smaller than the collector current flows. The IGBTs 110a (second switching elements) and 110d (first switching elements), the IGBTs 110b and 110e, and the IGBTs 110c and 110f are respectively connected in series. Specifically, the emitters of the IGBTs 110a to 110c are connected to the collectors of the IGBTs 110d to 110f, respectively. Three sets of IGBTs 110a and 110d, IGBTs 110b and 110e, and IGBTs 110c and 110f connected in series are connected in parallel. The collectors of the IGBTs 110 a to 110 c are connected to one end of the smoothing capacitor 10, and the emitters of the IGBTs 110 d to 110 f are connected to the other end of the smoothing capacitor 10. The gates and emitters of the IGBTs 110a to 110f are connected to the control device 12, respectively. Further, the series connection points of the IGBTs 110a and 110d, the IGBTs 110b and 110e, and the IGBTs 110c and 110f that are connected in series are respectively connected to the vehicle drive motor M1.

電流センス抵抗１１１ａ〜１１１ｆは、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに流れる電流を電圧に変換するための素子である。具体的には、電流センス端子に流れる電流を電圧に変換する素子である。電流センス抵抗１１１ａ〜１１１ｆの一端はＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆの電流センス端子に、他端はＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのエミッタにそれぞれ接続されている。また、電流センス抵抗１１１ａ〜１１１ｆの両端は、制御装置１２にそれぞれ接続されている。   The current sense resistors 111a to 111f are elements for converting the current flowing through the IGBTs 110a to 110f into a voltage. Specifically, it is an element that converts a current flowing through a current sense terminal into a voltage. One ends of the current sense resistors 111a to 111f are connected to the current sense terminals of the IGBTs 110a to 110f, and the other ends are connected to the emitters of the IGBTs 110a to 110f, respectively. Further, both ends of the current sense resistors 111a to 111f are connected to the control device 12, respectively.

制御装置１２は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆを制御する装置である。制御装置１２は、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆのゲートとエミッタにそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆに流れる電流を検出するため、電流センス抵抗１１１ａ〜１１１ｆの両端にそれぞれ接続されている。   The control device 12 is a device that controls the IGBTs 110a to 110f. The control device 12 is connected to the gates and emitters of the IGBTs 110a to 110f, respectively. Moreover, in order to detect the electric current which flows into IGBT110a-110f, it connects to the both ends of current sense resistance 111a-111f, respectively.

次に、図２を参照して制御装置について詳細に説明する。ここで、図２は、図１における制御装置の回路図である。具体的には、１つのＩＧＢＴに対する回路部分を示す回路図である。   Next, the control device will be described in detail with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a circuit diagram of the control device in FIG. Specifically, it is a circuit diagram showing a circuit portion for one IGBT.

図２に示すように、制御装置１２は、ＩＧＢＴ１１０ｄに対して、駆動用電源回路１２０と、オン駆動用回路１２１と、オフ駆動用回路１２２と、オフ保持用回路１２３と、遮断用回路１２４と、過電流検出回路１２６と、短絡検出回路１２７と、制御回路１２８とを備えている。制御装置１２は、他のＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｆに対しても、それぞれ同様に、駆動用電源回路と、オン駆動用回路と、オフ駆動用回路と、オフ保持用回路と、遮断用回路と、過電流検出回路と、短絡検出回路と、制御回路とを備えている。   As shown in FIG. 2, the control device 12 has a driving power supply circuit 120, an on driving circuit 121, an off driving circuit 122, an off holding circuit 123, and a cutoff circuit 124, with respect to the IGBT 110 d The overcurrent detection circuit 126, the short circuit detection circuit 127, and the control circuit 128 are provided. In the same manner, the control device 12 also applies to the other IGBTs 110a to 110c, 110e, and 110f, a driving power supply circuit, an on-driving circuit, an off-driving circuit, an off-holding circuit, and a shut-off circuit. An overcurrent detection circuit, a short circuit detection circuit, and a control circuit.

駆動用電源回路１２０は、ＩＧＢＴ１１０ｄを駆動するための電圧を供給する回路である。駆動用電源回路１２０は、電源回路（図略）から供給される電圧を安定化して出力する。また、制御回路１２８から指示に基づいて動作を停止する。駆動用電源回路１２０の入力端子は、電源回路に接続されている。また、正極端子はオン駆動用回路１２１に接続されている。さらに、負極端子は車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介してＩＧＢＴ１１０ｄのエミッタに接続されている。加えて、制御端子は、制御回路１２８に接続されている。   The drive power supply circuit 120 is a circuit that supplies a voltage for driving the IGBT 110d. The driving power supply circuit 120 stabilizes and outputs the voltage supplied from the power supply circuit (not shown). Further, the operation is stopped based on an instruction from the control circuit 128. The input terminal of the driving power supply circuit 120 is connected to the power supply circuit. The positive terminal is connected to the ON drive circuit 121. Further, the negative terminal is connected to the ground for the high voltage battery insulated from the vehicle body, and is connected to the emitter of the IGBT 110d via the ground for the high voltage battery. In addition, the control terminal is connected to the control circuit 128.

オン駆動用回路１２１は、ＩＧＢＴ１１０ｄをオンするための回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに電荷を充電して、ゲート電圧をオン、オフする閾値電圧より高くし、ＩＧＢＴ１１０ｄをオンする回路である。オン駆動回路１２１は、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａ（オン駆動用スイッチング素子）と、オン駆動用抵抗１２１ｂとを備えている。   The on drive circuit 121 is a circuit for turning on the IGBT 110d. Specifically, this is a circuit that charges the gate of the IGBT 110d, sets the gate voltage higher than a threshold voltage for turning on and off, and turns on the IGBT 110d. The on drive circuit 121 includes an on drive FET 121a (on drive switching element) and an on drive resistor 121b.

オン駆動用ＦＥＴ１２１ａは、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることでＩＧＢＴのゲートに電荷を充電するスイッチング素子である。具体的には、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴである。オン駆動用ＦＥＴ１２１ａのソースは、駆動用電源回路１２０の正極端子に接続されている。また、ドレインは、オン駆動用抵抗１２１ｂを介してＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに接続されている。さらに、ゲートは、制御回路１２８に接続されている。   The on-drive FET 121a is a switching element that is driven by controlling the voltage of the gate and charges the gate of the IGBT when turned on. Specifically, it is a P-channel MOSFET. The source of the on-drive FET 121 a is connected to the positive terminal of the drive power supply circuit 120. The drain is connected to the gate of the IGBT 110d through the on-drive resistor 121b. Further, the gate is connected to the control circuit 128.

オフ駆動用回路１２２は、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフするための回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電して、ゲート電圧をオン、オフする閾値電圧より低くし、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフする回路である。オフ駆動用回路１２２は、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａ（オフ駆動用スイッチング素子）と、オフ駆動用抵抗１２２ｂとを備えている。   The off drive circuit 122 is a circuit for turning off the IGBT 110d. Specifically, this is a circuit that discharges electric charges from the gate of the IGBT 110d, lowers the gate voltage below a threshold voltage for turning on and off, and turns off the IGBT 110d. The off drive circuit 122 includes an off drive FET 122a (off drive switching element) and an off drive resistor 122b.

オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａは、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることでＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電するスイッチング素子である。具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａのソースは、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源回路１２０の負極端子とＩＧＢＴ１１０ｄのエミッタに接続されている。また、ドレインは、オフ駆動用抵抗１２２ｂを介してＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに接続されている。さらに、ゲートは、制御回路１２８に接続されている。   The off-drive FET 122a is a switching element that is driven by controlling the voltage of the gate, and discharges electric charges from the gate of the IGBT 110d when turned on. Specifically, it is an N-channel MOSFET. The source of the off drive FET 122a is connected to the ground for the high voltage battery insulated from the vehicle body, and is connected to the negative terminal of the drive power supply circuit 120 and the emitter of the IGBT 110d via the ground for the high voltage battery. The drain is connected to the gate of the IGBT 110d through the off-drive resistor 122b. Further, the gate is connected to the control circuit 128.

オフ保持用回路１２３は、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態を保持する回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧がオン、オフの閾値電圧より低いオフ保持閾値以下になると、オフ駆動用回路１２２に比べ速やかにＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電して、ゲート電圧をオン、オフする閾値電圧より低くし、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態を保持する回路である。オフ保持用回路１２３は、オフ保持用ＦＥＴ１２３ａ（オフ保持用スイッチング素子）と、ゲート抵抗１２３ｂとを備えている。   The off-holding circuit 123 is a circuit that holds the off state of the IGBT 110d. Specifically, when the gate voltage of the IGBT 110d falls below an off-holding threshold value that is lower than the on / off threshold voltage, the gate voltage is quickly turned on / off by discharging charges from the gate of the IGBT 110d more quickly than the off drive circuit 122. This is a circuit that keeps the IGBT 110d in an OFF state by lowering the threshold voltage. The off holding circuit 123 includes an off holding FET 123a (off holding switching element) and a gate resistor 123b.

オフ保持用ＦＥＴ１２３ａは、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることでＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電するスイッチング素子である。具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。オフ保持用ＦＥＴ１２３ａのソースは、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源回路１２０の負極端子とＩＧＢＴ１１０ｄのエミッタに接続されている。また、ドレインは、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに接続されている。さらに、ゲートは、ゲート抵抗１２３ｂを介して制御回路１２８に接続されている。   The off-holding FET 123a is a switching element that is driven by controlling the voltage of the gate and discharges electric charges from the gate of the IGBT 110d when turned on. Specifically, it is an N-channel MOSFET. The source of the off-holding FET 123a is connected to the ground for the high voltage battery insulated from the vehicle body, and is connected to the negative terminal of the driving power supply circuit 120 and the emitter of the IGBT 110d via the ground for the high voltage battery. The drain is connected to the gate of the IGBT 110d. Furthermore, the gate is connected to the control circuit 128 via the gate resistor 123b.

遮断用回路１２４は、異常が発生したとき、オフ駆動用回路１２２に代わってＩＧＢＴ１１０ｄをオフする回路である。具体的には、過電流や短絡等の異常が発生したとき、オフ駆動用回路１２２に比べ緩やかにＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電して、ゲート電圧をオン、オフする閾値電圧より低くし、オフ駆動用回路１２２に代わってＩＧＢＴ１１０ｄのオフする回路である。遮断用回路１２４は、遮断用ＦＥＴ１２４ａ（遮断用スイッチング素子）と、遮断用抵抗１２４ｂとを備えている。   The shut-off circuit 124 is a circuit that turns off the IGBT 110d instead of the off-drive circuit 122 when an abnormality occurs. Specifically, when an abnormality such as an overcurrent or a short circuit occurs, electric charges are discharged from the gate of the IGBT 110d more slowly than the off-driving circuit 122, and the gate voltage is made lower than the threshold voltage for turning on and off, and turned off. This is a circuit for turning off the IGBT 110d in place of the driving circuit 122. The cutoff circuit 124 includes a cutoff FET 124a (a cutoff switching element) and a cutoff resistor 124b.

遮断用ＦＥＴ１２４ａは、ゲートの電圧を制御することで駆動され、オンすることでＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電するスイッチング素子である。具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。遮断用ＦＥＴ１２４ａのソースは、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源回路１２０の負極端子とＩＧＢＴ１１０ｄのエミッタに接続されている。また、ドレインは、遮断用抵抗１２４ｂを介してＩＧＢＴのゲートに接続されている。さらに、ゲートは、制御回路１２８に接続されている。   The blocking FET 124a is a switching element that is driven by controlling the voltage of the gate and discharges electric charges from the gate of the IGBT 110d when turned on. Specifically, it is an N-channel MOSFET. The source of the blocking FET 124a is connected to the ground for the high voltage battery insulated from the vehicle body, and is connected to the negative terminal of the driving power supply circuit 120 and the emitter of the IGBT 110d via the ground for the high voltage battery. Further, the drain is connected to the gate of the IGBT through the blocking resistor 124b. Further, the gate is connected to the control circuit 128.

過電流検出回路１２６は、ＩＧＢＴ１１０ｄに過電流が流れているか否かを検出する回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄに流れる電流が過電流閾値より大きくなると、ＩＧＢ１１０ｄＴに過電流が流れていると判断する回路である。過電流検出回路１２６の入力端子は、電流センス抵抗１１１ｄの一端に接続されている。また、出力端子は、制御回路１２８に接続されている。   The overcurrent detection circuit 126 is a circuit that detects whether or not an overcurrent flows through the IGBT 110d. Specifically, the circuit determines that an overcurrent is flowing through the IGBT 110dT when the current flowing through the IGBT 110d becomes larger than the overcurrent threshold. The input terminal of the overcurrent detection circuit 126 is connected to one end of the current sense resistor 111d. The output terminal is connected to the control circuit 128.

短絡検出回路１２７は、ＩＧＢＴ１１０ｄが短絡状態にあるか否かを検出する回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄに流れる電流が、過電流閾値より大きい短絡電流閾値より大きくなると、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがともにオンした短絡状態となり、ＩＧＢＴ１１０ｄに短絡電流が流れていると判断する回路である。短絡検出回路１２７の入力端子は、電流センス抵抗１１１ｄの一端に接続されている。また、出力端子は、制御回路１２８に接続されている。   The short circuit detection circuit 127 is a circuit that detects whether or not the IGBT 110d is in a short circuit state. Specifically, when the current flowing through the IGBT 110d becomes larger than the short-circuit current threshold greater than the overcurrent threshold, both the IGBTs 110a and 110d are in a short-circuited state, and it is determined that a short-circuit current is flowing through the IGBT 110d. The input terminal of the short circuit detection circuit 127 is connected to one end of the current sense resistor 111d. The output terminal is connected to the control circuit 128.

制御回路１２８は、外部から入力される駆動信号に基づいてオン駆動用回路１２１とオフ駆動用回路１２２を制御して、ＩＧＢＴ１１０ｄを駆動するとともに、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧に基づいてオフ保持用回路１２３を制御して、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態を保持する回路である。また、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに電流が流れ、かつ、それらに流れている電流の差が所定値以下のとき、ＩＧＢＴ１１０ｄが異常状態にあると判断し、駆動用電源回路１２０の動作を停止して、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフするとともに、異常信号を外部に出力する回路でもある。ここで、所定値は、検出したオン駆動用ＦＥＴ１２１ａに流れる電流と、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに流れる電流が、検出誤差を考慮した上で等しいと判定できる値に設定されている。さらに、制御回路１２８は、ＩＧＢＴ１１０ｄに過電流が流れる、ＩＧＢＴ１１０ｄが短絡状態になる等の異常が発生したとき、オフ駆動用回路１２２に代わって遮断用回路１２４を制御して、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフする回路でもある。   The control circuit 128 controls the on-drive circuit 121 and the off-drive circuit 122 based on a drive signal input from the outside to drive the IGBT 110d, and the off-hold circuit 123 based on the gate voltage of the IGBT 110d. This is a circuit that controls and maintains the off state of the IGBT 110d. When the current flows through the on-drive FET 121a and the off-drive FET 122a and the difference between the currents flowing through them is equal to or less than a predetermined value, it is determined that the IGBT 110d is in an abnormal state, and the operation of the drive power circuit 120 This is also a circuit that turns off the IGBT 110d and outputs an abnormal signal to the outside. Here, the predetermined value is set to a value that can determine that the detected current flowing through the on-drive FET 121a and the current flowing through the off-drive FET 122a are equal in consideration of a detection error. Further, the control circuit 128 controls the cutoff circuit 124 in place of the off drive circuit 122 to turn off the IGBT 110d when an abnormality such as an overcurrent flowing in the IGBT 110d or a short circuit state of the IGBT 110d occurs. But there is.

制御回路１２８は、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａ及びオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａのゲートにそれぞれ接続されている。また、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに接続されるとともに、ゲート抵抗１２３ｂを介してオフ保持用ＦＥＴ１２３ａのゲートに接続されている。さらに、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａのドレイン及びソース、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａのドレイン及びソース、並びに、駆動用電源回路１２０の制御端子にそれぞれ接続されている。加えて、過電流検出回路１２６及び短絡検出回路１２７の出力端子、並びに、遮断用ＦＥＴ１２４ａのゲートにそれぞれ接続されている。   The control circuit 128 is connected to the gates of the on-drive FET 121a and the off-drive FET 122a, respectively. In addition, the gate of the IGBT 110d is connected to the gate of the off-holding FET 123a through the gate resistor 123b. Further, the drain and source of the on-driving FET 121a, the drain and source of the off-driving FET 122a, and the control terminal of the driving power supply circuit 120 are connected. In addition, they are connected to the output terminals of the overcurrent detection circuit 126 and the short-circuit detection circuit 127 and the gate of the blocking FET 124a, respectively.

ここで、駆動用電源回路１２０、オン駆動用ＦＥＴ１２０ａ、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａ、遮断用ＦＥＴ１２４ａ、過電流検出回路１２６、短絡検出回路１２７及び制御回路１２８は、ＩＣとして一体的に構成されている。   Here, the drive power supply circuit 120, the ON drive FET 120a, the OFF drive FET 122a, the cutoff FET 124a, the overcurrent detection circuit 126, the short circuit detection circuit 127, and the control circuit 128 are integrally configured as an IC.

次に、図１を参照してモータ制御装置の動作について説明する。車両のイグニッションスイッチ（図略）がオンすると、図１に示すモータ制御装置１が動作を開始する。高電圧バッテリＢ１の直流高電圧は、平滑コンデンサ１０によって平滑化される。制御装置１２は、外部から入力される駆動信号に基づいて、インバータ装置１１を構成するＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆを制御する。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ａ〜１１０ｆを所定周期でオン、オフする。インバータ装置１１は、平滑コンデンサ１０によって平滑化された直流高電圧を３相交流電圧に変換して車両駆動用モータＭ１に供給する。このようにして、モータ制御装置１が車両駆動用モータＭ１を制御する。   Next, the operation of the motor control device will be described with reference to FIG. When the ignition switch (not shown) of the vehicle is turned on, the motor control device 1 shown in FIG. 1 starts its operation. The DC high voltage of the high voltage battery B1 is smoothed by the smoothing capacitor 10. The control device 12 controls the IGBTs 110a to 110f constituting the inverter device 11 based on a drive signal input from the outside. Specifically, the IGBTs 110a to 110f are turned on and off at a predetermined cycle. The inverter device 11 converts the DC high voltage smoothed by the smoothing capacitor 10 into a three-phase AC voltage and supplies it to the vehicle drive motor M1. In this way, the motor control device 1 controls the vehicle drive motor M1.

次に、図２を参照してＩＧＢＴの駆動動作と、ＩＧＢＴが異常状態にあると判断した場合の動作について説明する。図２に示すように、制御回路１２８は、外部から入力される駆動信号に基づいてオン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａを制御してＩＧＢＴ１１０ｄを駆動する。   Next, with reference to FIG. 2, the driving operation of the IGBT and the operation when it is determined that the IGBT is in an abnormal state will be described. As shown in FIG. 2, the control circuit 128 drives the IGBT 110d by controlling the on-drive FET 121a and the off-drive FET 122a based on a drive signal input from the outside.

駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオンを指示すると、制御回路１２８は、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａをオンするとともに、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａをオフする。これにより、駆動用電源回路１２０からオン駆動用抵抗１２１ｂを介してＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに電荷が充電される。その結果、ゲート電圧がオン、オフする閾値電圧より高くなり、ＩＧＢＴ１１０ｄがオンする。   When the drive signal instructs to turn on the IGBT 110d, the control circuit 128 turns on the on-drive FET 121a and turns off the off-drive FET 122a. As a result, the gate of the IGBT 110d is charged from the driving power supply circuit 120 through the on-driving resistor 121b. As a result, the gate voltage becomes higher than the threshold voltage for turning on and off, and the IGBT 110d is turned on.

一方、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオフを指示すると、制御回路１２８は、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａをオフするとともに、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａをオンする。これにより、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートからオフ駆動用抵抗１２２ｂを介して電荷が放電される。その結果、ゲート電圧がオン、オフする閾値電圧より低くなり、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフする。そして、ゲート電圧がオン、オフする閾値電圧より低いオフ保持閾値以下になると、制御回路１２８は、オフ保持用ＦＥＴ１２３ａをオンする。これにより、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートからオフ保持用ＦＥＴ１２３ａを介して電荷がさらに放電され、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態が保持される。   On the other hand, when the drive signal instructs to turn off the IGBT 110d, the control circuit 128 turns off the on-drive FET 121a and turns on the off-drive FET 122a. As a result, charges are discharged from the gate of the IGBT 110d via the off-drive resistor 122b. As a result, the gate voltage becomes lower than the threshold voltage for turning on and off, and the IGBT 110d is turned off. When the gate voltage becomes equal to or lower than the off-holding threshold value that is lower than the on-off threshold voltage, the control circuit 128 turns on the off-holding FET 123a. As a result, the electric charge is further discharged from the gate of the IGBT 110d through the off-holding FET 123a, and the IGBT 110d is kept in the off state.

ところで、制御回路１２８は、オン駆動用抵抗１２１ｂの端子間電圧に基づいてオン駆動用ＦＥＴ１２１ａに流れる電流を検出する。また、オフ駆動用抵抗１２２ｂの端子間電圧に基づいてオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに流れ電流を検出する。そして、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに電流が流れ、かつ、それらに流れている電流の差が所定値以下のとき、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオン故障や誤動作によってオンしており、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が低下せず、ＩＧＢＴ１１０ｄが異常状態にあると判断する。ＩＧＢＴ１１０ｄが異常状態にあると判断すると、制御回路１２８は、駆動用電源回路１２０の動作を停止させ、駆動用電源回路１２０からの電圧の供給を遮断するとともに、異常信号を外部に出力する。その結果、ゲート電圧がオン、オフする閾値電圧より低くなり、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフする。   By the way, the control circuit 128 detects the current flowing through the on-drive FET 121a based on the voltage across the terminals of the on-drive resistor 121b. Further, the current flowing through the off-driving FET 122a is detected based on the voltage across the terminals of the off-driving resistor 122b. When the current flows through the on-drive FET 121a and the off-drive FET 122a and the difference between the currents flowing through them is equal to or less than a predetermined value, the on-drive FET 121a is turned on due to an on failure or malfunction, and the IGBT 110d It is determined that the gate voltage does not decrease and the IGBT 110d is in an abnormal state. If it is determined that the IGBT 110d is in an abnormal state, the control circuit 128 stops the operation of the driving power supply circuit 120, cuts off the supply of voltage from the driving power supply circuit 120, and outputs an abnormal signal to the outside. As a result, the gate voltage becomes lower than the threshold voltage for turning on and off, and the IGBT 110d is turned off.

また、ＩＧＢＴ１１０ｄに流れる電流が過電流閾値より大きくなると、過電流検出回路１２６は、ＩＧＢＴ１１０ｄに過電流が流れていると判断する。ＩＧＢＴ１１０ｄに流れる電流が短絡電流閾値より大きくなると、短絡検出回路１２７は、ＩＧＢＴ、１１０ａ、１１０ｄがともにオンした短絡状態にあると判断する。制御回路１２８は、ＩＧＢＴ１１０ｄに過電流が流れる、ＩＧＢＴ１１０ｄが短絡状態になる等の異常が発生したと判断すると、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに代わって遮断用ＦＥＴ１２４ａをオンする。これにより、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから遮断抵抗１２４ｂを介して電荷が放電される。その結果、ゲート電圧が、オフ駆動回路１２２に比べ緩やかにオン、オフする閾値電圧より低くなり、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフする。   Further, when the current flowing through the IGBT 110d becomes larger than the overcurrent threshold, the overcurrent detection circuit 126 determines that an overcurrent is flowing through the IGBT 110d. When the current flowing through the IGBT 110d becomes larger than the short-circuit current threshold, the short-circuit detection circuit 127 determines that both the IGBTs 110a and 110d are in a short-circuit state. When the control circuit 128 determines that an abnormality has occurred, such as an overcurrent flowing through the IGBT 110d or the IGBT 110d being short-circuited, the control circuit 128 turns on the blocking FET 124a instead of the off-driving FET 122a. As a result, electric charges are discharged from the gate of the IGBT 110d through the blocking resistor 124b. As a result, the gate voltage becomes lower than the threshold voltage at which the gate voltage is gradually turned on and off as compared with the off drive circuit 122, and the IGBT 110d is turned off.

次に、効果について説明する。第１実施形態によれば、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオン故障や誤動作によってオンしたときにオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがオンすると、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が低下せず、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフできない異常状態が発生する。このとき、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａからオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに電流が流れる。しかも、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａに流れる電流と、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに流れる電流は等しい。そのため、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに電流が流れており、かつ、流れている電流の差が所定値以下であるとき、ＩＧＢＴ１１０ｄが異常状態であると判断することができる。   Next, the effect will be described. According to the first embodiment, when the off drive FET 122a is turned on when the on drive FET 121a is turned on due to an on failure or malfunction, the gate voltage of the IGBT 110d does not decrease, and an abnormal state in which the IGBT 110d cannot be turned off occurs. At this time, a current flows from the on-drive FET 121a to the off-drive FET 122a. Moreover, the current flowing through the on-drive FET 121a is equal to the current flowing through the off-drive FET 122a. Therefore, when the current flows through the on-drive FET 121a and the off-drive FET 122a and the difference between the flowing currents is equal to or less than a predetermined value, it can be determined that the IGBT 110d is in an abnormal state.

また、第１実施形態によれば、制御回路１２８は、ＩＧＢＴ１１０ｄが異常状態にあると判断したとき、駆動用電源回路１２０の動作を停止させ、駆動用電源回路１２０からの電圧の供給を遮断する。その結果、ゲート電圧がオン、オフの閾値電圧より低くなり、ＩＧＢＴ１１０ｄがオフする。従って、ＩＧＢＴ１１０ｄの熱破壊を防止することができる。   Further, according to the first embodiment, when the control circuit 128 determines that the IGBT 110d is in an abnormal state, the control circuit 128 stops the operation of the drive power supply circuit 120 and cuts off the supply of voltage from the drive power supply circuit 120. . As a result, the gate voltage becomes lower than the ON / OFF threshold voltage, and the IGBT 110d is turned OFF. Therefore, thermal destruction of the IGBT 110d can be prevented.

さらに、第１実施形態によれば、制御回路２２８は、オン駆動用抵抗２２１ｂの端子間電圧に基づいてオン駆動用ＦＥＴ２２１ａに流れる電流を検出する。また、オフ駆動用抵抗１２２ｂの端子間電圧に基づいてオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに流れ電流を検出する。電流検出用の抵抗を新たに設けることなく、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａに流れる電流とオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに流れる電流を確実に検出することができる。   Further, according to the first embodiment, the control circuit 228 detects the current flowing through the on-drive FET 221a based on the voltage across the terminals of the on-drive resistor 221b. Further, the current flowing through the off-driving FET 122a is detected based on the voltage across the terminals of the off-driving resistor 122b. Without newly providing a current detection resistor, the current flowing through the on-drive FET 121a and the current flowing through the off-drive FET 122a can be reliably detected.

加えて、第１実施形態によれば、制御回路１２８は、ＩＧＢＴ１１０ｄが異常状態にあるとき、異常信号を外部に出力する。そのため、ＩＧＢＴ１１０ｄが異常状態にあることを外部に知らせることができる。   In addition, according to the first embodiment, the control circuit 128 outputs an abnormal signal to the outside when the IGBT 110d is in an abnormal state. Therefore, it is possible to notify the outside that the IGBT 110d is in an abnormal state.

なお、第１実施形態では、制御回路１２８は、ＩＧＢＴ１１０ｄが異常状態にあると判断したとき、駆動用電源回路１２０の動作を停止させ、駆動用電源回路１２０からの電圧の供給を遮断することでＩＧＢＴ１１０ｄをオフする例を挙げているが、これに限られるものではない。オフ保持用ＦＥＴ１２３ａを制御してＩＧＢＴ１１０ｄをオフしてもよい。この場合、オフ保持用ＦＥＴ１２３ａをオンしてＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電させことで、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフすることができる。そのため、ＩＧＢＴ１１０ｄの熱破壊を防止することができる。   In the first embodiment, when the control circuit 128 determines that the IGBT 110d is in an abnormal state, the control circuit 128 stops the operation of the drive power supply circuit 120 and cuts off the supply of voltage from the drive power supply circuit 120. Although the example which turns off IGBT110d is given, it is not restricted to this. The IGBT 110d may be turned off by controlling the off-holding FET 123a. In this case, the IGBT 110d can be turned off by turning on the off-holding FET 123a and discharging the charge from the gate of the IGBT 110d. Therefore, thermal destruction of the IGBT 110d can be prevented.

また、ＩＧＢＴ１１０ｄをオンしてもよい。図２に示すＩＧＢＴ１１０ａがオンすると、直列接続されたＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄがともにオン状態となり、ＩＧＢＴ１１０ａ、１１０ｄに短絡電流（異常電流）が流れる。ＩＧＢＴ１１０ａに短絡電流が流れると、ＩＧＢＴ１１０ａを制御する制御回路（駆動回路）が、ＩＧＢＴ１１０ｄの場合と同様に、ＩＧＢＴ１１０ａをオフする。そのため、ＩＧＢＴ１１０ｄに流れる短絡電流を遮断することができる。従って、ＩＧＢＴ１１０ｄの熱破壊を防止することができる。   Further, the IGBT 110d may be turned on. When IGBT 110a shown in FIG. 2 is turned on, both IGBTs 110a and 110d connected in series are turned on, and a short-circuit current (abnormal current) flows through IGBTs 110a and 110d. When a short-circuit current flows through the IGBT 110a, the control circuit (drive circuit) that controls the IGBT 110a turns off the IGBT 110a as in the case of the IGBT 110d. Therefore, the short circuit current flowing through the IGBT 110d can be cut off. Therefore, thermal destruction of the IGBT 110d can be prevented.

さらに、遮断用ＦＥＴ１２３ａでなく、オフ駆動ＦＥＴ１２２ａを制御してＩＧＢＴ１１０ｄをオフしてもよい。通常、異常を検出すると、制御回路１２８は、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに代わって遮断用ＦＥＴ１２３ａを制御してＩＧＢＴ１１０ｄをオフする。しかし、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに電流が流れており、かつ、流れている電流の差が所定値以下であり、ＩＧＢＴ１１０ｄが異常状態にあると判断したときだけは、遮断用ＦＥＴ１２３ａでなく、オフ駆動ＦＥＴ１２２ａを制御してＩＧＢＴ１１０ｄをオフするようにしてもよい。オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａを制御してＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電させることで、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフする。そのため、ＩＧＢＴ１１０ｄの熱破壊を防止することができる。   Further, the IGBT 110d may be turned off by controlling the off-drive FET 122a instead of the blocking FET 123a. Normally, when an abnormality is detected, the control circuit 128 controls the blocking FET 123a in place of the off driving FET 122a to turn off the IGBT 110d. However, only when the current flows through the on-drive FET 121a and the off-drive FET 122a and the difference between the flowing currents is equal to or smaller than a predetermined value and the IGBT 110d is in an abnormal state, the blocking FET 123a Alternatively, the IGBT 110d may be turned off by controlling the off drive FET 122a. The IGBT 110d is turned off by controlling the off-drive FET 122a to discharge the charge from the gate of the IGBT 110d. Therefore, thermal destruction of the IGBT 110d can be prevented.

（第２実施形態）
次に、第２実施形態のモータ制御装置について説明する。第２実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置が、ＩＧＢＴが異常状態にあると判断したときに駆動電源回路を遮断してＩＧＢＴをオフするのに対して、ＩＧＢＴのゲート電圧をオフ保持閾値以下にクランプし、オフ保持回路によってＩＧＢＴをオフするようにしたものである。第２実施形態のモータ制御装置は、制御装置を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一構成である。 (Second Embodiment)
Next, the motor control device of the second embodiment will be described. The motor control device of the second embodiment is configured such that when the motor control device of the first embodiment determines that the IGBT is in an abnormal state, the drive power supply circuit is shut off and the IGBT is turned off. The voltage is clamped below the off hold threshold, and the IGBT is turned off by the off hold circuit. The motor control device of the second embodiment has the same configuration as the motor control device of the first embodiment except for the control device.

まず、図３を参照して制御装置の構成について説明する。ここで、図３は、第２実施形態における制御装置の回路図である。ここでは、第１実施形態の制御装置との相違部分について説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。   First, the configuration of the control device will be described with reference to FIG. Here, FIG. 3 is a circuit diagram of the control device in the second embodiment. Here, a different part from the control apparatus of 1st Embodiment is demonstrated, and description is abbreviate | omitted except a required part about a common part.

図３に示すように、制御装置２２は、ＩＧＢＴ２１０ｄに対して、駆動用電源回路２２０と、オン駆動用回路２２１と、オフ駆動用回路２２２と、オフ保持用回路２２３と、遮断用回路２２４と、過電流検出回路２２６と、短絡検出回路２２７と、制御回路２２８とを備えている。さらに、電圧クランプ回路２２９を備えている。ＩＧＢＴ２１０ｄ及び電流センス抵抗２１１ｄは、第１実施形態のＩＧＢＴ１１０ｄ及び電流センス抵抗１１１ｄに相当する。駆動用電源回路２２０、オン駆動用回路２２１、オフ駆動用回路２２２、オフ保持用回路２２３、遮断用回路２２４、過電流検出回路２２６及び短絡検出回路２２７は、第１実施形態の駆動用電源回路１２０、オン駆動用回路１２１、オフ駆動用回路１２２、オフ保持用回路１２３、遮断用回路１２４、過電流検出回路１２６及び短絡検出回路１２７と同一構成である。   As shown in FIG. 3, the control device 22 has a driving power supply circuit 220, an on driving circuit 221, an off driving circuit 222, an off holding circuit 223, and a cutoff circuit 224 with respect to the IGBT 210 d. , An overcurrent detection circuit 226, a short circuit detection circuit 227, and a control circuit 228. Further, a voltage clamp circuit 229 is provided. The IGBT 210d and the current sense resistor 211d correspond to the IGBT 110d and the current sense resistor 111d of the first embodiment. The drive power supply circuit 220, the on drive circuit 221, the off drive circuit 222, the off hold circuit 223, the cutoff circuit 224, the overcurrent detection circuit 226, and the short circuit detection circuit 227 are the drive power supply circuit of the first embodiment. 120, the on-drive circuit 121, the off-drive circuit 122, the off-hold circuit 123, the cutoff circuit 124, the overcurrent detection circuit 126, and the short-circuit detection circuit 127.

電圧クランプ回路２２９は、ＩＧＢＴ２１０ｄのゲート電圧をオフ保持閾値以下にクランプする回路である。電圧クランプ回路２２９は、電圧クランプ用ＦＥＴ２２９ａと、定電圧ダイオード２２９ｂとを備えている。定電圧ダイオード２２９ｂの電圧は、オフ保持閾値以下の一定電圧となるように設定されている。電圧クランプ用ＦＥＴ２２９ａは、オンすることでＩＧＢＴ２２０ｄのゲートに定電圧ダイオード２２９ｂを接続するスイッチング素子である。具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。電圧クランプ用ＦＥＴ２２９ａのソースは、車体から絶縁された高電圧バッテリ用のグランドに接続され、高電圧バッテリ用のグランドを介して駆動用電源回路２２０の負極端子とＩＧＢＴ２１０ｄのエミッタに接続されている。また、ドレインは、定電圧ダイオード２２９ｂを介してＩＧＢＴ２２０ｄのゲートに接続されている。具体的には、定電圧ダイオード２２９ｂのアノードに接続され、定電圧ダイオード２２９ｂのカソードがＩＧＢＴ２２０ｄのゲートに接続されている。さらに、電圧クランプ用ＦＥＴ２２９ａのゲートは、制御回路２２８に接続されている。   The voltage clamp circuit 229 is a circuit that clamps the gate voltage of the IGBT 210d below the off-hold threshold. The voltage clamp circuit 229 includes a voltage clamp FET 229a and a constant voltage diode 229b. The voltage of the constant voltage diode 229b is set to be a constant voltage equal to or lower than the off-holding threshold value. The voltage clamping FET 229a is a switching element that, when turned on, connects the constant voltage diode 229b to the gate of the IGBT 220d. Specifically, it is an N-channel MOSFET. The source of the voltage clamping FET 229a is connected to the ground for the high voltage battery insulated from the vehicle body, and is connected to the negative terminal of the driving power supply circuit 220 and the emitter of the IGBT 210d via the ground for the high voltage battery. The drain is connected to the gate of the IGBT 220d through the constant voltage diode 229b. Specifically, the anode of the constant voltage diode 229b is connected, and the cathode of the constant voltage diode 229b is connected to the gate of the IGBT 220d. Further, the gate of the voltage clamping FET 229 a is connected to the control circuit 228.

次に、図３を参照してＩＧＢＴが異常状態にあると判断した場合の動作について説明する。制御回路２２８は、ＩＧＢＴ２１０ｄが異常状態にあると判断すると、電圧クランプ回路２２９を作動させてＩＧＢＴ２１０ｄのゲート電圧をオフ保持閾値以下にする。具体的には、電圧クランプ用ＦＥＴ２２９ａをオンして、ＩＧＢＴ２１０ｄのゲート電圧を定電圧ダイオード２２９ｂによって設定されたオフ保持閾値以下にする。その結果、オフ保持用ＦＥＴ２２３ａがオンしてＩＧＢＴ２１０ｄのゲートから電荷が放電され、ＩＧＢＴ２１０ｄがオフする。   Next, an operation when it is determined that the IGBT is in an abnormal state will be described with reference to FIG. When the control circuit 228 determines that the IGBT 210d is in an abnormal state, the control circuit 228 activates the voltage clamp circuit 229 so that the gate voltage of the IGBT 210d is equal to or lower than the off-hold threshold. Specifically, the voltage clamping FET 229a is turned on, and the gate voltage of the IGBT 210d is set to be equal to or lower than the off holding threshold set by the constant voltage diode 229b. As a result, the off-holding FET 223a is turned on, the electric charge is discharged from the gate of the IGBT 210d, and the IGBT 210d is turned off.

次に、効果について説明する。第２実施形態によれば、制御回路２２８は、ＩＧＢＴ２１０ｄが異常状態にあると判断したとき、電圧クランプ回路２２９を作動させてＩＧＢＴ２１０ｄのゲート電圧をオフ保持閾値以下にする。そのため、オフ保持用ＦＥＴ２２３ａによってＩＧＢＴ２１０ｄのゲートから電荷を放電し、ＩＧＢＴ２１０ｄをオフすることができる。従って、ＩＧＢＴ２１０ｄの熱破壊を防止することができる。   Next, the effect will be described. According to the second embodiment, when the control circuit 228 determines that the IGBT 210d is in an abnormal state, the control circuit 228 operates the voltage clamp circuit 229 so that the gate voltage of the IGBT 210d is equal to or lower than the off-hold threshold. Therefore, the charge can be discharged from the gate of the IGBT 210d by the off-holding FET 223a to turn off the IGBT 210d. Therefore, thermal destruction of the IGBT 210d can be prevented.

（第３実施形態）
次に、第３実施形態のモータ制御装置について説明する。第３実施形態のモータ制御装置は、第１実施形態のモータ制御装置が、ＩＧＢＴが異常状態にあると判断したときに駆動電源回路を遮断してＩＧＢＴをオフするのに対して、ＩＧＢＴのゲートをオン駆動用ＦＥＴとオフ駆動用ＦＥＴから遮断してＩＧＢＴを遮断するようにしたものである。第３実施形態のモータ制御装置は、制御装置を除いて第１実施形態のモータ制御装置と同一構成である。 (Third embodiment)
Next, the motor control apparatus of 3rd Embodiment is demonstrated. The motor control device according to the third embodiment is configured such that when the motor control device according to the first embodiment determines that the IGBT is in an abnormal state, the drive power supply circuit is shut off and the IGBT is turned off. Is cut off from the on-drive FET and the off-drive FET to block the IGBT. The motor control device of the third embodiment has the same configuration as the motor control device of the first embodiment except for the control device.

まず、図４を参照して制御装置の構成について説明する。ここで、図４は、第３実施形態における制御装置の回路図である。ここでは、第１実施形態の制御装置との相違部分について説明し、共通する部分については必要とされる箇所以外説明を省略する。   First, the configuration of the control device will be described with reference to FIG. Here, FIG. 4 is a circuit diagram of the control device according to the third embodiment. Here, a different part from the control apparatus of 1st Embodiment is demonstrated, and description is abbreviate | omitted except a required part about a common part.

図４に示すように、制御装置３２は、ＩＧＢＴ３１０ｄに対して、駆動用電源回路３２０と、オン駆動用回路３２１と、オフ駆動用回路３２２と、オフ保持用回路３２３と、遮断用回路３２４と、過電流検出回路３２６と、短絡検出回路３２７と、制御回路３２８とを備えている。さらに、ゲート遮断用ＦＥＴ３２９を備えている。ＩＧＢＴ３１０ｄ及び電流センス抵抗３１１ｄは、第１実施形態のＩＧＢＴ１１０ｄ及び電流センス抵抗１１１ｄに相当する。駆動用電源回路３２０、オン駆動用回路３２１、オフ駆動用回路３２２、オフ保持用回路３２３、遮断用回路３２４、過電流検出回路３２６及び短絡検出回路３２７は、第１実施形態の駆動用電源回路１２０、オン駆動用回路１２１、オフ駆動用回路１２２、オフ保持用回路１２３、遮断用回路１２４、過電流検出回路１２６及び短絡検出回路１２７と同一構成である。   As shown in FIG. 4, the control device 32 has a drive power supply circuit 320, an on drive circuit 321, an off drive circuit 322, an off hold circuit 323, and a cutoff circuit 324 with respect to the IGBT 310 d. The overcurrent detection circuit 326, the short circuit detection circuit 327, and the control circuit 328 are provided. Furthermore, a gate blocking FET 329 is provided. The IGBT 310d and the current sense resistor 311d correspond to the IGBT 110d and the current sense resistor 111d of the first embodiment. The drive power supply circuit 320, the on drive circuit 321, the off drive circuit 322, the off hold circuit 323, the cutoff circuit 324, the overcurrent detection circuit 326, and the short circuit detection circuit 327 are the drive power supply circuit of the first embodiment. 120, the on-drive circuit 121, the off-drive circuit 122, the off-hold circuit 123, the cutoff circuit 124, the overcurrent detection circuit 126, and the short-circuit detection circuit 127.

ゲート遮断用ＦＥＴ３２９は、ＩＧＢＴ３１０ｄのゲートをオン駆動用ＦＥＴ３２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ３２２ａから遮断するスイッチング素子である。具体的には、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。ゲート遮断用ＦＥＴ３２９のソースは、ＩＧＢＴ３１０ｄのゲートに接続されている。また、ドレインは、オン駆動用抵抗３２１ｂを介してオン駆動用ＦＥＴ３２１ａに接続されるとともに、オフ駆動用抵抗３２２ｂを介してオフ駆動用ＦＥＴ３２２ａに接続されている。さらに、ゲートは、制御回路３２８に接続されている。   The gate blocking FET 329 is a switching element that blocks the gate of the IGBT 310d from the on driving FET 321a and the off driving FET 322a. Specifically, it is an N-channel MOSFET. The source of the gate blocking FET 329 is connected to the gate of the IGBT 310d. The drain is connected to the on-drive FET 321a via the on-drive resistor 321b, and is connected to the off-drive FET 322a via the off-drive resistor 322b. Further, the gate is connected to the control circuit 328.

次に、図４を参照してＩＧＢＴが異常状態にあると判断した場合の動作について説明する。制御回路３２８は、ＩＧＢＴ３１０ｄが異常状態にあると判断すると、ゲート遮断用ＦＥＴ３２９をオフして、ＩＧＢＴ３１０ｄのゲートを、オン駆動用ＦＥＴ３２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ３２２ａから遮断する。その結果、ＩＧＢＴ３１０ｄを駆動するためのゲートへの電圧の供給が遮断され、ＩＧＢＴ３１０ｄがオフする。   Next, an operation when it is determined that the IGBT is in an abnormal state will be described with reference to FIG. When determining that the IGBT 310d is in an abnormal state, the control circuit 328 turns off the gate blocking FET 329 and blocks the gate of the IGBT 310d from the on driving FET 321a and the off driving FET 322a. As a result, the supply of voltage to the gate for driving the IGBT 310d is cut off, and the IGBT 310d is turned off.

次に、効果について説明する。第３実施形態によれば、制御回路３２８は、ＩＧＢＴ３１０ｄが異常状態にあると判断したとき、ＩＧＢＴ３１０ｄのゲートをオン駆動用ＦＥＴ３２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ３２２ａから遮断する。そのため、ＩＧＢＴ３１０ｄを駆動するためのゲートへの電圧の供給が遮断され、ＩＧＢＴ３１０ｄがオフする。従って、ＩＧＢＴ３１０ｄの熱破壊を防止することができる。   Next, the effect will be described. According to the third embodiment, when the control circuit 328 determines that the IGBT 310d is in an abnormal state, the control circuit 328 blocks the gate of the IGBT 310d from the on-drive FET 321a and the off-drive FET 322a. Therefore, the supply of voltage to the gate for driving IGBT 310d is interrupted, and IGBT 310d is turned off. Therefore, thermal destruction of the IGBT 310d can be prevented.

１・・・モータ制御装置（電子装置）、１０・・・平滑コンデンサ、１１・・・インバータ装置、１１０ａ・・・ＩＧＢＴ（第２スイッチング素子）、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｆ・・・ＩＧＢＴ、１１０ｄ・・・ＩＧＢＴ（第１スイッチング素子）、１１１ａ〜１１１ｆ・・・電流センス抵抗、１２、２２、３２・・・制御装置、１２０、２２０、３２０・・・駆動用電源回路、１２１、２２１、３２１・・・オン駆動用回路、１２１ａ、２２１ａ、３２１ａ・・・オン駆動用ＦＥＴ（オン駆動用スイッチング素子）、１２１ｂ、２２１ｂ、３２１ｂ・・・オン駆動用抵抗、１２２、２２２、３２２・・・オフ駆動用回路、１２２ａ、２２２ａ、３２２ａ・・・オフ駆動用ＦＥＴ（オフ駆動用スイッチング素子）、１２２ｂ、２２２ｂ、３２２ｂ・・・オフ駆動用抵抗、１２３、２２３、３２３・・・オフ保持用回路、１２３ａ、２２３ａ、３２３ａ・・・オフ保持用ＦＥＴ（オフ保持用スイッチング素子）、１２３ｂ、２２３ｂ、３２３ｂ・・・ゲート抵抗、１２４、２２４、３２４・・・遮断用回路、１２４ａ、２２４ａ、３２４ａ・・・遮断用ＦＥＴ（遮断用スイッチング素子）、１２４ｂ、２２４ｂ、３２４ｂ・・・遮断用抵抗、１２６、２２６、３２６・・・過電流検出回路、１２７、２２７、３２７・・・短絡検出回路、１２８、２２８、３２８・・・制御回路、２２９・・・電圧クランプ回路、２２９ａ・・・電圧クランプ用ＦＥＴ、２２９ｂ・・・定電圧ダイオード、３２９・・・ゲート遮断用ＦＥＴ、Ｂ１・・・高電圧バッテリ、Ｍ１・・・車両駆動用モータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Motor control apparatus (electronic device), 10 ... Smoothing capacitor, 11 ... Inverter apparatus, 110a ... IGBT (2nd switching element), 110b, 110c, 110e, 110f ... IGBT, 110d ... IGBT (first switching element), 111a to 111f ... current sense resistor, 12, 22, 32 ... control device, 120, 220, 320 ... drive power supply circuit, 121, 221, 321... ON drive circuit, 121a, 221a, 321a... ON drive FET (ON drive switching element), 121b, 221b, 321b... ON drive resistance, 122, 222, 322. OFF driving circuit, 122a, 222a, 322a, ... OFF driving FET (OFF driving switching element), 122b, 22b, 322b... OFF driving resistance, 123, 223, 323... OFF holding circuit, 123a, 223a, 323a... OFF holding FET (OFF holding switching element), 123b, 223b, 323b. ..Gate resistance, 124, 224, 324... Blocking circuit, 124a, 224a, 324a... Blocking FET (blocking switching element), 124b, 224b, 324b. 326 ... overcurrent detection circuit, 127, 227, 327 ... short circuit detection circuit, 128, 228, 328 ... control circuit, 229 ... voltage clamp circuit, 229a ... voltage clamp FET, 229b... Constant voltage diode, 329... Gate cutoff FET, B1... High voltage battery, M1. Rotating motor

Claims (9)

制御端子の電圧を制御することで駆動される第１スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで前記第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電するオン駆動用スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで前記第１スイッチング素子の制御端子から電荷を放電するオフ駆動用スイッチング素子と、
入力される駆動信号に基づいて前記オン駆動用スイッチング素子と前記オフ駆動用スイッチング素子を制御することで、前記第１スイッチング素子の制御端子の電圧を制御して前記第１スイッチング素子を駆動する制御回路と、
を備えた電子装置において、
前記制御回路は、前記オン駆動用スイッチング素子と前記オフ駆動用スイッチング素子に電流が流れており、かつ、流れている電流の差が所定値以下であるとき、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断することを特徴とする電子装置。 A first switching element driven by controlling the voltage of the control terminal;
An on-drive switching element that is connected to the control terminal of the first switching element and charges the control terminal of the first switching element by being turned on;
An off-drive switching element that is connected to the control terminal of the first switching element and discharges electric charge from the control terminal of the first switching element by being turned on;
Control for driving the first switching element by controlling the voltage of the control terminal of the first switching element by controlling the on-driving switching element and the off-driving switching element based on the input driving signal. Circuit,
In an electronic device comprising:
In the control circuit, when the current flows through the on-drive switching element and the off-drive switching element, and the difference between the flowing currents is a predetermined value or less, the first switching element is in an abnormal state. An electronic device characterized in that 前記第１スイッチング素子を駆動するための電圧を供給する駆動用電源回路を有し、
前記制御回路は、前記第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、前記駆動用電源回路からの電圧の供給を遮断して前記第１スイッチング素子をオフすることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。 A driving power supply circuit for supplying a voltage for driving the first switching element;
2. The control circuit according to claim 1, wherein when the first switching element is determined to be in an abnormal state, the control circuit cuts off the supply of voltage from the driving power supply circuit and turns off the first switching element. An electronic device according to 1. 前記第１スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで前記第１スイッチング素子の制御端子から電荷を放電するオフ保持用スイッチング素子を有し、
前記制御回路は、前記第１スイッチング素子の制御端子の電圧がオン、オフの閾値電圧より低いオフ保持閾値以下になると、前記オフ保持用スイッチング素子を制御して前記第１スイッチング素子のオフ状態を保持し、前記第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、前記オフ保持用スイッチング素子を制御して前記第１スイッチング素子をオフすることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。 An off-holding switching element that is connected to the control terminal of the first switching element and discharges electric charge from the control terminal of the first switching element by being turned on;
The control circuit controls the off-holding switching element to change the off state of the first switching element when a voltage at a control terminal of the first switching element is equal to or lower than an off-holding threshold lower than an on / off threshold voltage. 2. The electronic device according to claim 1, wherein when the first switching element is held and when it is determined that the first switching element is in an abnormal state, the first switching element is turned off by controlling the off-holding switching element. 前記第１スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで前記第１スイッチング素子の制御端子から電荷を放電するオフ保持用スイッチング素子と、
前記第１スイッチング素子の制御端子の電圧をオン、オフの閾値電圧より低いオフ保持閾値以下にクランプする電圧クランプ回路と、
を有し、
前記制御回路は、前記第１スイッチング素子の制御端子の電圧がオフ保持閾値以下になると、前記オフ保持用スイッチング素子を制御して前記第１スイッチング素子のオフ状態を保持し、前記第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、前記電圧クランプ回路を作動させて前記第１スイッチング素子の制御端子の電圧をオフ保持閾値以下にクランプすることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。 An off-holding switching element that is connected to the control terminal of the first switching element and discharges the charge from the control terminal of the first switching element by being turned on;
A voltage clamping circuit that clamps a voltage of a control terminal of the first switching element to an off holding threshold value lower than an on / off threshold voltage;
Have
When the voltage at the control terminal of the first switching element is equal to or lower than an off-holding threshold, the control circuit controls the off-holding switching element to hold the off state of the first switching element. 2. The electronic device according to claim 1, wherein when it is determined that the voltage is in an abnormal state, the voltage clamp circuit is operated to clamp the voltage at the control terminal of the first switching element to be equal to or lower than an off-hold threshold value. 制御端子の電圧を制御することで駆動され、前記第１スイッチング素子に直列接続される第２スイッチング素子と、
入力される駆動信号に基づいて前記第２スイッチング素子の制御端子の電圧を制御して前記第２スイッチング素子を駆動するとともに、前記第２スイッチング素子に異常電流が流れたとき、前記第２スイッチング素子をオフする駆動回路と、
を有し、
前記制御回路は、前記第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、前記第１スイッチング素子をオンすることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。 A second switching element driven by controlling the voltage of the control terminal and connected in series to the first switching element;
The second switching element is driven when the second switching element is driven by controlling the voltage of the control terminal of the second switching element based on the input drive signal, and when the abnormal current flows through the second switching element. A drive circuit for turning off,
Have
The electronic device according to claim 1, wherein the control circuit turns on the first switching element when it is determined that the first switching element is in an abnormal state. 前記制御回路は、前記第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、前記第１スイッチング素子の制御端子を、前記オン駆動用スイッチング素子と前記オフ駆動用スイッチング素子から遮断して前記第１スイッチング素子をオフすることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。   When the control circuit determines that the first switching element is in an abnormal state, the control circuit cuts off the control terminal of the first switching element from the on-drive switching element and the off-drive switching element. The electronic device according to claim 1, wherein the switching element is turned off. 前記第１スイッチング素子の制御端子に接続され、オンすることで前記第１スイッチング素子の制御端子から電荷を放電する遮断用スイッチング素子を有し、
前記制御回路は、異常を検出したとき、前記オフ駆動用スイッチング素子に代わって前記遮断用スイッチング素子を制御して前記第１スイッチング素子をオフし、前記オン駆動用スイッチング素子と前記オフ駆動用スイッチング素子に電流が流れており、かつ、流れている電流の差が所定値以下であり、前記第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したときだけは、前記遮断用スイッチング素子でなく、前記オフ駆動用スイッチング素子を制御して前記第１スイッチング素子をオフすることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。 A cutoff switching element that is connected to the control terminal of the first switching element and discharges electric charge from the control terminal of the first switching element by being turned on;
When detecting an abnormality, the control circuit controls the cutoff switching element instead of the off-drive switching element to turn off the first switching element, and the on-drive switching element and the off-drive switching Only when it is determined that the current is flowing through the element and the difference between the flowing currents is less than a predetermined value and the first switching element is in an abnormal state, the off-switching element is not the off-switching element. The electronic device according to claim 1, wherein the first switching element is turned off by controlling a driving switching element. 前記オン駆動用スイッチング素子は、オン駆動用抵抗を介して前記第１スイッチング素子の制御端子に接続され、
前記オフ駆動用スイッチング素子は、オフ駆動用抵抗を介して前記第１スイッチング素子の制御端子に接続され、
前記制御回路は、前記オン駆動用抵抗の電圧に基づいて前記オン駆動用スイッチング素子に流れる電流を検出するともに、前記オフ駆動用抵抗の電圧に基づいて前記オフ駆動用スイッチング素子に流れる電流を検出することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電子装置。 The on-drive switching element is connected to a control terminal of the first switching element via an on-drive resistor,
The off-drive switching element is connected to a control terminal of the first switching element via an off-drive resistor,
The control circuit detects a current flowing through the on-drive switching element based on the voltage of the on-drive resistance, and detects a current flowing through the off-drive switching element based on the voltage of the off-drive resistance. The electronic device according to claim 1, wherein the electronic device is an electronic device. 前記制御回路は、前記第１スイッチング素子が異常状態にあると判断したとき、異常信号を外部に出力することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電子装置。   The electronic device according to claim 1, wherein the control circuit outputs an abnormal signal to the outside when it is determined that the first switching element is in an abnormal state.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015208210A (en) * 2014-04-18 2015-11-19 台達電子企業管理（上海）有限公司 Converter and voltage clamp circuit thereof
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