JP2013198202A5 - - Google Patents

Description

実施形態のインバータ装置によれば、直流電源とインバータ回路との間に接続されるスイッチ回路を、２つのＮチャネル型半導体スイッチング素子を逆方向に直列接続して構成し、制御回路は、インバータ回路のスイッチングを制御する制御信号を出力し、動作条件が成立すると制御信号の出力を停止してインバータ回路を構成するスイッチング素子を全てオフさせ、且つスイッチ回路をオフする保護動作を行う。そして、その保護動作においては、インバータ回路に対する制御信号の出力を停止した後にスイッチ回路をオフし、Ｎチャネル型半導体スイッチング素子のドレイン−ソース間電圧及びドレイン電流の変化を緩慢にする。

また、実施形態によれば、パワーステアリング装置は、車両のステアリングの操舵力を補助する補助操舵力を発生させるモータと、このモータを制御する請求項１から５の何れか一項に記載のインバータ装置とを備える。

図１は、スイッチ駆動回路３８の内部構成を示す図１１相当図である。図１１に示す駆動回路８では、その回路グランドはインバータ回路１の負側直流母線に直接接続されていたが、本実施形態のスイッチ駆動回路３８では、両者の間に順方向のダイオード４４（電流阻止用ダイオード）が挿入されている。これにより、バッテリ４が逆極性で接続された場合でも、スイッチ駆動回路３８を介してスイッチ回路５に過電流が流れることが防止される。

したがって、図３（ｃ），（ｅ），（ｆ）に示すように、インバータ回路１を構成するパワーＭＯＳＦＥＴ２Ｕ〜２Ｚが全てオフされる時点Ａから、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ６ａのゲート電位が閾値電圧を下回りオフされる時点Ｂはより後のタイミングとなり、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ６ｂのゲート電位が閾値電圧を下回りオフされる時点Ｃは、時点Ｂより後のタイミングとなる。図４は図１２相当図であり、ＭＯＳＦＥＴ６ａ，６ｂの何れについても安全動作領域内で動作するようになっている。

したがって、大電力用のリレーと比較して小形に構成できるスイッチ回路５を用いることができ、パワーステアリング装置１００の小型化を図ることができる。そして、バッテリ４が逆極性に接続された場合でも、ＦＥＴ６ａの寄生ダイオードとスイッチ駆動回路３８内の保護ダイオード１４により逆電流が流れることを阻止してインバータ回路１やモータ３を保護し、短絡故障を防止することができる。

Claims (6)

1. 直流電源とインバータ回路との間を電気的に開閉するように、２つのＮチャネル型半導体スイッチング素子を逆方向に直列接続して構成されるスイッチ回路と、
   前記インバータ回路のスイッチングを制御する制御信号を出力し、動作条件が成立すると、前記制御信号の出力を停止して前記インバータ回路を構成するスイッチング素子を全てオフさせ、且つ前記スイッチ回路をオフする保護動作を行う制御回路とを備え、
   前記保護動作において、前記制御信号の出力を停止した後に、前記スイッチ回路をオフし、前記Ｎチャネル型半導体スイッチング素子のドレイン−ソース間電圧及びドレイン電流の変化を緩慢にすることを特徴とするインバータ装置。
2. 前記スイッチ回路にオンオフ制御信号を出力するため、前記制御回路と前記スイッチ回路との間に接続されるスイッチ駆動回路と、
   このスイッチ駆動回路と前記スイッチ回路との間に接続され、前記スイッチ回路をオンする場合の信号経路にダイオードを備え、前記スイッチ回路をオンする場合の信号経路の抵抗値よりも、前記スイッチ回路をオフする場合の信号経路の抵抗値を大きくして、前記スイッチ回路のオフタイミングを遅延させる抵抗値切り替え手段とを備えることを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
3. 前記保護動作を行う際は、前記制御回路が、前記制御信号の出力を停止した後に、前記オンオフ制御信号を出力して前記スイッチ回路をオフすることを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。
4. 前記スイッチ回路を構成する２つのＮチャネル型半導体スイッチング素子に対してそれぞれ独立にオンオフ制御信号を出力するため、前記制御回路と前記スイッチ回路との間に接続される２つのスイッチ駆動回路を備え、
   前記制御回路は、前記２つのＮチャネル型半導体スイッチング素子のうち、寄生ダイオードのカソードが電源側となる素子を先にオフさせ、寄生ダイオードのアノードが電源側となる素子を後にオフさせることを特徴とする請求項３記載のインバータ装置。
5. 前記スイッチ回路を構成する２つのＮチャネル型半導体スイッチング素子のうち、寄生ダイオードのアノードが電源側となる素子のオフ時間を調整する抵抗値を、寄生ダイオードのカソードが電源側となる素子のオフ時間を調整する抵抗値よりも大きくし、
   前記制御回路は、前記寄生ダイオードのカソードが電源側となる素子を先にオフさせ、寄生ダイオードのアノードが電源側となる素子を後にオフさせることで、サージ電圧を電源側に吸収させる経路を確保しながら前記スイッチ回路をオフさせることを特徴とする請求項１から３の何れかに一項に記載のインバータ装置。
6. 車両のステアリングの操舵力を補助する補助操舵力を発生させるモータと、
   このモータを制御する請求項１から５の何れかに一項に記載のインバータ装置とを備えることを特徴とするパワーステアリング装置。