JP5282782B2 - スイッチング素子の駆動回路 - Google Patents
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Description
第8の構成は、電圧制御形の駆動対象スイッチング素子を駆動して且つ集積回路を備える駆動回路において、電流の流通経路における電流量を規制する流通規制要素である内側流通規制要素と、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子の充電経路における電流の流通および遮断を制御する制御手段とを前記集積回路によって形成する形成工程と、前記駆動対象スイッチング素子の使用要求に応じて前記充電経路に前記内側流通規制要素を用いるか否かを判断する判断工程と、前記判断工程によって否定判断される場合、前記集積回路の外部に外側流通規制要素を設けて且つ該外側流通規制要素における電流の流通経路を前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に接続するとともに、前記外側流通規制要素を介した電流の流通および遮断が前記制御手段によって制御されるように前記外側流通規制要素を前記集積回路に接続する外付け工程と、前記判断工程によって肯定判断される場合、前記内側流通規制要素を前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に接続する内付け工程とを有することを特徴とする。
上記発明では、充電経路に内側流通規制要素を用いるか否かを選択できるため、内側流通規制要素に過度に大きい定格電流や過度の耐熱性能等の要求が生じない。このため、集積回路を小型化することが容易となる。また、上記用いない旨選択される場合であっても、集積回路の部品を極力利用することができ、ひいては集積回路内の部品の汎用性を高めることもできる。
なお、上記「電荷」は正、負が規定されていない。このため、負の電荷の充電とは、正の電荷の放電を意味する。
第9の構成は、第8の構成において、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子への前記電荷の充電経路には、抵抗体が設けられており、前記集積回路は、前記内側流通規制要素としての内側スイッチング素子を備え、前記制御手段は、前記内側スイッチング素子の開閉制御端子に前記抵抗体の電圧降下量を規定値に制御するための信号を出力する制御手段であり、前記外付け工程は、前記内側スイッチング素子に前記外側流通規制要素としての外側スイッチング素子をダーリントン接続する工程であることを特徴とする。
上記発明では、内側スイッチング素子に外側スイッチング素子をダーリントン接続することで、外側スイッチング素子を用いる場合であっても、外側スイッチング素子を用いない場合と共通の処理(抵抗体の電圧降下量を規定値に制御するために内側スイッチング素子の開閉制御端子を操作するという処理)によって定電流制御を行うことができる。
第10の構成は、第8の構成において、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子への前記電荷の充電経路には、抵抗体が設けられており、前記形成工程は、前記内側流通規制要素としての内側スイッチング素子と、前記抵抗体の電圧降下量を規定値に制御するための信号を出力する制御手段と、前記制御手段を前記内側スイッチング素子に接続するか前記集積回路の備える外部出力端子に接続するかを切り替える切替回路と、前記集積回路の外部入力端子からの信号に基づき前記切替回路を操作することで前記切り替えを行う操作手段とを前記集積回路によって形成する工程を有することを特徴とする。
上記発明では、形成工程において集積回路に切替回路と操作手段とを形成することで、外部入力端子の信号によって、内側流通規制要素と外側流通規制要素とのいずれを用いるかに応じて集積回路に適切な処理をさせることができる。
以下、本発明にかかるパワースイッチング素子の駆動装置をハイブリッド車に適用した第1の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第3の実施形態>
以下、第3の実施形態について、先の第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第4の実施形態>
以下、第4の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第5の実施形態>
以下、第5の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<第6の実施形態>
以下、第6の実施形態について、先の第3の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
電圧降下量を規定値に制御するための抵抗体22,24は、その全てがドライブIC30に対して外付けされるものに限らない。たとえば、その一部がドライブIC30内に搭載されるものであってもよい。またたとえば、スイッチング素子Sw#のゲートを充放電する定電流を流す素子としてスイッチング素子32,42が用いられる場合か、用いられない場合に限ってドライブIC30の外に抵抗体を設けてもよい。すなわちたとえば、スイッチング素子Sw#のゲートの充放電のために定電流を流す素子としてスイッチング素子32,42が採用される場合にドライブIC30内の抵抗体と外部の抵抗体とを直列接続させ、スイッチング素子60,64が採用される場合にドライブIC30内の抵抗体のみを用いることとすればよい。逆にたとえば、スイッチング素子Sw#のゲートの充放電のために定電流を流す素子としてスイッチング素子32,42が採用される場合にドライブIC30内の抵抗体のみを用い、スイッチング素子60,64が採用される場合にドライブIC30内の抵抗体に外付けの抵抗体を並列接続すればよい。これは、スイッチング素子Sw#のゲートを充放電する定電流を流す素子としてスイッチング素子32,42を用いる場合の方がスイッチング素子60,64を用いる場合と比較して大きい抵抗値が要求されることに鑑みたものである。
定電流を流すためのスイッチング素子としては、MOS電界効果トランジスタに限らない。たとえばバイポーラトランジスタ等であってもよい。
駆動対象スイッチング素子としては、IGBTに限らない。たとえばパワーMOS電解効果トランジスタであってもよい。ここでPチャネルのものを用いる場合には、スイッチング素子をオンさせる場合に、開閉制御端子(ゲート)に負の電荷を充電し(ゲートから正の電荷を放電し)、オフさせる場合にゲートに正の電荷を充電することとなる。
上記第6の実施形態では、感温ダイオードSDが接続されているか否かに基づき内側スイッチング素子と外側スイッチング素子との切り替えを行なったがこれに限らない。たとえばセンス端子Stから出力される微小電流検出用のシャント抵抗80が接続されているか否かを利用して内側スイッチング素子と外側スイッチング素子との切り替えを行なってもよい。
・駆動対象スイッチング素子としては、車載主機に接続される電力変換回路(直流交流変換回路やコンバータ)を構成するものに限らない。たとえば高電圧バッテリ12に接続される空調用の直流交流変換回路を構成するものであってもよい。もっとも、高電圧バッテリ12を構成するものにも限らず、たとえば低電圧バッテリ14の電圧を昇圧するコンバータに接続される電動パワーステアリングシステムのインバータを構成するものであってもよい。
Claims (5)
- 電圧制御形の駆動対象スイッチング素子を駆動して且つ集積回路を備える駆動回路において、
前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に電荷を充電するための充電経路を備え、
前記充電経路には、抵抗体と、前記集積回路に対して外付けされた外側スイッチング素子とが直列接続されて設けられており、
前記集積回路には、前記外側スイッチング素子にダーリントン接続された内側スイッチング素子と、該内側スイッチング素子の開閉制御端子に前記抵抗体の電圧降下量を規定値に制御するための信号を出力する制御手段とが形成されていることを特徴とするスイッチング素子の駆動回路。 - 前記充電経路は、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に正の電荷を充電するためのものであり、
前記内側スイッチング素子の一対の端子のうちの電流の出力側の端子は、前記駆動対象スイッチング素子の一対の端子のうちの出力側の端子に接続されていることを特徴とする請求項1記載のスイッチング素子の駆動回路。 - 前記充電経路は、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に正の電荷を充電するためのものであり、
前記内側スイッチング素子の一対の端子のうちの電流の出力側の端子と前記外側スイッチング素子の一対の端子のうちの電流の出力側の端子とが接続されていることを特徴とする請求項1記載のスイッチング素子の駆動回路。 - 前記充電経路は、前記駆動対象スイッチング素子の開閉制御端子に負の電荷を充電するためのものであり、
前記内側スイッチング素子の一対の端子のうちの電流の出力側の端子と前記外側スイッチング素子の開閉制御端子とが接続されていることを特徴とする請求項1記載のスイッチング素子の駆動回路。 - 前記抵抗体は、少なくともその一部が前記集積回路に対して外付けされていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
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