JP5447983B2 - 電子装置 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

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。

特許第３４３０８７８号公報

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。

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。

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に流れる電流と、その電流が流れている時間に基づいて、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。

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、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がともにオンした場合にオン駆動用スイッチング素子に流れる電流値以下の値に設定されている所定閾値を有し、制御回路は、オン駆動用スイッチング素子に所定閾値以上の電流が所定時間以上流れているとき、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。

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。オン駆動用スイッチング素子には、正常時には流れることがない、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がともにオンした場合に流れる電流と等しい電流が所定時間以上流れる。所定閾値は、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がともにオンした場合に流れる電流値以下の値に設定されている。そのため、オン駆動用スイッチング素子に所定閾値以上の電流が所定時間以上流れているとき、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ができる。

請求項２に記載の電子装置は、所定時間は、オン駆動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に電荷を充電するために必要とされる時間よりも長い時間に設定されていることを特徴とする。この構成によれば、オン駆動用スイッチング素子がオンすると、オン駆動用スイッチング素子には、第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電するために必要とされる時間だけ電流が流れ、それ以降、電流は流れない。しかし、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、第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電するために必要とされる時間を経過しても電流が流れ続ける。そのため、所定時間を、第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電するために必要とされる時間よりも長い時間に設定することで、第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電する際に流れる電流による誤判断を防止することができる。

請求項３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。

請求項４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。

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、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、オン駆動用スイッチング素子に所定閾値以上の電流が所定時間以上流れているとき、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断し、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。

請求項６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、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、オン駆動用スイッチング素子に所定閾値以上の電流が所定時間以上流れているとき、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断し、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。

請求項７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、オン駆動用スイッチング素子に所定閾値以上の電流が所定時間以上流れているとき、第１スイッチング素子が異常状態にあると判断し、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、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。

請求項８に記載の電子装置は、所定閾値は、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がともにオンした場合にオン駆動用スイッチング素子に流れる電流値以下の値に設定されていることを特徴とする。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、オン駆動用スイッチング素子には、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がともにオンした場合に流れる電流と等しい電流が流れる。そのため、所定閾値を、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がともオンした場合に、オン駆動用スイッチング素子に流れる電流値以下の値に設定することで、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ことを確実に判断することができる。

請求項９に記載の電子装置は、所定時間は、オン駆動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に電荷を充電するために必要とされる時間よりも長い時間に設定されていることを特徴とする。この構成によれば、オン駆動用スイッチング素子がオンすると、オン駆動用スイッチング素子には、第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電するために必要とされる時間だけ電流が流れ、それ以降、電流は流れない。しかし、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、第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電するために必要とされる時間を経過しても電流が流れ続ける。そのため、所定時間を、第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電するために必要とされる時間よりも長い時間に設定することで、第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電する際に流れる電流による誤判断を防止することができる。

請求項１０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。
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。

第１実施形態におけるモータ制御装置の回路図である。 図１における制御装置の回路図である。 正常状態における駆動信号、オン駆動用ＦＥＴ及びオフ駆動用ＦＥＴのタイミングチャートと、各ＦＥＴに流れる電流及びＩＧＢＴのゲート電圧波形である。 オン駆動用ＦＥＴがオン故障等した場合における駆動信号、オン駆動用ＦＥＴ及びオフ駆動用ＦＥＴのタイミングチャートと、各ＦＥＴに流れる電流及びＩＧＢＴのゲート電圧波形である。 オフ駆動用ＦＥＴがオン故障等した場合における駆動信号、オン駆動用ＦＥＴ及びオフ駆動用ＦＥＴのタイミングチャートと、各ＦＥＴに流れる電流及びＩＧＢＴのゲート電圧波形である。 第２実施形態における制御装置の回路図である。 第３実施形態における制御装置の回路図である。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

遮断用回路１２４は、ＩＧＢＴ１１０ｄに異常電流が流れたとき、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフする回路である。具体的には、ＩＧＢＴ１１０ｄに過電流又は短絡電流が流れたとき、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、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフする回路である。遮断用回路１２４は、遮断用ＦＥＴ１２４ａと、遮断用抵抗１２４ｂとを備えている。

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。

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。

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。

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に所定閾値Ｉｔｈ以上（所定閾値以上）の電流が所定時間Ｔｔｈ以上（所定時間以上）流れているとき、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。さらに、制御回路１２８は、ＩＧＢＴ１１０ｄに過電流が流れたり、ＩＧＢＴ１１０ｄが短絡状態になった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。

ここで、所定閾値Ｉｔｈは、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがともにオンした場合に、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａに流れる電流値以下の値に設定されている。具体的には、検出誤差を考慮した上で、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがともにオンした場合に、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａに流れる電流値よりわずかに低い値に設定されている。所定時間Ｔｔｈは、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａによってＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに電荷を充電するために必要とされる時間Ｔｏｎよりも長い時間に設定されている。

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、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。

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。

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。

次に、図２〜図５を参照して正常状態におけるＩＧＢＴの駆動動作と、オン駆動用ＦＥＴやオフ駆動用ＦＥＴがオン故障等して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。ここで、図３は、正常状態における駆動信号、オン駆動用ＦＥＴ及びオフ駆動用ＦＥＴのタイミングチャートと、各ＦＥＴに流れる電流及びＩＧＢＴのゲート電圧波形である。図４は、オン駆動用ＦＥＴがオン故障等した場合における駆動信号、オン駆動用ＦＥＴ及びオフ駆動用ＦＥＴのタイミングチャートと、各ＦＥＴに流れる電流及びＩＧＢＴのゲート電圧波形である。図５は、オフ駆動用ＦＥＴがオン故障等した場合における駆動信号、オン駆動用ＦＥＴ及びオフ駆動用ＦＥＴのタイミングチャートと、各ＦＥＴに流れる電流及びＩＧＢＴのゲート電圧波形である。図３〜図５において、オン駆動用ＦＥＴに流れ電流、及び、オフ駆動用ＦＥＴに流れる電流は、ＩＧＢＴのゲートに流れ込む方向を正、ＩＧＢＴのゲートから流れ出す方向を負として示している。図４及び図５において、破線で描かれた波形は、正常状態における波形である。また、図４におけるｔ１〜ｔ４は図３におけるｔ１〜ｔ４と、図５におけるｔ１、ｔ２は図３におけるｔ１、ｔ２とそれぞれ同一のタイミングである。

図２において、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。

図３に示すように、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオンを指示する（ｔ１）と、制御回路１２８は、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａをオフするとともに、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａをオンする。これにより、駆動用電源回路１２０からオン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオン駆動用抵抗１２１ｂを介して、時間Ｔｏｎの間、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに電流が流れ込み、電荷が充電される（ｔ２）。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。ここで、時間Ｔｏｎは、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに電荷を充電するために必要とされる時間である。

一方、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオフを指示すると（ｔ３）、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とオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａを介して、時間Ｔｏｆｆの間、電流が流れ出し、電荷が放電される（ｔ４）。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。ここで、時間Ｔｏｆｆは、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートから電荷を放電するために必要とされる時間である。

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、図２において、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を介して電流が流れ出し、電荷がさらに放電され、ＩＧＢＴ１１０ｄのオフ状態が保持される。

ところで、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。

また、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオン故障したり誤動作によってオンしたりすると、図４に示すように、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオフを指示し（ｔ３）、制御回路１２８がオン駆動用ＦＥＴ１２１ａをオフしようとしても、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａをオフできない。そのため、駆動用電源回路１２０からオン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオン駆動用抵抗１２１ｂを介してＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに、正常状態においては流れることのない電流が流れ込む。また、時間Ｔｏｆｆ経過後も、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートからオフ駆動用抵抗１２２ｂとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａを介して、正常状態においては流れることのない電流が流れ出す。その結果、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が充分に低下せず、ＩＧＢＴ１１０ｄをオフできない異常状態が発生する。

しかし、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。そして、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａに所定閾値Ｉｔｈ以上の電流が所定時間Ｔｔｈ以上流れているとき、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。

さらに、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがオン故障したり誤動作によってオンしたりすると、図５に示すように、駆動信号がＩＧＢＴ１１０ｄのオンを指示し（ｔ１）、制御回路１２８がオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａをオフしようとしても、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａをオフできない。そのため、時間Ｔｏｎ経過後も、駆動用電源回路１２０からオン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオン駆動用抵抗１２１ｂを介してＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに、正常状態においては流れることのない電流が流れ込む。また、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートからオフ駆動用抵抗１２２ｂとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａを介して、正常状態においては流れることない電流が流れ出す。その結果、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が充分に上昇せず、ＩＧＢＴ１１０ｄをオンできない異常状態が発生する。

しかし、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。そして、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａに所定閾値Ｉｔｈ以上の電流が所定時間Ｔｔｈ以上流れているとき、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が上昇せず、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。

次に、効果について説明する。第１実施形態によれば、図４に示すように、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。また、図５に示すように、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがオン故障や誤動作によってオンしたときに、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオンすると、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲート電圧が上昇せず、ＩＧＢＴ１１０ｄをオンできない異常状態が発生する。これらのとき、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａからオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａに電流が流れる。オン駆動用ＦＥＴ１２１ａには、正常時には流れることがない、所定閾値Ｉｔｈ以上の電流が所定時間Ｔｔｈ以上流れる。そのため、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａに所定閾値Ｉｔｈ以上の電流が所定時間Ｔｔｈ以上流れているとき、ＩＧＢＴ１１０ｄが異常状態にあると判断することができる。

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、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａには、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがともにオンした場合に流れる電流と等しい電流が流れる。また、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがオン故障や誤動作によってオンしたときに、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオンすると、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａには、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａとオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがともにオンした場合に流れる電流と等しい電流が流れる。そのため、所定閾値Ｉｔｈを、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがともオンした場合に、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａに流れる電流値以下の値に設定することで、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオン故障や誤動作によってオンしたことを確実に判断することができる。また、オフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがオン故障や誤動作によってオンしたことを確実に判断することもできる。

第１実施形態によれば、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオンすると、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａには、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに電荷を充電するために必要とされる時間Ｔｏｎだけ電流が流れ、それ以降、電流は流れない。しかし、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、時間Ｔｏｎを経過しても電流が流れ続ける。そのため、所定時間Ｔｔｈを、時間Ｔｏｎよりも長い時間に設定することで、ＩＧＢＴ１１０ｄのゲートに電荷を充電する際に流れる電流による誤判断を防止することができる。

第１実施形態によれば、制御回路１２８は、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａやオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがオン故障等していると判断したとき、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。

第１実施形態によれば、制御回路１２８は、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａやオフ駆動用ＦＥＴ１２２ａがオン故障等していると判断したとき、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。

なお、第１実施形態では、制御回路１２８は、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオン故障等していると判断したとき、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。

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。

（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、オフ駆動用ＦＥＴのオン故障等の際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。

まず、図６を参照して制御装置の構成について説明する。ここで、図６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。

図６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。

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。

次に、図６を参照してオン駆動用ＦＥＴがオン故障等してい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、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオン故障等していると判断すると、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。

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、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオン故障等していると判断したとき、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。

（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、オフ駆動用ＦＥＴのオン故障等の際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。

まず、図７を参照して制御装置の構成について説明する。ここで、図７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。

図７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。

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。

次に、図７を参照してオン駆動用ＦＥＴがオン故障等してい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、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオン故障等していると判断すると、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。

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、オン駆動用ＦＥＴ１２１ａがオン故障等していると判断したとき、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。

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、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、３２９ｂ・・・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

Claims (10)

1. 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がともにオンした場合に前記オン駆動用スイッチング素子に流れる電流値以下の値に設定されている所定閾値を有し、
   前記制御回路は、前記オン駆動用スイッチング素子に前記所定閾値以上の電流が所定時間以上流れているとき、前記第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。
2. 前記所定時間は、前記オン駆動用スイッチング素子によって前記第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電するために必要とされる時間よりも長い時間に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の電子装置。
3. 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又は２に記載の電子装置。
4. 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することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子装置。
5. 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、前記オン駆動用スイッチング素子に所定閾値以上の電流が所定時間以上流れているとき、前記第１スイッチング素子が異常状態にあると判断し、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電子装置。
6. 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、前記オン駆動用スイッチング素子に所定閾値以上の電流が所定時間以上流れているとき、前記第１スイッチング素子が異常状態にあると判断し、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電子装置。
7. 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、
   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、前記オン駆動用スイッチング素子に所定閾値以上の電流が所定時間以上流れているとき、前記第１スイッチング素子が異常状態にあると判断し、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、前記第１スイッチング素子をオンすることを特徴とする電子装置。
8. 前記所定閾値は、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がともにオンした場合に前記オン駆動用スイッチング素子に流れる電流値以下の値に設定されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載の電子装置。
9. 前記所定時間は、前記オン駆動用スイッチング素子によって前記第１スイッチング素子の制御端子に電荷を充電するために必要とされる時間よりも長い時間に設定されていることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項に記載の電子装置。
10. 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１〜９のいずれか１項に記載の電子装置。

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