JP7047898B2 - スイッチング装置及びスイッチング装置の制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態に係るスイッチング装置100の回路図である。本実施形態に係るスイッチング装置100は、電力変換回路等に含まれるスイッチング素子を駆動するための駆動回路であって、例えば、電力変換装置を構成するインバータ回路の一部に用いられる。
次に、第2実施形態に係るスイッチング装置100aについて説明する。図4は、第1実施形態に係るスイッチング装置100aの回路図である。本実施形態のスイッチング装置100aは、電圧センサ9を備えている点及びコントローラ7による可変静電容量装置6Aへの制御方法以外は、上述した実施形態に係るスイッチング装置100と同様の構成を有している。このため、図4では、スイッチング装置100と共通する構成については、同じ符号を付し、上述の実施形態で用いた説明を援用する。
次に、第3実施形態に係るスイッチング装置100bについて説明する。図5は、第3実施形態に係るスイッチング装置100bの回路図である。本実施形態のスイッチング装置100bは、コンデンサCfixを備えている点以外は、上述した実施形態に係るスイッチング装置100又はスイッチング装置100aと同様の構成を有している。このため、図5では、スイッチング装置100及びスイッチング装置100aと共通する構成については、同じ符号を付し、上述の実施形態で用いた説明を援用する。
次に、第4実施形態に係るスイッチング装置100cについて説明する。図6は、第4実施形態に係るスイッチング装置100cの回路図である。本実施形態のスイッチング装置100cは、駆動回路からゲート端子への経路がターンオンする際の経路とターンオフする際の2種類の経路がある点、及びコントローラ17の制御方法が異なる点以外は、上述した実施形態に係るスイッチング装置100、スイッチング装置100a、スイッチング装置100bと同様の構成を有している。このため、図6では、スイッチング装置100、スイッチング装置100a、及びスイッチング装置100bと共通する構成については、同じ符号を付し、上述の実施形態で用いた説明を援用する。
次に、第5実施形態に係るスイッチング装置100dについて説明する。図7は、第5実施形態に係るスイッチング装置100dの回路図である。本実施形態のスイッチング装置100dは、ダイオードではなく配線により、ターンオン時の電流経路とターンオフ時の電流経路を分けている点以外は、上述した第4実施形態に係るスイッチング装置100cと同様の構成を有している。このため、図7では、スイッチング装置100cと共通する構成については、同じ符号を付し、上述の実施形態で用いた説明を援用する。
1…スイッチング素子
2…トランジスタ
3…トランジスタ
4…信号発生器
5A…駆動用電源
6A…可変静電容量装置
7…コントローラ
8…電流センサ
Claims (13)
- 制御端子、高電位側端子、及び低電位側端子を有するスイッチング素子を駆動するスイッチング装置であって、
前記制御端子にかかる制御電圧を制御することで、前記スイッチング素子をスイッチングさせる駆動回路と、
前記制御端子に接続された第1端子と前記駆動回路の出力端子に接続された第2端子を有し、少なくとも第1の容量値と前記第1の容量値とは異なる第2の容量値に変更することが可能な可変容量回路と、
前記可変容量回路への制御を介して、前記制御端子と前記出力端子の間の容量値を制御するコントローラと、を備え、
前記コントローラは、前記スイッチング素子に流れる電流の電流値、及び前記スイッチング素子の前記高電位側端子と前記低電位側端子の間にかかる電圧の電圧値のうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記制御端子と前記出力端子の間の前記容量値を制御するスイッチング装置。 - 請求項1記載のスイッチング装置であって、
前記コントローラは、単位時間あたりに前記スイッチング素子に流れる電流の電流値の変化、及び単位時間あたりに前記スイッチング素子の前記高電位側端子と前記低電位側端子の間にかかる電圧の電圧値の変化のうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記容量値を制御するスイッチング装置。 - 請求項1又は2記載のスイッチング装置であって、
前記コントローラは、単位時間あたりに前記スイッチング素子に流れる電流の電流値の変化、及び単位時間あたりに前記スイッチング素子の前記高電位側端子と前記低電位側端子の間にかかる電圧の電圧値の変化のうち少なくとも何れか一方のパラメータが、前記コントローラにより制御が停止した際の前記パラメータよりも大きくなるように、前記容量値を制御するスイッチング装置。 - 請求項1~3の何れか一項に記載のスイッチング装置であって、
前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流センサを備え、
前記コントローラは、
前記電流センサから、前記スイッチング素子がオンした状態での前記電流の電流値を取得し、
前記電流値に基づいて、前記容量値を制御するスイッチング装置。 - 請求項4記載のスイッチング装置であって、
前記コントローラは、前記電流値が大きいほど前記容量値を小さくし、前記電流値が小さいほど前記容量値を大きくするスイッチング装置。 - 請求項1~5の何れか一項に記載のスイッチング装置であって、
前記スイッチング素子の前記高電位側端子と前記低電位側端子の間にかかる電圧を検出する電圧センサを備え、
前記コントローラは、
前記電圧センサから、前記スイッチング素子がオフした状態での前記電圧の電圧値を取得し、
前記電圧値に基づいて、前記容量値を制御するスイッチング装置。 - 請求項6記載のスイッチング装置であって、
前記コントローラは、前記電圧値が高いほど前記容量値を小さくし、前記電圧値が低いほど前記容量値を大きくするスイッチング装置。 - 請求項1~7の何れか一項に記載のスイッチング装置であって、
前記可変容量回路に並列接続するコンデンサを備えるスイッチング装置。 - 請求項1~8の何れか一項に記載のスイッチング装置であって、
前記コントローラは、前記スイッチング素子がターンオフした際に、前記制御電圧が前記スイッチング素子をオンさせるための閾値電圧よりも低くなるように、前記容量値を設定し、
前記制御電圧は、前記駆動回路の出力電圧を前記容量値と前記スイッチング素子の寄生容量の容量値により分圧した電圧であるスイッチング装置。 - 請求項1~9の何れか一項に記載のスイッチング装置であって、
前記コントローラは、前記スイッチング素子がターンオンした際に、前記制御電圧が前記スイッチング素子をオンさせるための閾値電圧よりも高くなるように、前記容量値を設定し、
前記制御電圧は、前記駆動回路の出力電圧を前記容量値と前記スイッチング素子の寄生容量の容量値により分圧した電圧であるスイッチング装置。 - 請求項1~10の何れ一項に記載のスイッチング装置であって、
前記コントローラは、前記スイッチング素子がターンオンする際に設定する前記容量値と、前記スイッチング素子がターンオフする際に設定する前記容量値とが異なるように、それぞれの前記容量値を設定するスイッチング装置。 - 請求項1~11の何れか一項に記載のスイッチング装置であって、
前記駆動回路と前記制御端子の間に設けられ、前記制御端子から前記駆動回路の方向に流れる電流を遮断する第1のダイオード、及び前記駆動回路から前記制御端子の方向に流れる電流を遮断する第2のダイオードと、
前記第1のダイオードのカソード端子に接続され、少なくとも2つの異なる容量値に変更することが可能な第1の可変容量回路と、
前記第2のダイオードのアノード端子に接続され、少なくとも2つの異なる容量値に変更することが可能な第2の可変容量回路と、を備え、
前記コントローラは、前記スイッチング素子がターンオンする際に、前記第1の可変容量回路への制御を行い、前記スイッチング素子がターンオフする際に、前記第2の可変容量回路への制御を行うスイッチング装置。 - 制御端子、高電位側端子、及び低電位側端子を有するスイッチング素子の前記制御端子にかかる電圧を制御することで、前記スイッチング素子をスイッチングさせる駆動回路、を備えたスイッチング装置の制御方法であって、
前記スイッチング素子に流れる電流の電流値、及び前記スイッチング素子の前記高電位側端子と前記低電位側端子の間にかかる電圧の電圧値のうち少なくとも何れか一方に基づいて、前記制御端子に接続された第1端子と前記駆動回路の出力端子に接続された第2端子を有し、少なくとも第1の容量値と第2の容量値に変更することが可能な可変容量回路を制御することで、前記制御端子と前記出力端子の間の容量値を制御する制御方法。
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