JP7283334B2 - スイッチの駆動回路 - Google Patents
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Description
前記スイッチの高電位側端子にカソードが接続されたダイオードと、
前記スイッチのゲートへの充電が開始されてからフィルタ時間経過したタイミングにおいて、前記スイッチの低電位側端子と前記ダイオードのアノードとの間に形成された容量部に電流を供給し始める電流供給部と、
前記スイッチがオン状態にされている場合における前記容量部の電圧がその閾値を超えた場合、前記スイッチに過電流が流れていると判定する判定部と、
前記スイッチのターンオン速度が低い場合よりも、前記ターンオン速度が高い場合の前記フィルタ時間を短く設定する設定部と、を備える。
以下、本発明に係る駆動回路を具体化した第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
以下、第2実施形態について、第1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。本実施形態では、ゲート電圧Vgsの上昇速度dVgstに代えて、ゲート電圧Vgsが0から上昇し始めてからミラー電圧Vmilに到達するまでの時間に基づいて、フィルタ時間tfが設定される。
以下、第3実施形態について、第1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。本実施形態では、ゲート電圧Vgsが0から上昇し始めてからミラー電圧Vmilに到達するまでの時間がフィルタ時間tfに設定される。
以下、第4実施形態について、第3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。本実施形態では、ゲート電圧Vgsが0から上昇し始めてから、ミラー期間Tmilの終了タイミングまでの時間がフィルタ時間tfに設定される。
以下、第5実施形態について、第1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。本実施形態では、ゲート電圧Vgsに代えて、センス電圧Vseに基づいてフィルタ時間tfが設定される。
以下、第6実施形態について、第5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。本実施形態では、下アーム駆動回路DrLの駆動制御部50により実行される過電流検出処理を例にして説明する。この過電流検出処理では、下アーム駆動回路DrLのセンス電圧検出回路52(「自アーム検出部」に相当)により検出されたセンス電圧Vseに基づいて、下アームスイッチSWLのゲート電圧Vgsが0から上昇し始めてから、上アームダイオードDHのリカバリ電流の流通終了タイミングまでの経過時間が算出される。そして、算出された経過時間がフィルタ時間tfに設定される。
以下、第7実施形態について、第5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。本実施形態では、スイッチSWのゲート電圧Vgsが0から上昇し始めてから、検出されたセンス電圧Vseの持ち上がりが終了するタイミングまでの経過時間が算出される。そして、算出された経過時間がフィルタ時間tfに設定される。ここで、センス電圧Vseの持ち上がりが終了するタイミングとは、図13及び図14の時刻t4である。持ち上がりが発生する期間においては、センス端子Stに流れる電流とスイッチSWのドレイン電流Idsとの相関が大きく崩れる。
以下、第8実施形態について、第1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。本実施形態では、ゲート電圧Vgsに代えて、スイッチSWの温度に基づいてフィルタ時間tfが設定される。
以下、第9実施形態について、第8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。本実施形態では、検出温度TDの上昇速度dTtに代えて、検出温度TDの時間平均値である平均温度Taveに基づいて、フィルタ時間tfが設定される。
以下、第10実施形態について、第8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。本実施形態では、先の図18及び図19の時刻t1~t3に示したように、ゲート電圧Vgsが0から上昇し始めてから、検出温度TDが低下し始めるタイミングまでの時間がフィルタ時間tfに設定される。
以下、第11実施形態について、上記各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。本実施形態では、図22に示すように、定電流電源42の出力電流Itが可変とされる。この出力電流Itは、定電流電源42が駆動制御部50により操作されることにより可変とされる。なお、図22において、先の図2に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
駆動制御部50は、充電処理を開始してからフィルタ時間tfが経過するタイミングが、ドレイン及びソース間電圧Vdsが0近傍まで低下するタイミング(以下、基準タイミング)よりも前か後かを判定する。そして、駆動制御部50は、フィルタ時間tfが経過するタイミングが基準タイミングよりも後であると判定した場合、図23(d)に示した出力電流Itの設定を行い、フィルタ時間tfが経過するタイミングが基準タイミングよりも前であると判定した場合、図24(d)に示した出力電流Itの設定を行ってもよい。
以下、第12実施形態について、上記各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。
以下、第13実施形態について、第12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。本実施形態では、図26に示すように、選択部64は、スイッチSWの各スイッチング周期において、各設定部61~63により算出されたフィルタ時間tf1~tf3のうち、最も長いフィルタ時間を、図5のステップS12で用いられるフィルタ時間tfとして設定する。
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。
Claims (18)
- スイッチ(SWH,SWL)を駆動するスイッチの駆動回路(DrH,DrL)において、
前記スイッチの高電位側端子にカソードが接続されたダイオード(40)と、
前記スイッチのゲートへの充電が開始されてからフィルタ時間(tf)経過したタイミングにおいて、前記スイッチの低電位側端子と前記ダイオードのアノードとの間に形成された容量部(44)に電流を供給し始める電流供給部(41~43)と、
前記スイッチがオン状態にされている場合における前記容量部の電圧(Vdeast)がその閾値(Vα)を超えた場合、前記スイッチに過電流が流れていると判定する判定部と、
前記スイッチのターンオン速度が低い場合よりも、前記ターンオン速度が高い場合の前記フィルタ時間を短く設定する設定部と、を備えるスイッチの駆動回路。 - 前記スイッチのゲート電圧を検出するゲート電圧検出部(51)を備え、
前記設定部は、検出された前記ゲート電圧に基づいて、前記フィルタ時間を設定する請求項1に記載のスイッチの駆動回路。 - 前記設定部は、前記ゲートへの充電が開始されてから、前記スイッチのゲート電圧が該スイッチのミラー電圧(Vmil)に到達するまでの期間において、検出された前記ゲート電圧の上昇速度(dVgst)が低い場合よりも、その上昇速度が高い場合の前記フィルタ時間を短く設定する請求項2に記載のスイッチの駆動回路。
- 前記設定部は、前記ゲートへの充電が開始されてから、検出された前記ゲート電圧が前記スイッチのミラー電圧に到達するまでの時間が長い場合よりも、その時間が短い場合の前記フィルタ時間を短く設定する請求項2に記載のスイッチの駆動回路。
- 前記設定部は、前記ゲートへの充電が開始されてから、検出された前記ゲート電圧が前記スイッチのミラー電圧に到達するまでの時間を前記フィルタ時間に設定する請求項2に記載のスイッチの駆動回路。
- 前記設定部は、検出された前記ゲート電圧に基づいて、前記ゲートへの充電が開始されてから前記スイッチのミラー期間が終了するまでの時間を算出し、算出した時間を前記フィルタ時間に設定する請求項2に記載のスイッチの駆動回路。
- 前記スイッチは、自身に流れる電流と相関を有する微小電流が流れるセンス端子(St)を有し、
前記センス端子に接続されたセンス抵抗体(37)の両端の電位差であるセンス電圧(Vse)を検出するセンス電圧検出部(52)を備え、
前記設定部は、検出された前記センス電圧に基づいて、前記フィルタ時間を設定する請求項1に記載のスイッチの駆動回路。 - 前記設定部は、検出された前記センス電圧が前記ゲートへの充電が開始された直後に上昇する期間における該センス電圧の上昇速度が低い場合よりも、その上昇速度が高い場合の前記フィルタ時間を短く設定する請求項7に記載のスイッチの駆動回路。
- 前記スイッチとしての上アームスイッチ(SWH)及び下アームスイッチ(SWL)を駆動対象とし、前記上アームスイッチと前記下アームスイッチとを交互にオン状態にするスイッチの駆動回路において、
前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチには、ダイオード(DH,DL)が逆並列接続されており、
前記上アームスイッチ及び前記下アームスイッチのうち、オン状態に切り替えられようとしているスイッチを自アームスイッチとし、残りのスイッチを対向アームスイッチとし、前記自アームスイッチに対応する前記センス電圧検出部を自アーム検出部とする場合、前記設定部は、前記自アーム検出部により検出された前記センス電圧に基づいて、前記自アームスイッチのゲートへの充電が開始されてから、前記対向アームスイッチに逆並列接続された前記ダイオードのリカバリ電流の流通が終了するまでの時間を算出し、算出した時間を前記フィルタ時間に設定する請求項7に記載のスイッチの駆動回路。 - 前記設定部は、検出された前記センス電圧に基づいて、前記ゲートへの充電が開始されてから、検出された前記センス電圧の持ち上がりが終了するまでの時間を算出し、算出した時間を前記フィルタ時間に設定する請求項7に記載のスイッチの駆動回路。
- 前記スイッチの温度を検出する温度検出部(53)を備え、
前記設定部は、前記温度検出部の検出温度に基づいて、前記フィルタ時間を設定する請求項1に記載のスイッチの駆動回路。 - 前記設定部は、前記ゲートへの充電が開始された直後に前記検出温度が上昇する期間における該検出温度の上昇速度(dTt)が低い場合よりも、その上昇速度が高い場合の前記フィルタ時間を短く設定する請求項11に記載のスイッチの駆動回路。
- 前記設定部は、前記検出温度の時間平均値(Tave)が高い場合よりも、その時間平均値が低い場合の前記フィルタ時間を短く設定する請求項11に記載のスイッチの駆動回路。
- 前記設定部は、前記ゲートへの充電が開始されてから、前記検出温度が低下し始めるまでの時間を算出し、算出した時間を前記フィルタ時間に設定する請求項11に記載のスイッチの駆動回路。
- 前記電流供給部は、供給電流を0から所定電流(Iα)まで上昇させる期間のうち、後半よりも前半における供給電流の増加速度を高くする請求項1~14のいずれか1項に記載のスイッチの駆動回路。
- 前記電流供給部は、供給電流を0から所定電流(Iα)まで上昇させる期間のうち、前半よりも後半における供給電流の増加速度を高くする請求項1~14のいずれか1項に記載のスイッチの駆動回路。
- 前記スイッチの複数の状態量を検出する検出部(51~53)を備え、
前記設定部は、前記各状態量について、検出された状態量に基づいて前記フィルタ時間を算出し、算出した前記各フィルタ時間のうち、最初に算出したフィルタ時間を用いる請求項1~16のいずれか1項に記載のスイッチの駆動回路。 - 前記スイッチの複数の状態量を検出する検出部(51~53)を備え、
前記設定部は、検出された複数の状態量それぞれに基づいて、各状態量に対応する前記フィルタ時間を算出し、算出した前記各フィルタ時間のうち、最も短いフィルタ時間以外のフィルタ時間を用いる請求項1~16のいずれか1項に記載のスイッチの駆動回路。
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