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公開番号2024114344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-23
出願番号2023020048
出願日2023-02-13
発明の名称スイッチの駆動装置
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02M 1/00 20070101AFI20240816BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】短絡電流が流れている旨の誤判定の発生を抑制しつつ、短絡電流が実際に流れる場合の保護を極力迅速に行うことができるスイッチの駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動回路Drは、スイッチSWのドレイン及びソース間電圧を判定電圧Vdesatとして検出するダイオード60及びコンデンサ62と、第1,第2コンパレータ66,68とを備えている。第1コンパレータ66は、判定電圧Vdesatと短絡閾値Vthsc1とを比較し、第2コンパレータ68は、スイッチSWのゲート電圧Vgとマスク閾値Vthsc2とを比較する。判定回路70は、第2コンパレータ68の出力信号Sgvをフィルタ期間遅延させて出力する。AND回路71は、第1コンパレータ66の出力信号Sgcと、判定回路70の出力信号Sgfvとに基づいて、異常信号Sgtを出力する。判定回路70は、スイッチSWの温度Tjが高い場合にフィルタ期間を短くする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
直列接続された上下アームのスイッチ（ＳＷ）を駆動するスイッチの駆動装置において、
前記スイッチがオン状態とされている場合における前記スイッチの高電位側端子及び低電位側端子の間の電圧である端子間電圧（Ｖｄｅｓａｔ）、又は前記スイッチがオン状態とされている場合における前記スイッチの高電位側端子及び低電位側端子の間に流れる電流のいずれかを検出するパラメータ検出部（６０～６５）と、
前記パラメータ検出部の検出値が短絡閾値（Ｖｔｈｓｃ１）を超えているか否かを判定する電流判定部（６６，６７）と、
前記スイッチのゲートに充電電流が供給され始めた後における前記スイッチのゲート電圧がマスク閾値（Ｖｔｈｓｃ２）を超えたか否かを判定する電圧判定部（６８，６９）と、
前記パラメータ検出部の検出値が前記短絡閾値を超えていると前記電流判定部により判定されている状態で、前記スイッチのゲート電圧が前記マスク閾値を超えたと前記電圧判定部により判定されてからフィルタ期間（Ｌｆ）経過したタイミングにおいて、前記スイッチに短絡電流が流れている旨の異常信号（Ｓｇｔ）を出力する信号出力部（７０，７１；５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，７１，１７２）と、
前記スイッチの温度（Ｔｊ）、又は前記スイッチの高電位側端子及び低電位側端子の間の電圧である端子間電圧（ＶＨｒ）のいずれかを検出する状態検出部（４０，４１；４４，４５）と、
を備え、
前記状態検出部の検出値が高い場合、前記状態検出部の検出値が低い場合よりも前記フィルタ期間を短くする、スイッチの駆動装置。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記電流判定部は、前記パラメータ検出部の現在の検出値が前記短絡閾値を超えているか否かの判定結果を２値の論理信号により出力し、
前記電圧判定部は、前記スイッチの現在のゲート電圧が前記マスク閾値を超えているか否かの判定結果を２値の論理信号により出力し、
前記信号出力部は、
前記電圧判定部から出力される論理信号を前記フィルタ期間だけ遅らして出力する判定回路（７０）を有し、
前記判定回路から出力された論理信号と、前記電流判定部の論理信号とに基づいて、前記異常信号を出力し、
前記状態検出部の検出値が高い場合、前記状態検出部の検出値が低い場合よりも前記フィルタ期間を短くする、請求項１に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項３】
前記電流判定部は、前記パラメータ検出部の現在の検出値が前記短絡閾値を超えているか否かの判定結果を２値の論理信号により出力し、
前記信号出力部は、前記スイッチのゲート電圧にローパスフィルタ処理を施して出力するフィルタ回路（５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ）を有し、
前記電圧判定部は、前記フィルタ回路において前記ローパスフィルタ処理が施されたゲート電圧が前記マスク閾値を超えているか否かの判定結果を２値の論理信号により出力し、
前記信号出力部は、
前記状態検出部の検出値が高い場合、前記状態検出部の検出値が低い場合よりも前記ローパスフィルタ処理の時定数を小さくすることにより前記フィルタ期間を短くし、
前記電圧判定部の論理信号と、前記電流判定部の論理信号とに基づいて、前記異常信号を出力する、請求項１に記載のスイッチの駆動装置。
【請求項４】
スイッチ保護部（２３）を備え、
前記スイッチ保護部は、前記異常信号を受信した場合、前記スイッチに対する駆動信号をオフ指令に切り替える、請求項１～３のいずれか１項に記載のスイッチの駆動装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、直列接続された上下アームのスイッチを駆動するスイッチの駆動装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載されているように、上下アーム短絡が発生した場合にスイッチを短絡電流から保護する技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１８７２９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
短絡電流からスイッチを保護する構成として、以下に説明する構成が挙げられる。スイッチの駆動装置は、スイッチ（例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴ）がオンされている場合におけるスイッチの高電位側端子及び低電位側端子の間の電圧である端子間電圧（例えばソース及びドレイン間電圧）、又はスイッチがオンされている場合におけるスイッチの高電位側端子及び低電位側端子の間に流れる電流（例えばドレイン電流）のいずれかを検出するパラメータ検出部を備えている。
【０００５】
駆動装置は、更に、電流判定部、電圧判定部及び信号出力部を備えている。電流判定部は、パラメータ検出部の検出値が短絡閾値を超えているか否かを判定する。電圧判定部は、スイッチのゲートに充電電流が供給され始めた後におけるスイッチのゲート電圧がマスク閾値を超えたか否かを判定する。信号出力部は、パラメータ検出部の検出値が短絡閾値を超えていると電流判定部により判定されている状態で、スイッチのゲート電圧がマスク閾値を超えたと電圧判定部により判定されてからフィルタ期間経過したタイミングにおいて、スイッチに短絡電流が流れている旨の信号である異常信号を出力する。
【０００６】
ここで、フィルタ期間が設定されているのは、スイッチに短絡電流が流れていないにもかかわらず、短絡電流が流れている旨誤判定される事態の発生を抑制するためである。つまり、スイッチがオフ状態からオンに切り替えられる過渡期間におけるパラメータ検出部の検出値は、スイッチがオン定常状態になる場合におけるパラメータ検出部の検出値よりも一時的に大きくなり得る。この場合、短絡電流が流れていないにもかかわらず、パラメータ検出部の検出値が短絡閾値を一時的に超えてしまい、短絡電流が流れていると誤判定され得る。
【０００７】
誤判定の発生を抑制する上では、フィルタ期間が長めに設定されることが望ましい。しかしながら、この場合、実際に短絡電流が流れる場合におけるスイッチの保護が遅れてしまうおそれがある。
【０００８】
本開示は、短絡電流が流れている旨の誤判定の発生を抑制しつつ、短絡電流が実際に流れる場合のスイッチの保護を極力迅速に行うことができるスイッチの駆動装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示は、直列接続された上下アームのスイッチを駆動するスイッチの駆動装置において、
前記スイッチがオン状態とされている場合における前記スイッチの高電位側端子及び低電位側端子の間の電圧である端子間電圧、又は前記スイッチがオン状態とされている場合における前記スイッチの高電位側端子及び低電位側端子の間に流れる電流のいずれかを検出するパラメータ検出部と、
前記パラメータ検出部の検出値が短絡閾値を超えているか否かを判定する電流判定部と、
前記スイッチのゲートに充電電流が供給され始めた後における前記スイッチのゲート電圧がマスク閾値を超えたか否かを判定する電圧判定部と、
前記パラメータ検出部の検出値が前記短絡閾値を超えていると前記電流判定部により判定されている状態で、前記スイッチのゲート電圧が前記マスク閾値を超えたと前記電圧判定部により判定されてからフィルタ期間経過したタイミングにおいて、前記スイッチに短絡電流が流れている旨の異常信号を出力する信号出力部と、
前記スイッチの温度、又は前記スイッチの高電位側端子及び低電位側端子の間の電圧である端子間電圧のいずれかを検出する状態検出部と、
を備え、
前記状態検出部の検出値が高い場合、前記状態検出部の検出値が低い場合よりも前記フィルタ期間を短くする。
【００１０】
本開示によれば、短絡電流が流れている旨の誤判定の発生を抑制しつつ、短絡電流が実際に流れる場合の保護を極力迅速に行うことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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