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公開番号2024175405
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2023093175
出願日2023-06-06
発明の名称駆動回路
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人
主分類H02M 1/08 20060101AFI20241211BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】ゲートリーク電流の判定精度が向上された駆動回路を提供すること。
【解決手段】駆動回路1は、スイッチング素子110のゲート端子110gに定電流を流してスイッチング素子を駆動する。駆動回路は、制御IC10と、制御ICによって制御されてスイッチング素子を駆動する駆動部と、駆動部と制御ICとに接続されスイッチング素子に対する定電流の供給状態に相関する監視信号を出力する比較器70とを備える。駆動部は、目標電圧値からスイッチング素子のゲート電圧を減算する減算器40と、減算器の出力に基づいてスイッチング素子に対して定電流を供給する定電流回路30を有する。そして、制御ICは、監視信号に基づく供給状態がスイッチング素子の正常時と異なる場合に、スイッチング素子にゲートリーク電流が生じていると判定する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも一つのスイッチング素子（１１０）のゲート端子に定電流を流して前記スイッチング素子を駆動する駆動回路であって、
制御部（１０）と、
前記制御部によって制御されて前記スイッチング素子を駆動するものであり、前記スイッチング素子に対して前記定電流を供給する定電流源を有する駆動部（３０，４０）と、
前記駆動部と前記制御部とに接続され、前記スイッチング素子に対する前記定電流の供給状態に相関する監視信号を出力する監視部（７０，７１，７２）と、を備え、
前記制御部は、前記監視信号に基づく前記供給状態が前記スイッチング素子の正常時と異なる場合に、前記スイッチング素子にゲートリーク電流が生じていると判定する駆動回路。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記駆動部は、前記スイッチング素子のゲート電圧値が入力され、前記ゲート電圧値が所定値になるように前記定電流源から前記定電流を供給する請求項１に記載の駆動回路。
【請求項３】
前記駆動部は、前記スイッチング素子がオンした後であっても、前記ゲート電圧値が前記所定値になるように前記定電流源からの前記定電流の供給制御を行うものであり、
前記監視部は、前記定電流の電流値が増大しているか否かを示す前記監視信号を出力し、
前記制御部は、前記電流値が増大していることを示す前記監視信号が入力された場合に、前記監視信号に基づく前記供給状態が前記スイッチング素子の正常時と異なるとみなして、前記ゲートリーク電流が生じていると判定する請求項２に記載の駆動回路。
【請求項４】
前記監視部は、前記定電流の供給開始および前記定電流の電流値が変化したことを示す前記監視信号を出力し、
前記制御部は、前記供給開始を示す前記監視信号が入力されてから前記電流値が変化したことを示す前記監視信号が入力されるまでの経過時間が時間閾値以上の場合に、前記監視信号に基づく前記供給状態が前記スイッチング素子の正常時と異なるとみなして、前記ゲートリーク電流が生じていると判定する請求項２に記載の駆動回路。
【請求項５】
前記監視部は、前記ゲート電圧値が電圧閾値以上であるか否かを示す前記監視信号を出力し、
前記制御部は、前記ゲート電圧値が前記電圧閾値以上でないことを示す前記監視信号が入力された場合に、前記監視信号に基づく前記供給状態が前記スイッチング素子の正常時と異なるとみなして、前記ゲートリーク電流が生じていると判定する請求項２に記載の駆動回路。
【請求項６】
複数の前記スイッチング素子が並列接続され、各スイッチング素子のそれぞれの前記ゲート端子に前記定電流を流して前記スイッチング素子を駆動するものであり、
前記監視部は、複数の前記スイッチング素子のそれぞれに対応して設けられており、
前記制御部は、各監視部からの前記監視信号が異なる場合に、前記監視信号に基づく前記供給状態が前記スイッチング素子の正常時と異なるとみなし、前記スイッチング素子に前記ゲートリーク電流が生じていると判定する請求項２に記載の駆動回路。
【請求項７】
前記スイッチング素子は、電力変換装置に含まれており、
前記ゲート端子に印加する電圧値は、前記電力変換装置の駆動時よりも前記電力変換装置の停止時の方が高い請求項３に記載の駆動回路。
【請求項８】
前記スイッチング素子は、電力変換装置に含まれており、
前記電流値は、前記電力変換装置の駆動時よりも前記電力変換装置の停止時の方が小さい請求項４に記載の駆動回路。
【請求項９】
前記制御部は、前記ゲートリーク電流が生じていると判定した場合、前記スイッチング素子における故障の予兆であると判定する請求項１～８のいずれか１項に記載の駆動回路。
【請求項１０】
前記制御部は、前記スイッチング素子における故障の予兆であると判定した場合、故障予兆通知を行う請求項９に記載の駆動回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、駆動回路に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
駆動回路の一例として、特許文献１に開示された半導体装置がある。半導体装置は、半導体素子のゲートリークを検出するゲートリーク検出回路を備える。ゲートリーク検出回路は、半導体素子のゲートに接続されたゲート抵抗の両端に生じる電位差に基づいてゲートリークを検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１１－７１１７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体装置は、ゲート抵抗の両端に生じる電位差に基づいてゲートリークを判定する。そのため、半導体装置は、半導体素子の損失を低減するためにゲート抵抗の抵抗値を低くすることが考えられる。しかしながら、半導体装置は、ゲート抵抗の抵抗値を低くすることで、ゲートリークの判定精度が低下する虞がある。
【０００５】
開示される一つの目的は、ゲートリーク電流の判定精度が向上された駆動回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ここに開示された駆動回路は、
少なくとも一つのスイッチング素子（１１０）のゲート端子に定電流を流してスイッチング素子を駆動する駆動回路であって、
制御部（１０）と、
制御部によって制御されてスイッチング素子を駆動するものであり、スイッチング素子に対して定電流を供給する定電流源を有する駆動部（３０，４０）と、
駆動部と制御部とに接続され、スイッチング素子に対する定電流の供給状態に相関する監視信号を出力する監視部（７０，７１，７２）と、を備え、
制御部は、監視信号に基づく供給状態がスイッチング素子の正常時と異なる場合に、スイッチング素子にゲートリーク電流が生じていると判定することを特徴とする。
【０００７】
このように、駆動回路は、スイッチング素子に対する定電流の供給状態に相関する監視信号を用いてゲートリーク電流が生じていることを判定する。そのため、駆動回路は、ゲート抵抗の両端電圧を検出する構成と異なり、ゲート抵抗の抵抗値に依存することなく、ゲートリーク電流が生じていることを判定できる。
【０００８】
また、駆動回路は、供給状態がスイッチング素子の正常時と異なる場合、すなわちスイッチング素子の正常時では発生することがない定電流の供給状態である場合に、スイッチング素子にゲートリーク電流が生じていると判定する。そのため、駆動回路は、ゲートリーク電流の判定精度を向上できる。
【０００９】
この明細書において開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態における駆動回路の概略構成を示す図面である。
第１実施形態における駆動回路の動作を示すフローチャートである。
第１実施形態における駆動回路の動作を示すタイムチャートである。
変形例における駆動回路の動作を示すタイムチャートである。
第２実施形態における駆動回路の概略構成を示す図面である。
第２実施形態における駆動回路の動作を示すタイムチャートである。
第３実施形態における駆動回路の概略構成を示す図面である。
第４実施形態における駆動回路の動作を示すタイムチャートである。
第５実施形態における駆動回路の動作を示すタイムチャートである。
第６実施形態における駆動回路の概略構成を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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