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公開番号2025011750
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114043
出願日2023-07-11
発明の名称制御装置、半導体遮断システム、半導体スイッチの制御方法、制御プログラム、及び記録媒体
出願人日新電機株式会社
代理人弁理士法人 HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK
主分類H03K 17/16 20060101AFI20250117BHJP(基本電子回路)
要約【課題】半導体スイッチに接続される負荷に関わらず、サージ電圧の発生を抑制することができる制御装置等を提供する。
【解決手段】制御装置(3)は、検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得部(31)と、検出電流傾き取得部(31)の取得結果を使用して、半導体スイッチ(2)の開閉制御を行う開閉制御部(32)と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、
前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、を備える半導体システムにおいて、前記半導体スイッチを制御する制御装置であって、
前記電流センサで検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得部と、
前記検出電流傾き取得部の取得結果を使用して、前記半導体スイッチの開閉制御を行う開閉制御部と、を備える、制御装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記開閉制御部は、
前記電流センサで検出された検出電流と、予め定められた過電流閾値との比較を行うことにより、前記半導体スイッチの遮断動作の要否について判定する遮断判定処理部、を備える、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記開閉制御部は、
予め定められたＮ個（Ｎは２以上の整数）の遮断動作領域のうち、前記取得結果に基づいて、いずれか一つの遮断動作領域を選択する遮断動作選択部と、
前記遮断動作選択部が選択した遮断動作領域に対応して、遮断動作を前記半導体スイッチに実行させる遮断動作実行部と、を備える、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記Ｎ個の値の上限値は、前記半導体スイッチでの遮断電流の大きさを基に定められている、請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記遮断動作実行部は、前記Ｎ個の前記遮断動作領域ごとに、予め定められたゲート電圧変更情報に基づいて、前記半導体スイッチのゲート電極を制御して、遮断動作を行わせる、請求項３に記載の制御装置。
【請求項６】
前記ゲート電圧変更情報は、前記ゲート電極への印加電圧及び印加時間からなる複数組の変更情報を含む、請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記遮断動作実行部は、前記検出電流が零となったことを判別した場合、前記半導体スイッチでの遮断動作を終了させる、請求項３に記載の制御装置。
【請求項８】
一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、
前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、
請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置と、を含む、半導体遮断システム。
【請求項９】
前記半導体スイッチには、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、またはＩＧＢＴが用いられている、請求項８に記載の半導体遮断システム。
【請求項１０】
一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、を備える半導体システムにおいて、前記半導体スイッチを制御する制御方法であって、
前記電流センサで検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得ステップと、
前記検出電流傾き取得ステップの取得結果を使用して、前記半導体スイッチの開閉制御を行う開閉制御ステップと、を含む、半導体スイッチの制御方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、遮断動作を行う半導体スイッチの制御装置等に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、電源からの電力を負荷に供給する電力系統には、半導体スイッチを備えた半導体遮断システムが用いられている。このような半導体遮断システムは、負荷側での短絡事故の発生時などにおいて、過電流が半導体スイッチに流れたときに、半導体スイッチを動作させることによって高速に遮断する。
【０００３】
従来の半導体スイッチの制御装置には、半導体スイッチでの遮断動作時において、その開始から終了までの期間内で当該半導体スイッチのゲート電極に対する印加電圧の電圧変化率を変化させたパターン電圧を発生するゲート電圧パターン発生器と、前記パターン電圧に従って半導体スイッチをターンオフ駆動するゲート電圧駆動アンプと、を設けることが開示されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平１１－１５０４６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来の半導体スイッチの制御装置では、半導体スイッチに接続される負荷によっては、サージ電圧の発生を抑制できないという問題点を生じることがあった。
【０００６】
本開示は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、半導体スイッチに接続される負荷に関わらず、サージ電圧の発生を抑制することができる制御装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本開示の一側面に係る制御装置は、一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、を備える半導体システムにおいて、前記半導体スイッチを制御する制御装置であって、前記電流センサで検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得部と、前記検出電流傾き取得部の取得結果を使用して、前記半導体スイッチの開閉制御を行う開閉制御部と、を備える。
【０００８】
また、本開示の一側面に係る半導体遮断システムは、一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、上記制御装置と、を含む。
【０００９】
また、本開示の一側面に係る半導体スイッチの制御方法は、一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、を備える半導体システムにおいて、前記半導体スイッチを制御する制御方法であって、前記電流センサで検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得ステップと、前記検出電流傾き取得ステップの取得結果を使用して、前記半導体スイッチの開閉制御を行う開閉制御ステップと、を含む。
【００１０】
また、本開示の一側面に係る制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記制御装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記制御装置をコンピュータにて実現させる制御装置の制御プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本開示の範疇に入る。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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