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公開番号2025078938
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-21
出願番号2023191264
出願日2023-11-09
発明の名称半導体素子駆動装置
出願人三菱電機株式会社
代理人個人,個人
主分類H03K 17/691 20060101AFI20250514BHJP(基本電子回路)
要約【課題】ASCモードが実行されているか否かを二次側回路が判定可能な技術を提供することを目的とする。
【解決手段】半導体素子駆動装置は、一次側回路と、絶縁素子を含む信号伝達回路と、一次側回路から信号伝達回路を介して伝達された複数の信号に対応する複数の伝達信号に基づいて半導体素子を駆動する二次側回路とを備える。二次側回路は、複数の伝達信号のうちの遷移信号または制御遷移信号に対応する伝達遷移信号に基づいて、通常モードが実行されているか、ASCモードが実行されているかを判定するASCモード判定回路を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
通常モード時に半導体素子の駆動を制御するための第１制御信号と、ＡＳＣモード時に前記半導体素子の駆動を制御するための第２制御信号と、前記通常モードから前記ＡＳＣモードに遷移するための遷移信号とを含む、または、前記第１制御信号と、前記第２制御信号及び前記遷移信号に対応する制御遷移信号とを含む複数の信号が入力される一次側回路と、
信号の伝達が可能な絶縁素子を含む信号伝達回路と、
前記一次側回路から前記信号伝達回路を介して伝達された前記複数の信号に対応する複数の伝達信号に基づいて、前記半導体素子を駆動する二次側回路と
を備え、
前記二次側回路は、
前記複数の伝達信号のうちの前記遷移信号または前記制御遷移信号に対応する伝達遷移信号に基づいて、前記通常モードが実行されているか、前記ＡＳＣモードが実行されているかを判定するＡＳＣモード判定回路と、
前記ＡＳＣモード判定回路で前記通常モードが実行されていると判定された場合には、前記複数の伝達信号のうちの前記第１制御信号に対応する第１伝達制御信号に基づいて前記半導体素子を駆動し、前記ＡＳＣモード判定回路で前記ＡＳＣモードが実行されていると判定された場合には、前記複数の伝達信号のうちの前記第２制御信号または前記制御遷移信号に対応する第２伝達制御信号に基づいて前記半導体素子を駆動するロジック回路と
を含む、半導体素子駆動装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
請求項１に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記伝達遷移信号はバースト状のパルスを含み、
前記ＡＳＣモード判定回路は、前記伝達遷移信号の前記パルスを、予め定められた期間内に予め定められた回数カウントした場合に、前記ＡＳＣモードが実行されていると判定する、半導体素子駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記二次側回路は、
前記半導体素子の異常を検出する異常検出回路をさらに含み、
前記ロジック回路は、
前記ＡＳＣモード判定回路で前記通常モードが実行されていると判定され、前記異常検出回路で前記半導体素子の異常が検出された場合には、前記第１伝達制御信号にかかわらず前記半導体素子を保護する動作を行い、
前記ＡＳＣモード判定回路で前記ＡＳＣモードが実行されていると判定され、前記異常検出回路で前記半導体素子の異常が検出された場合には、前記第２伝達制御信号に基づいて前記半導体素子を駆動する、半導体素子駆動装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記一次側回路は、
前記第１制御信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジに基づいて変調信号をそれぞれ生成する変調回路を含み、
前記二次側回路は、
前記一次側回路から前記信号伝達回路を介して伝達された前記変調信号に基づいて、前記第１伝達制御信号の生成に用いられるエッジトリガ信号を生成する復調回路をさらに含む、半導体素子駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記二次側回路は、
前記エッジトリガ信号に基づいて前記第１伝達制御信号を生成するパルス復元回路をさらに含む、半導体素子駆動装置。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記二次側回路は、
前記半導体素子の異常の検出結果を示す異常検出信号を出力する異常検出回路をさらに含み、
前記一次側回路は、
前記二次側回路から前記信号伝達回路を介して伝達された前記異常検出信号に対応する伝達結果信号を、外部に出力するための端子を含む、半導体素子駆動装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記二次側回路は、
前記半導体素子の異常の検出結果を示す異常検出信号を出力する異常検出回路と、
前記異常検出信号に基づいて、バースト状のパルスを含む変調信号を生成する変調回路と、
をさらに含み、
前記一次側回路は、
前記二次側回路から前記信号伝達回路を介して伝達された前記変調信号に基づいてバースト状のパルスを含むバースト信号を生成する復調回路と、
前記バースト信号を平滑化して、前記異常検出信号に対応する伝達結果信号を生成する出力回路と
を含む、半導体素子駆動装置。
【請求項８】
請求項１または請求項２に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記複数の信号は、前記第１制御信号と、前記第２制御信号と、前記遷移信号とを含み、
前記一次側回路は、
前記遷移信号に基づいて、前記第１制御信号及び前記第２制御信号を選択的に前記信号伝達回路に出力する入力優先判定回路を含む、半導体素子駆動装置。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記二次側回路は、
前記半導体素子の異常を検出する異常検出回路をさらに含み、
前記入力優先判定回路は、
前記二次側回路から前記信号伝達回路を介して伝達された前記ＡＳＣモード判定回路の判定結果及び前記異常検出回路の検出結果に対応する伝達結果信号と、前記遷移信号とに基づいて、前記第１制御信号及び前記第２制御信号を選択的に前記信号伝達回路に出力する、半導体素子駆動装置。
【請求項１０】
請求項１または請求項２に記載の半導体素子駆動装置であって、
前記複数の信号は、前記第１制御信号と前記制御遷移信号とを含み、
前記二次側回路は、
前記一次側回路から前記信号伝達回路を介して伝達された前記制御遷移信号に対応するバースト状のパルスを含む信号に基づいて、方形波信号である前記第２伝達制御信号を生成する波形成形回路をさらに含む、半導体素子駆動装置。
（【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、半導体素子駆動装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
インバータシステムのＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体素子を駆動する半導体素子駆動装置について、様々な技術が提案されている。例えば、一次側回路が、信号の伝達が可能な絶縁素子を介して二次側回路に信号を伝達することによって、二次側回路が半導体素子を駆動する技術が提案されている。
【０００３】
その一例として特許文献１には、一次側回路が、通常モード時に半導体素子を駆動するための第１制御信号よりも、ＡＳＣ（Active Short Circuit）モード時に半導体素子を駆動するための第２制御信号を優先して、二次側回路に伝達する技術が提案されている。つまり、第２制御信号が入力されずに第１制御信号が入力された一次側回路は、第１制御信号を二次側回路に伝達し、第２制御信号が入力された一次側回路は、第１制御信号の入力にかかわらず第２制御信号を二次側回路に伝達する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２３／１０５９４３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、特許文献１の技術では、二次側回路は、通常モードが実行されているのかＡＳＣモードが実行されているのかを判定することができない。このため、二次側回路は、ＡＳＣモードの動作を、通常モードの動作と異ならせることができないという問題があった。
【０００６】
そこで、本開示は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、ＡＳＣモードが実行されているか否かを二次側回路が判定可能な技術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】
本開示に係る半導体素子駆動装置は、通常モード時に半導体素子の駆動を制御するための第１制御信号と、ＡＳＣモード時に前記半導体素子の駆動を制御するための第２制御信号と、前記通常モードから前記ＡＳＣモードに遷移するための遷移信号とを含む、または、前記第１制御信号と、前記第２制御信号及び前記遷移信号に対応する制御遷移信号とを含む複数の信号が入力される一次側回路と、信号の伝達が可能な絶縁素子を含む信号伝達回路と、前記一次側回路から前記信号伝達回路を介して伝達された前記複数の信号に対応する複数の伝達信号に基づいて、前記半導体素子を駆動する二次側回路とを備え、前記二次側回路は、前記複数の伝達信号のうちの前記遷移信号または前記制御遷移信号に対応する伝達遷移信号に基づいて、前記通常モードが実行されているか、前記ＡＳＣモードが実行されているかを判定するＡＳＣモード判定回路と、前記ＡＳＣモード判定回路で前記通常モードが実行されていると判定された場合には、前記複数の伝達信号のうちの前記第１制御信号に対応する第１伝達制御信号に基づいて前記半導体素子を駆動し、前記ＡＳＣモード判定回路で前記ＡＳＣモードが実行されていると判定された場合には、前記複数の伝達信号のうちの前記第２制御信号または前記制御遷移信号に対応する第２伝達制御信号に基づいて前記半導体素子を駆動するロジック回路とを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、二次側回路は、複数の伝達信号のうちの遷移信号または制御遷移信号に対応する伝達遷移信号に基づいて、通常モードが実行されているか、ＡＳＣモードが実行されているかを判定するＡＳＣモード判定回路を含む。このような構成によれば、ＡＳＣモードが実行されているか否かを二次側回路が判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施の形態１に係る半導体素子駆動装置の構成を示す回路図である。
実施の形態１に係る半導体素子駆動装置の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態１に係るＡＳＣモード判定回路の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態２に係る半導体素子駆動装置の構成を示す回路図である。
実施の形態２に係る半導体素子駆動装置の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態３に係る半導体素子駆動装置の構成を示す回路図である。
実施の形態３に係る半導体素子駆動装置の動作を示すタイミングチャートである。
実施の形態４に係る半導体素子駆動装置の構成を示す回路図である。
実施の形態４に係る半導体素子駆動装置の動作を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付される図面を参照しながら実施の形態について説明する。以下の各実施の形態で説明される特徴は例示であり、すべての特徴は必ずしも必須ではない。また、以下に示される説明では、複数の実施の形態において同様の構成要素には同じまたは類似する符号を付し、異なる構成要素について主に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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