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公開番号2025110239
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-28
出願番号2024004062
出願日2024-01-15
発明の名称モータドライバ、半導体装置
出願人サンケン電気株式会社
代理人個人,個人
主分類H02M 1/08 20060101AFI20250718BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】活性領域で動作するパワー素子のゲート電圧を引き下げることができるモータドライバを提供する。
【解決手段】モータ用電源電圧VBBの過電圧を検出する過電圧検出回路を備えると共に、インバータ回路2を構成するパワー素子のそれぞれに、短絡検出素子RSCH1～RSCH3、RSCL1～RSCL3をそれぞれ用いて検出された主端子間電圧が予め設定された短絡閾電圧Vth0を超えた場合に短絡を検出する短絡検出回路と、パワー素子がオン状態で、短絡検出回路によって短絡が検出され、且つ過電圧検出回路によって過電圧が検出されると、駆動信号の電圧レベルを引き下げる過電圧切換回路と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
モータ用電源電圧に直列に接続された複数のパワー素子を備えたインバータ回路に対して、前記パワー素子を駆動する駆動信号を供給するモータドライバであって、
前記モータ用電源電圧の過電圧を検出する過電圧検出回路を備えると共に、
前記インバータ回路を構成する前記パワー素子のそれぞれに、
前記パワー素子の主端子間に接続された短絡検出素子と、
前記短絡検出素子を用いて検出された主端子間電圧が予め設定された短絡閾電圧を超えた場合に短絡を検出する短絡検出回路と、
前記パワー素子がオン状態で、前記短絡検出回路によって短絡が検出され、且つ前記過電圧検出回路によって過電圧が検出されると、前記駆動信号の電圧レベルを引き下げる過電圧切換回路と、を備えることを特徴とする記載のモータドライバ。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
前記過電圧検出回路は、複数の過電圧レベルを検出し、
前記過電圧切換回路は、前記過電圧レベル毎に前記駆動信号の電圧レベルを引き下げることを特徴とする請求項１に記載のモータドライバ。
【請求項３】
コントローラから入力される制御信号に基づいて、前記駆動信号を生成する駆動信号生成回路と、
前記パワー素子がオン状態で、前記短絡検出回路によって短絡が検出されると、エラー信号を前記コントローラに出力するエラー信号生成回路と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータドライバ。
【請求項４】
請求項１に記載のモータドライバが基板上に集積化されていることを特徴とする半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示の実施の形態は、インバータ回路を駆動するモータドライバに関するものである。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ＩＧＢＴ等のパワー素子を搭載したインバータ回路は、電源電圧間にハイサイドパワー素子とローサイドパワー素子とが直列に接続される。ハイサイドパワー素子とローサイドパワー素子とは、ＰＷＭ動作によって相補的にオンオフ制御される。直列に接続されたハイサイドパワー素子とローサイドパワー素子とに１素子耐圧以上で上下耐圧未満の過電圧が印加された場合、一方のパワー素子がオン状態であれば、他方のパワー素子は、アバランシェ状態に入る。オン状態にあるパワー素子は、飽和領域から活性領域へ移行することで、オン状態のパワー素子のゲート電圧に依存する短絡電流が両方のパワー素子に流れる。この場合、アバランシェ状態にあるパワー素子は、アバランシェ電流が流れることになるため、エネルギー消費が大きくなって熱破壊し易い。
【０００３】
そこで、オン状態のパワー素子のゲート電圧を下げることで、短絡電流を小さくし、アバランシェ状態にあるパワー素子のエネルギー消費を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。アバランシェ状態にあるパワー素子のエネルギー消費を抑制することで、破壊耐量が向上し、熱破壊に至る前に保護動作の実行が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平７－２５０４８２号公報
【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、従来技術は、出力端子電圧をモニタすることで、ローサイドのパワー素子が活性領域（短絡状態）にある場合に、ローサイドのパワー素子のゲート電圧を低く絞っている。出力端子電圧は、グランド基準であるため、ハイサイドのパワー素子が飽和領域（通常状態）にあるか活性領域であるかを判断できない。従って、ハイサイドのパワー素子が活性領域（短絡状態）にある場合に、ゲート電圧を下げることができず、ローサイドのパワー素子がアバランシェ状態にある場合の短絡電流や、地絡事故における短絡電流を小さくすることができず、保護動作前にローサイドのパワー素子が熱破壊してしまう懸念があった。
【０００６】
本開示は、活性領域で動作するパワー素子のゲート電圧を引き下げることができるモータドライバを提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示のモータドライバは、モータ用電源電圧に直列に接続された複数のパワー素子を備えたインバータ回路に対して、前記パワー素子を駆動する駆動信号を供給するモータドライバであって、前記モータ用電源電圧の過電圧を検出する過電圧検出回路を備えると共に、前記インバータ回路を構成する前記パワー素子のそれぞれに、前記パワー素子の主端子間に接続された短絡検出素子と、前記短絡検出素子を用いて検出された主端子間電圧が予め設定された短絡閾電圧を超えた場合に短絡を検出する短絡検出回路と、前記パワー素子がオン状態で、前記短絡検出回路によって短絡が検出され、且つ前記過電圧検出回路によって過電圧が検出されると、前記駆動信号の電圧レベルを引き下げる過電圧切換回路と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本開示のモータドライバは、活性領域で動作するパワー素子のゲート電圧を引き下げ、短絡電流を抑制できるため、アバランシェ状態のパワー素子が熱破壊するまでの時間を延ばすことができ、保護動作の時間を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
モータドライバの構成例を示す図である。
図１に示すハイサイドドライバでの構成例を示す図である。
図１に示すローサイドドライバでの構成例を示す図である。
図２に示すハイサイドドライバのＵ相が地絡した場合の動作シーケンスである。
図３に示すローサイドドライバのＵ相が天絡した場合の動作シーケンスである。
図２に示すハイサイドドライバの過電圧が印加された場合の動作シーケンスである。
図３に示すローサイドドライバの過電圧が印加された場合の動作シーケンスである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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