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公開番号2025144416
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024044175
出願日2024-03-19
発明の名称可変抵抗回路および制御回路
出願人三菱自動車工業株式会社
代理人ケー・ティー・アンド・エス弁理士法人
主分類H03K 17/12 20060101AFI20250925BHJP(基本電子回路)
要約【課題】新規の回路デザインによる3以上の抵抗値を取り得る可変抵抗回路を提供する。
【解決手段】可変抵抗回路は、第1入力端子および第1出力端子を有する第1抵抗器と、第2入力端子および第2出力端子を有する第2抵抗器と、第1入力端子と第2入力端子の間に接続された第1スイッチと、第1出力端子と第2出力端子の間に接続された第2スイッチと、第1出力端子と第2入力端子の間に接続された第3スイッチと、を備える。第1入力端子は、主スイッチング素子を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成回路に接続されている。第2出力端子は、主スイッチング素子の制御端子に接続されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１入力端子および第１出力端子を有する第１抵抗器と、
第２入力端子および第２出力端子を有する第２抵抗器と、
前記第１入力端子と前記第２入力端子の間に接続された第１スイッチと、
前記第１出力端子と前記第２出力端子の間に接続された第２スイッチと、
前記第１出力端子と前記第２入力端子の間に接続された第３スイッチと、を備え、
前記第１入力端子は、主スイッチング素子を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成回路に接続され、
前記第２出力端子は、前記主スイッチング素子の制御端子に接続されている、
可変抵抗回路。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
主スイッチング素子の２つの主端子が電気的に接続される接続状態から前記主スイッチング素子の前記２つの主端子が電気的に切断される切断状態まで遷移する遷移期間内の第１期間に前記主スイッチング素子の端子間電圧を第１変化率で変化させ、前記遷移期間内の前記第１期間に引き続く第２期間に前記主スイッチング素子の前記端子間電圧を第２変化率で変化させる制御回路であって、
前記第２変化率は、前記第１変化率以下に制御され、
前記端子間電圧に含まれるサージ電圧を特定し、
前記サージ電圧が大きいほど、前記第２変化率を小さな値に調整する、
制御回路。
【請求項３】
前記制御回路は、さらに、
前記主スイッチング素子の温度を特定し、
前記サージ電圧が大きいほど前記第２変化率を小さな値に調整し、前記主スイッチング素子の温度が高いほど前記第１変化率を大きな値に調整する、
請求項２に記載の制御回路。
【請求項４】
前記制御回路は、さらに、
前記主スイッチング素子の温度を特定し、
前記主スイッチング素子の温度が高いほど、前記第１期間の長さを長くする、
請求項２に記載の制御回路。
【請求項５】
前記制御回路は、さらに、
前記主スイッチング素子の温度が所定以上の場合、前記第１期間の長さを長くするとともに、前記第２期間における前記第２変化率を小さくする
請求項４に記載の制御回路。
【請求項６】
前記制御回路は、さらに、
前記主スイッチング素子に接続されたモータに要求される目標回転トルクおよび前記モータに要求される目標回転数を示す指令を取得し、
前記目標回転トルクおよび前記目標回転数の組合わせに応じて前記サージ電圧の大きさを特定する、
請求項２に記載の制御回路。
【請求項７】
可変抵抗回路が前記主スイッチング素子を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成回路と前記主スイッチング素子の制御端子との間に接続されており、
前記制御回路は、前記可変抵抗回路の抵抗値を調整することにより、前記第２変化率を調整する、
請求項２～５の何れか１項に記載の制御回路。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、可変抵抗回路および制御回路に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
スイッチング素子は、バイポーラトランジスタ、電界効果トランジスタ、サイリスタ、ＩＧＢＴ（Insulated-Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、その他のスイッチング機能を有する半導体素子を含む。一般に、スイッチング素子は、コレクタおよびエミッタ（あるいは、ソースおよびドレイン）と称される２つの主端子と、ゲート（あるいは、ベース）と称される制御端子を有する。スイッチング素子は、制御端子に入力された駆動信号に基づいて、２つの主端子が電気的に接続される接続状態および２つの主端子が電気的に切断される切断状態を選択的に取り得る。
【０００３】
スイッチング素子の２つの主端子間の電圧（以下、「端子間電圧」という）は、接続状態から切断状態に遷移する期間（以下、「遷移期間」という）に、ある変化率で上昇する。端子間電圧の変化時には、遷移期間の端子間電圧が定常状態より瞬間的に増加するサージ電圧が発生するが、端子間電圧の変化率が大きいと、サージ電圧の増大を招く。この変化率が小さいと、スイッチング素子での電力損失の増大を招く。一般に、端子間電圧の変化率は、スイッチング素子の制御端子と駆動信号生成回路との間に接続された抵抗器により調整可能である。
【０００４】
特許文献１は、このような抵抗器を含むゲート駆動回路を開示している。具体的には、ゲート駆動回路は、パルス発生装置とスイッチング素子のゲート出力端子との間に接続された第１抵抗器と、第１抵抗器に並列接続された第２抵抗器とを備える。第２抵抗器は、第１抵抗器よりも高い抵抗値を有する。ゲート駆動回路は、さらに、スイッチング素子の遷移期間中の端子間電圧の変化率を検出する回路と、この変化率に応じて第１抵抗器と第２抵抗器の一方をパルス発生装置に接続する切替スイッチとを備える。切替スイッチは、まず第１抵抗器を接続し、遷移期間中の端子間電圧の変化率が閾値未満であれば、第１抵抗器を引き続き接続し、遷移期間中の端子間電圧の変化率が閾値以上であれば、第２抵抗器を接続する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－２２０８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のゲート駆動回路は、並列接続された第１抵抗器および第２抵抗器を選択的に接続する可変抵抗回路を含む。しかし、特許文献１は、３以上の抵抗値を取り得る可変抵抗回路を提案していない。特許文献１の回路設計に従えば、３以上の抵抗値を取り得るためには、可変抵抗回路は、単純に、並列接続された３つの抵抗器および３つのスイッチを含むことになると考えられる。本開示の１つの課題は、このような従来の回路設計とは異なる回路設計により、３以上の抵抗値を取り得る可変抵抗回路を提供することである。
【０００７】
また、スイッチング素子は、サージ電圧が発生しても端子間電圧がスイッチング素子の耐圧を超えないようにする必要がある。そのためには端子間電圧の変化率を小さくすることが考えられるが、端子間電圧の変化率を小さくするとスイッチング素子における電力損失が大きくなる。また、スイッチング素子は、２つの主端子間に流れる電流が状況により変化するアプリケーションに適用されることもあるため、状況により変化するサージ電圧に適応可能なスイッチング素子の制御回路が提供されることが好ましい。本開示の別の課題は、変化し得るサージ電圧に適応し、端子間電圧がスイッチング素子の耐圧を超えることを抑制しつつスイッチング素子における電力損失を抑制する制御回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様に係る可変抵抗回路は、第１入力端子および第１出力端子を有する第１抵抗器と、第２入力端子および第２出力端子を有する第２抵抗器と、第１入力端子と第２入力端子の間に接続された第１スイッチと、第１出力端子と第２出力端子の間に接続された第２スイッチと、第１出力端子と第２入力端子の間に接続された第３スイッチと、を備える。第１入力端子は、主スイッチング素子を駆動する駆動信号を生成する駆動信号生成回路に接続されている。第２出力端子は、前記主スイッチング素子の制御端子に接続されている。
【０００９】
本開示の別の態様に係る制御回路は、主スイッチング素子の２つの主端子が電気的に接続される接続状態から主スイッチング素子の２つの主端子が電気的に切断される切断状態まで遷移する遷移期間内の第１期間に主スイッチング素子の端子間電圧を第１変化率で変化させ、遷移期間内の第１期間に引き続く第２期間に主スイッチング素子の端子間電圧を第１変化率と異なる第２変化率で変化させる制御回路である。第２変化率は、前記第１変化率以下に制御される。制御回路は、端子間電圧に含まれるサージ電圧を特定し、サージ電圧が大きいほど、第２変化率を小さな値に調整する。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の一態様によれば、新規の回路デザインによる３以上の抵抗値を取り得る可変抵抗回路を提供できる。本開示の別の態様によれば、変化し得るサージ電圧に適応可能な制御回路を提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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