特開 2023-139868 スイッチング回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023139868

(43)【公開日】2023-10-04

(54)【発明の名称】スイッチング回路

(51)【国際特許分類】

   H02M 1/00 20070101AFI20230927BHJP

   H02M 1/08 20060101ALI20230927BHJP

   H03K 17/16 20060101ALI20230927BHJP

   H03K 17/687 20060101ALI20230927BHJP

【ＦＩ】

H02M1/00 H

H02M1/00 E

H02M1/08 A

H03K17/16 F

H03K17/687 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022045616

(22)【出願日】2022-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110000110

【氏名又は名称】弁理士法人 快友国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山田 卓司

【テーマコード（参考）】

5H740

5J055

【Ｆターム（参考）】

5H740AA04

5H740AA05

5H740BA12

5H740BB05

5H740BB09

5H740BB10

5H740BC01

5H740BC02

5H740HH06

5H740JA01

5H740JB01

5H740JB02

5H740KK01

5H740MM08

5H740MM11

5J055AX25

5J055AX27

5J055AX56

5J055AX64

5J055BX16

5J055DX13

5J055DX22

5J055EY01

5J055EY10

5J055EY12

5J055EY21

5J055EZ53

5J055FX05

5J055FX13

5J055GX01

5J055GX03

(57)【要約】

【課題】 スイッチング素子の誤点弧を抑制するとともに、対象スイッチング素子のゲートに負電位が印加される期間を短くする。
【解決手段】 スイッチング回路であって、対象ゲート制御回路が、ゲートオフ電位として、第１ゲートオフ電位と、低電位主端子の電位よりも低い第２ゲートオフ電位を対象スイッチング素子のゲートに印加可能である。対象ゲート制御回路が、対向ダイオードに順電流が流れているか否かを判定可能である。対象ゲート制御回路が、対向ダイオードに順電流が流れている状態で対向スイッチング素子がターンオンする第１タイミングでは対象スイッチング素子のゲートに第１ゲートオフ電位を印加し、対向ダイオードに順電流が流れていない状態で対向スイッチング素子がターンオンする第２タイミングでは対象スイッチング素子のゲートに第２ゲートオフ電位を印加する。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチング回路（２０ａ）であって、
高電位配線（１２）と、
出力配線（１６ａ）と、
低電位配線（１４）と、
前記高電位配線に接続された高電位主端子と前記出力配線に接続された低電位主端子とゲートを有する第１スイッチング素子（２１）と、
前記出力配線に接続された高電位主端子と前記低電位配線に接続された低電位主端子とゲートを有する第２スイッチング素子（２２）と、
前記第１スイッチング素子の前記高電位主端子に接続されたカソードと前記第１スイッチング素子の前記低電位主端子に接続されたアノードを有する第１ダイオード（２３）と、
前記第２スイッチング素子の前記高電位主端子に接続されたカソードと前記第２スイッチング素子の前記低電位主端子に接続されたアノードを有する第２ダイオード（２４）と、
前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子のうちの一方を対象スイッチング素子とするとともに他方を対向スイッチング素子としたときに、前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位をゲートオン電位とゲートオフ電位の間で変更する対象ゲート制御回路（２５）と、
前記対向スイッチング素子の前記ゲートの電位をゲートオン電位（ＶＣＣ）とゲートオフ電位の間で変更する対向ゲート制御回路（２６）、
を有し、
前記対象ゲート制御回路と前記対向ゲート制御回路が、前記対象スイッチング素子と前記対向スイッチング素子が交互にオンするように前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位と前記対向スイッチング素子の前記ゲートの電位を制御し、
前記対象ゲート制御回路が、前記ゲートオフ電位として、前記対象スイッチング素子の前記低電位主端子の電位以上である第１ゲートオフ電位と、前記対象スイッチング素子の前記低電位主端子の電位よりも低い第２ゲートオフ電位（－ＶＮＧ）を前記対象スイッチング素子の前記ゲートに印加可能であり、
前記第１ダイオードと前記第２ダイオードのうちの前記対象スイッチング素子に対して並列に接続されている方が対象ダイオードであり、
前記第１ダイオードと前記第２ダイオードのうちの前記対向スイッチング素子に対して並列に接続されている方が対向ダイオードであり、
前記対象ゲート制御回路が、前記対向ダイオードに順電流が流れている状態で前記対向スイッチング素子がターンオンする第１タイミング（ｔ５）では前記対象スイッチング素子の前記ゲートに前記第１ゲートオフ電位を印加し、前記対向ダイオードに順電流が流れていない状態で前記対向スイッチング素子がターンオンする第２タイミング（Ｔｂ）では前記対象スイッチング素子の前記ゲートに前記第２ゲートオフ電位を印加する、
スイッチング回路。

【請求項2】

前記対象ゲート制御回路が、前記出力配線に流れる電流の向きに基づいて前記対向ダイオードに順電流が流れているか否かを判定する、請求項１に記載のスイッチング回路。

【請求項3】

前記対象ゲート制御回路が、前記対向スイッチング素子と前記対向ダイオードの並列回路に流れる電流の向きに基づいて前記対向ダイオードに順電流が流れているか否かを判定する、請求項１に記載のスイッチング回路。

【請求項4】

前記対象ゲート制御回路と前記対向ゲート制御回路に、前記対向スイッチング素子のターンオン指令とターンオフ指令を含む対向指令信号（ＳＧ２）が入力され、
前記対向ゲート制御回路が、前記対向指令信号に基づいて前記対向スイッチング素子の前記ゲートの電位を制御し、
前記対象ゲート制御回路が、前記対向ダイオードに順電流が流れている状態で前記ターンオン指令を受信すると、前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位を前記第１ゲートオフ電位から前記第２ゲートオフ電位に低下させ、その後、前記対向スイッチング素子のターンオンが完了するまで前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位を前記第２ゲートオフ電位に維持する、
請求項１～３のいずれか一項に記載のスイッチング回路。

【請求項5】

前記対象ゲート制御回路が、前記対向スイッチング素子の前記ゲートの電位に基づいて前記対向スイッチング素子のターンオンが完了したか否かを判定する、請求項４に記載のスイッチング回路。

【請求項6】

前記対象ゲート制御回路が、前記対象スイッチング素子の前記高電位主端子と前記低電位主端子の間の電圧に基づいて前記対向スイッチング素子のターンオンが完了したか否かを判定する、請求項４に記載のスイッチング回路。

【請求項7】

前記対象ゲート制御回路が、前記第２タイミングにおける前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位の上昇量を検出する上昇量検出回路（４６ａ）と、
前記上昇量検出回路で検出される前記上昇量が高いほど、前記第２ゲートオフ電位を低くする上昇量－第２ゲートオフ電位補正回路（４６ｂ）、
を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載のスイッチング回路。

【請求項8】

前記上昇量検出回路が、
前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位のピーク値をホールドするピーク値ホールド回路と、
前記ピーク値がホールドされてから次の前記第２タイミングが到来するまでに前記ピーク値をリセットするリセット回路（４６ｂ－７）と、
を有する、請求項７に記載のスイッチング回路。

【請求項9】

温度センサと、
前記温度センサで検出される温度が高いほど、前記第２ゲートオフ電位を低くする温度－第２ゲートオフ電位補正回路（４６ｂ）、
をさらに有する請求項１～８のいずれか一項に記載のスイッチング回路。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書に開示の技術は、スイッチング回路に関する。

【0002】

特許文献１に開示のインバータ回路は、高電位配線と低電位配線の間に直列に接続された２つのスイッチング素子を有している。また、２つのスイッチング素子の接続点に、出力配線が接続されている。また、インバータ回路は、スイッチング素子ごとにゲート制御回路を有している。各ゲート制御回路は、対応するスイッチング素子のゲート電位を制御する。ゲート制御回路は、ゲート電位をゲートオン電位とゲートオフ電位に切り換えることで、スイッチング素子をスイッチングさせる。また、ゲート制御回路は、ゲートオフ電位として、０Ｖ以上の第１ゲートオフ電位と０Ｖ未満の第２ゲートオフ電位を印加することができる。直列に接続されたうちの一方のスイッチング素子がターンオンするタイミングにおいて、容量結合によって、他方のスイッチング素子のゲート電位が瞬間的に上昇する場合がある。これに対し、各ゲート制御回路は、自身が接続されたスイッチング素子（以下、対象スイッチング素子という）がオフ状態にあり、対象スイッチング素子に対して直列に接続されたスイッチング素子（以下、対向スイッチング素子という）がオンするタイミングにおいて、対象スイッチング素子のゲートに第２ゲートオフ電位（すなわち、負電位）を印加する。これによって、対象スイッチング素子のゲート電位が容量結合によって上昇した場合でも、対象スイッチング素子が誤ってオンすること（以下、誤点弧という）が抑制される。また、スイッチング素子のゲートに負電位が印加されると、スイッチング素子が劣化し易い。これに対し、各ゲート制御回路は、対向スイッチング素子がターンオンするタイミング以外のオフ期間では、対象スイッチング素子のゲートに第１ゲートオフ電位を印加する。これによって、対象スイッチング素子の劣化が抑制される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０６８６９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本明細書では、対象スイッチング素子の誤点弧を抑制できるとともに、対象スイッチング素子のゲートに負電位が印加される期間をより短くすることが可能な技術を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

特許文献１の技術では、対向スイッチング素子がターンオンするタイミングにおいて、常に、対象スイッチング素子のゲートに負電位を印加する。しかしながら、対向スイッチング素子に並列接続されたダイオードに順電流が流れている状態で対向スイッチング素子がターンオンしても、容量結合による対象スイッチング素子のゲート電位の上昇は生じず、対象スイッチング素子の誤点弧は生じない。したがって、本明細書が開示するスイッチング回路は、以下の構成を有する。

【0006】

本明細書が開示するスイッチング回路は、高電位配線と、出力配線と、低電位配線と、前記高電位配線に接続された高電位主端子と前記出力配線に接続された低電位主端子とゲートを有する第１スイッチング素子と、前記出力配線に接続された高電位主端子と前記低電位配線に接続された低電位主端子とゲートを有する第２スイッチング素子と、前記第１スイッチング素子の前記高電位主端子に接続されたカソードと前記第１スイッチング素子の前記低電位主端子に接続されたアノードを有する第１ダイオードと、前記第２スイッチング素子の前記高電位主端子に接続されたカソードと前記第２スイッチング素子の前記低電位主端子に接続されたアノードを有する第２ダイオードと、前記第１スイッチング素子と前記第２スイッチング素子のうちの一方を対象スイッチング素子とするとともに他方を対向スイッチング素子としたときに前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位をゲートオン電位とゲートオフ電位の間で変更する対象ゲート制御回路と、前記対向スイッチング素子の前記ゲートの電位をゲートオン電位とゲートオフ電位の間で変更する対向ゲート制御回路、を有する。前記対象ゲート制御回路と前記対向ゲート制御回路が、前記対象スイッチング素子と前記対向スイッチング素子が交互にオンするように前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位と前記対向スイッチング素子の前記ゲートの電位を制御する。前記対象ゲート制御回路が、前記ゲートオフ電位として、前記対象スイッチング素子の前記低電位主端子の電位以上である第１ゲートオフ電位と、前記対象スイッチング素子の前記低電位主端子の電位よりも低い第２ゲートオフ電位を前記対象スイッチング素子の前記ゲートに印加可能である。前記第１ダイオードと前記第２ダイオードのうちの前記対象スイッチング素子に対して並列に接続されている方が対象ダイオードである。前記第１ダイオードと前記第２ダイオードのうちの前記対向スイッチング素子に対して並列に接続されている方が対向ダイオードである。前記対象ゲート制御回路が、前記対向ダイオードに順電流が流れている状態で前記対向スイッチング素子がターンオンする第１タイミングでは前記対象スイッチング素子の前記ゲートに前記第１ゲートオフ電位を印加し、前記対向ダイオードに順電流が流れていない状態で前記対向スイッチング素子がターンオンする第２タイミングでは前記対象スイッチング素子の前記ゲートに前記第２ゲートオフ電位を印加する。

【0007】

なお、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子は、ＦＥＴ（field effect transistor）であってもよいし、ＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）であってもよい。また、第１ダイオードは、第１スイッチング素子とは別に設けられたダイオードであってもよい。また、第１スイッチング素子がＦＥＴである場合には、第１ダイオードは第１スイッチング素子のボディダイオードであってもよい。また、第２ダイオードは、第２スイッチング素子とは別に設けられたダイオードであってもよい。また、第２スイッチング素子がＦＥＴである場合には、第２ダイオードは第２スイッチング素子のボディダイオードであってもよい。また、本明細書において、ゲートオン電位は、スイッチング素子をオンさせるのに必要なゲート電位を意味する。すなわち、ゲートオン電位は、スイッチング素子のゲート閾値以上の電位を意味する。また、本明細書において、ゲートオフ電位は、スイッチング素子をオフさせるのに必要なゲート電位を意味する。すなわち、ゲートオフ電位は、スイッチング素子のゲート閾値未満の電位を意味する。また、本明細書において、順電流は、ダイオードの内部をアノードからカソードに向かって流れる電流を意味する。

【0008】

このスイッチング回路では、対象ゲート制御回路が、対向ダイオードに順電流が流れている状態で対向スイッチング素子がターンオンする第１タイミングでは、対象スイッチング素子のゲートに第１ゲートオフ電位（すなわち、０Ｖ以上の電位）を印加する。第１タイミングでは、対向スイッチング素子がターンオンしても、容量結合による対象スイッチング素子のゲート電位の上昇は生じない。したがって、第１タイミングにおいて対象スイッチング素子のゲートに負電位を印加しなくても、誤点弧は生じない。また、第１タイミングにおいて対象スイッチング素子のゲートに０Ｖ以上の第１ゲートオフ電位を印加することで、対象スイッチング素子のゲートに負電位が印加される期間を短くすることができる。これによって、対象スイッチング素子の劣化を抑制できる。また、このスイッチング回路では、対象ゲート制御回路が、対向ダイオードに順電流が流れていない状態で対向スイッチング素子がターンオンする第２タイミングでは、対象スイッチング素子のゲートに第２ゲートオフ電位（すなわち、負電位）を印加する。第２タイミングでは、対向スイッチング素子がターンオンすることによって、容量結合による対象スイッチング素子のゲート電位の上昇が生じる場合がある。したがって、第２タイミングにおいて対象スイッチング素子のゲートに負電位を印加することで、誤点弧を抑制できる。以上に説明したように、このスイッチング回路によれば、対象スイッチング素子の誤点弧を抑制できるとともに、対象スイッチング素子のゲートに負電位が印加される期間を従来よりも短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】インバータの回路図。

【図2】スイッチング回路２０ａの回路図。

【図3】流出方向における電流経路の説明図。

【図4】流入方向における電流経路の説明図。

【図5】制御ＩＣ４７が実行する処理を示すフローチャート。

【図6】制御ＩＣ５７が実行する処理を示すフローチャート。

【図7】流入方向の動作における各値の変化を示すグラフ。

【図8】流出方向の動作における各値の変化を示すグラフ。

【図9】起動時の動作における各値の変化を示すグラフ。

【図10】スイッチング回路２０ａの変形例の回路図。

【図11】スイッチング回路２０ａ２の回路図。

【図12】ドレイン電位検出回路の一例を示す回路図。

【図13】ドレイン電位検出回路の一例を示す回路図。

【図14】スイッチング回路２０ａ３の回路図。

【図15】スイッチング回路２０ａ４の回路図。

【図16】上昇量ΔＶを示すグラフ。

【図17】ピークホールド回路の回路図。

【図18】ゲートオフ電位Ｖｏｆｆの算出方法を示すグラフ。

【図19】スイッチング回路２０ａ５の回路図。

【図20】スイッチング回路２０ａ５の変形例の回路図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本明細書が開示する一例のスイッチング回路では、前記対象ゲート制御回路が、前記出力配線に流れる電流の向きに基づいて前記対向ダイオードに順電流が流れているか否かを判定してもよい。

【0011】

出力配線に直列回路（すなわち、第１スイッチング素子と第２スイッチング素子の直列回路）から流出する方向に電流が流れている場合には、第１スイッチング素子がオフしているときに第２ダイオードに順電流が流れる。また、出力配線に直列回路に流入する方向に電流が流れている場合には、第２スイッチング素子がオフしているときに第１ダイオードに順電流が流れる。したがって、出力配線に流れる電流の向きに基づいて対向ダイオードに順電流が流れているか否かを適切に判定することができる。

【0012】

本明細書が開示する一例のスイッチング回路では、前記対象ゲート制御回路が、前記対向スイッチング素子と前記対向ダイオードの並列回路に流れる電流の向きに基づいて前記対向ダイオードに順電流が流れているか否かを判定してもよい。

【0013】

対向スイッチング素子と対向ダイオードの並列回路に対向ダイオードのアノードからカソードに向かう向きに電流が流れていれば、対向ダイオードに順電流が流れている。したがって、当該並列回路に流れる電流の向きに基づいて対向ダイオードに順電流が流れているか否かを適切に判定することができる。

【0014】

本明細書が開示する一例のスイッチング回路では、前記対象ゲート制御回路と前記対向ゲート制御回路に、前記対向スイッチング素子のターンオン指令とターンオフ指令を含む対向指令信号が入力されてもよい。前記対向ゲート制御回路が、前記対向指令信号に基づいて前記対向スイッチング素子の前記ゲートの電位を制御してもよい。前記対象ゲート制御回路が、前記対向ダイオードに順電流が流れている状態で前記ターンオン指令を受信すると、前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位を前記第１ゲートオフ電位から前記第２ゲートオフ電位に低下させ、その後、前記対向スイッチング素子のターンオンが完了するまで前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位を前記第２ゲートオフ電位に維持してもよい。

【0015】

この構成によれば、対象スイッチング素子のゲートに第２ゲートオフ電位（すなわち、負電位）が印加される期間をより短くすることができる。

【0016】

本明細書が開示する一例のスイッチング回路では、前記対象ゲート制御回路が、前記対向スイッチング素子の前記ゲートの電位に基づいて前記対向スイッチング素子のターンオンが完了したか否かを判定してもよい。

【0017】

この構成によれば、対向スイッチング素子のターンオンが完了したか否かを好適に判定することができる。

【0018】

本明細書が開示する一例のスイッチング回路では、前記対象ゲート制御回路が、前記対象スイッチング素子の前記高電位主端子と前記低電位主端子の間の電圧に基づいて前記対向スイッチング素子のターンオンが完了したか否かを判定してもよい。

【0019】

この構成によれば、対向スイッチング素子のターンオンが完了したか否かを好適に判定することができる。

【0020】

本明細書が開示する一例のスイッチング回路は、前記対象ゲート制御回路が、前記第２タイミングにおける前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位の上昇量を検出する上昇量検出回路と、前記上昇量検出回路で検出される前記上昇量が高いほど前記第２ゲートオフ電位を低くする上昇量－第２ゲートオフ電位補正回路、を有していてもよい。

【0021】

この構成によれば、対象スイッチング素子の劣化を効果的に抑制できる。

【0022】

本明細書が開示する一例のスイッチング回路では、前記上昇量検出回路が、前記対象スイッチング素子の前記ゲートの電位のピーク値をホールドするピーク値ホールド回路と、前記ピーク値がホールドされてから次の前記第２タイミングが到来するまでに前記ピーク値をリセットするリセット回路と、を有していてもよい。

【0023】

この構成によれば、第２タイミングにおける対象スイッチング素子のゲートの電位の上昇量を好適に検出できる。

【0024】

本明細書が開示する一例のスイッチング回路は、温度センサと、前記温度センサで検出される温度が高いほど前記第２ゲートオフ電位を低くする温度－第２ゲートオフ電位補正回路、をさらに有していてもよい。

【0025】

この構成によれば、対象スイッチング素子の劣化を効果的に抑制できる。

【実施例0026】

図１に示すインバータ１０は、車両に搭載されている。また、車両には、バッテリ８０とモータ８２が搭載されている。モータ８２は、三相モータである。モータ８２は、車両の駆動輪を駆動させて、車両を走行させる。インバータ１０は、高電位配線１２、低電位配線１４、及び、３つの出力配線１６ａ～１６ｃを有している。高電位配線１２は、バッテリ８０の正極に接続されている。低電位配線１４は、バッテリ８０の負極に接続されている。したがって、高電位配線１２と低電位配線１４の間にバッテリ８０の出力電圧（すなわち、直流電圧）が印加される。出力配線１６ａ～１６ｃは、モータ８２に接続されている。インバータ１０は、バッテリ８０によって高電位配線１２と低電位配線１４の間に供給される直流電力を三相交流電力に変換し、三相交流電力を出力配線１６ａ～１６ｃに出力する。インバータ１０によって出力された三相交流電力は、出力配線１６ａ～１６ｃを介してモータ８２に供給される。

【0027】

インバータ１０は、３つのスイッチング回路２０を有する。各スイッチング回路２０は、スイッチング素子２１とスイッチング素子２２を有している。スイッチング素子２１、２２は、ＦＥＴ（すなわち、field effect transistor）である。但し、スイッチング素子２１、２２が、ＩＧＢＴ（すなわち、insulated gate bipolar transistor）であってもよい。スイッチング素子２１のドレインは、高電位配線１２に接続されている。スイッチング素子２１のソースは、スイッチング素子２２のドレインに接続されている。スイッチング素子２２のソースは、低電位配線１４に接続されている。各スイッチング回路２０は、ゲート制御回路２５、２６を有している。ゲート制御回路２５は、スイッチング素子２１のゲートＧ２１に接続されている。ゲート制御回路２５は、スイッチング素子２１のゲート電位Ｖｇ２１を制御することで、スイッチング素子２１をスイッチングさせる。ゲート制御回路２６は、スイッチング素子２２のゲートＧ２２に接続されている。ゲート制御回路２６は、スイッチング素子２２のゲート電位Ｖｇ２２を制御することで、スイッチング素子２２をスイッチングさせる。各スイッチング回路２０は、ダイオード２３、２４を有している。ダイオード２３、２４は、スイッチング素子２１、２２のボディダイオードであってもよいし、ダイオード２３、２４とは別に設けられたダイオードであってもよい。ダイオード２３は、スイッチング素子２１に対して並列に接続されている。ダイオード２３のアノードはスイッチング素子２１のソースに接続されている。ダイオード２３のカソードはスイッチング素子２１のドレインに接続されている。ダイオード２４は、スイッチング素子２２に対して並列に接続されている。ダイオード２４のアノードはスイッチング素子２２のソースに接続されている。ダイオード２４のカソードはスイッチング素子２２のドレインに接続されている。３つのスイッチング回路２０のそれぞれは、対応する出力配線１６に接続されている。すなわち、３つのスイッチング回路２０のうちのスイッチング回路２０ａに、出力配線１６ａが接続されている。３つのスイッチング回路２０のうちのスイッチング回路２０ｂに、出力配線１６ｂが接続されている。３つのスイッチング回路２０のうちのスイッチング回路２０ｃに、出力配線１６ｃが接続されている。３つのスイッチング回路２０のそれぞれにおいて、スイッチング素子２１のソースとスイッチング素子２２のドレインとの接続点に、出力配線１６が接続されている。各スイッチング回路２０の各スイッチング素子２１、２２がスイッチングすることで、出力配線１６ａ～１６ｃに三相交流電力が出力される。

【0028】

インバータ１０は、電流センサ３１～３３を有している。電流センサ３１は、出力配線１６ａの電流Ｉｏｕｔ１を検出する。電流センサ３２は、出力配線１６ｂの電流Ｉｏｕｔ２を検出する。電流センサ３３は、出力配線１６ｃの電流Ｉｏｕｔ３を検出する。

【0029】

インバータ１０は、制御装置３０を有している。制御装置３０には、外部から、モータ８２に対する制御目標値が入力される。また、制御装置３０には、電流センサ３１～３３で検出された電流Ｉｏｕｔ１～Ｉｏｕｔ３の検出値が入力される。制御装置３０は、モータ８２対する制御目標値、電流Ｉｏｕｔ１～Ｉｏｕｔ３等に基づいて、３つのスイッチング回路２０に対する信号ＳＧ１、ＳＧ２を算出する。信号ＳＧ１はスイッチング素子２１のスイッチングタイミングを指令する値であり、信号ＳＧ２はスイッチング素子２２のスイッチングタイミングを指令する値である。制御装置３０は、スイッチング回路２０毎に異なる信号ＳＧ１、ＳＧ２を算出する。制御装置３０は、信号ＳＧ１、ＳＧ２を対応するスイッチング回路２０に送信する。また、制御装置３０は、電流Ｉｏｕｔ１～Ｉｏｕｔ３に基づいて、信号ＣＰを算出する。信号ＣＰは、電流Ｉｏｕｔ１～Ｉｏｕｔ３の向きを示す信号である。すなわち、信号ＣＰは、電流Ｉｏｕｔが、スイッチング回路２０からモータ８２に向かう向き（以下、流出方向という）に流れているか、モータ８２からスイッチング回路２０に向かう向き（以下、流入方向という）に流れているかを示す信号である。制御装置３０は、電流Ｉｏｕｔ１の向きを示す信号ＣＰをスイッチング回路２０ａに送信し、電流Ｉｏｕｔ２の向きを示す信号ＣＰをスイッチング回路２０ｂに送信し、電流Ｉｏｕｔ３の向きを示す信号ＣＰをスイッチング回路２０ｃに送信する。

【0030】

次に、スイッチング回路２０の詳細について説明する。なお、スイッチング回路２０ａ～２０ｃの構成は等しいので、以下では、スイッチング回路２０ａについて説明する。図２は、スイッチング回路２０ａが有するゲート制御回路２５、２６の詳細を示している。なお、以下の説明において、ゲート制御回路２５内の各電位はスイッチング素子２１のソースの電位を基準とする電位を意味し、ゲート制御回路２５内の各電位はスイッチング素子２２のソースの電位を基準とする電位を意味する。

【0031】

ゲート制御回路２５は、スイッチング素子２１のゲート電位Ｖｇ２１を変化させることで、スイッチング素子２１をスイッチングさせる。ゲート制御回路２５は、ＶＣＣ配線４３と、ソース配線４８と、直流電源４６を有している。ＶＣＣ配線４３には、電位ＶＣＣが印加されている。ソース配線４８は、スイッチング素子２１のソースに接続されている。すなわち、ソース配線４８の電位は、０Ｖ（すなわち、スイッチング素子２１のソースと同電位）である。また、直流電源４６は、０Ｖよりも低い負電位－ＶＮＧを出力する。ゲート制御回路２５は、ゲート電位Ｖｇ２１を、電位ＶＣＣ、０Ｖ、及び、負電位－ＶＮＧの間で変化させる。スイッチング素子２１のゲート閾値（すなわち、スイッチング素子２１をオンさせるのに必要な最低限のゲート電位Ｖｇ２１）は、電位ＶＣＣよりも低く、０Ｖよりも高い。したがって、電位ＶＣＣはスイッチング素子２１をオンさせるゲートオン電位であり、０Ｖと負電位－ＶＮＧはスイッチング素子２１をオフさせるゲートオフ電位である。ゲート制御回路２５は、ゲートオンスイッチ４０、ゲートオフスイッチ４１、ゲートオフスイッチ４２、ゲートオン抵抗４４、ゲートオフ抵抗４５、及び、制御ＩＣ４７を有している。

【0032】

ゲートオンスイッチ４０とゲートオン抵抗４４は、ＶＣＣ配線４３とゲートＧ２１の間に直列に接続されている。ゲートオンスイッチ４０は、ＦＥＴ等のスイッチング素子によって構成されている。ゲートオンスイッチ４０は、制御ＩＣ４７によって制御される。ゲートオンスイッチ４０がオンすると、ＶＣＣ配線４３からゲートオンスイッチ４０とゲートオン抵抗４４を通ってゲートＧ２１へゲート電流が流れ、ゲートＧ２１が充電される。これによって、ゲート電位Ｖｇ２１を電位ＶＣＣまで上昇させることができる。

【0033】

ゲートオフ抵抗４５とゲートオフスイッチ４１は、ゲートＧ２１とソース配線４８の間に直列に接続されている。ゲートオフスイッチ４１は、ＦＥＴ等のスイッチング素子によって構成されている。ゲートオフスイッチ４１は、制御ＩＣ４７によって制御される。ゲートオフスイッチ４１がオンすると、ゲートＧ２１からゲートオフ抵抗４５とゲートオフスイッチ４１とを通ってソース配線４８へゲート電流が流れ、ゲートＧ２１が放電される。これによって、ゲート電位Ｖｇ２１を０Ｖまで低下させることができる。

【0034】

直流電源４６は、正極と負極の間に電圧ＶＮＧを印加する。直流電源４６の正極は、ソース配線４８に接続されている。したがって、直流電源４６の負極の電位は、負電位－ＶＮＧ（すなわち、スイッチング素子２１のソースよりも低い電位）である。直流電源４６の負極は、ゲートオフスイッチ４２を介してゲートＧ２１に接続されている。ゲートオフスイッチ４２は、ＦＥＴ等のスイッチング素子によって構成されている。ゲートオフスイッチ４２は、制御ＩＣ４７によって制御される。ゲートオフスイッチ４２がオンすると、ゲートＧ２１に負電位－ＶＮＧが印加される。なお、負電位－ＶＮＧは、－ＶＮＧ＝Ｖｇｔｈ－Ｖｉｎ・Ｃｉｓｓ／Ｃｒｓｓを満たす値に設定することができる。なお、Ｖｇｔｈはスイッチング素子２１のゲート閾値であり、Ｖｉｎは高電位配線１２と低電位配線１４の間の電圧であり、Ｃｉｓｓはスイッチング素子２１の入力容量であり、Ｃｒｓｓはスイッチング素子２１の帰還容量である。

【0035】

上述したように、制御ＩＣ４７は、ゲートオンスイッチ４０、ゲートオフスイッチ４１、及び、ゲートオフスイッチ４２を制御する。制御ＩＣ４７がこれらを制御することで、ゲート電位Ｖｇ２１が制御される。また、制御ＩＣ４７は、ゲート電位検出配線４９によってゲートＧ２１に接続されており、ゲート電位Ｖｇ２１を検出することができる。制御ＩＣ４７には、信号ＣＰ、ＳＧ１、ＳＧ２、Ｓｏｎ１、Ｓｏｎ２が入出力される。これらの信号の制御ＩＣ４７に対する入出力は、絶縁素子３８を介して行われる。上述したように、信号ＣＰ、ＳＧ１、ＳＧ２は、制御装置３０から送信される信号であり、制御ＩＣ４７に入力される。信号Ｓｏｎ１は、スイッチング素子２１がオンしているかオフしているかを示す信号であり、制御ＩＣ４７から後述する制御ＩＣ５７へ送信される。制御ＩＣ４７は、ゲート電位検出配線４９を介してゲート電位Ｖｇ２１を検出し、検出したゲート電位Ｖｇ２１に基づいてスイッチング素子２１がオンしているかオフしているかを判定し、判定結果を信号Ｓｏｎ１として制御ＩＣ５７へ送信する。信号Ｓｏｎ２は、スイッチング素子２２がオンしているかオフしているかを示す信号であり、制御ＩＣ５７から制御ＩＣ４７へ送信される。

【0036】

ゲート制御回路２６は、スイッチング素子２２のゲート電位Ｖｇ２２を変化させることで、スイッチング素子２２をスイッチングさせる。ゲート制御回路２６は、ＶＣＣ配線５３と、ソース配線５８と、直流電源５６を有している。ＶＣＣ配線５３には、電位ＶＣＣが印加されている。ソース配線５８は、スイッチング素子２２のソースに接続されている。すなわち、ソース配線５８の電位は、０Ｖ（すなわち、スイッチング素子２２のソースと同電位）である。また、直流電源５６は、０Ｖよりも低い負電位－ＶＮＧを出力する。ゲート制御回路２６は、ゲート電位Ｖｇ２２を、電位ＶＣＣ、０Ｖ、及び、負電位－ＶＮＧの間で変化させる。スイッチング素子２２のゲート閾値（すなわち、スイッチング素子２２をオンさせるのに必要な最低限のゲート電位Ｖｇ２２）は、電位ＶＣＣよりも低く、０Ｖよりも高い。したがって、電位ＶＣＣはスイッチング素子２２をオンさせるゲートオン電位であり、０Ｖと負電位－ＶＮＧはスイッチング素子２２をオフさせるゲートオフ電位である。ゲート制御回路２６は、ゲートオンスイッチ５０、ゲートオフスイッチ５１、ゲートオフスイッチ５２、ゲートオン抵抗５４、ゲートオフ抵抗５５、及び、制御ＩＣ５７を有している。

【0037】

ゲートオンスイッチ５０とゲートオン抵抗５４は、ＶＣＣ配線５３とゲートＧ２２の間に直列に接続されている。ゲートオンスイッチ５０は、ＦＥＴ等のスイッチング素子によって構成されている。ゲートオンスイッチ５０は、制御ＩＣ５７によって制御される。ゲートオンスイッチ５０がオンすると、ＶＣＣ配線５３からゲートオンスイッチ５０とゲートオン抵抗５４を通ってゲートＧ２２へゲート電流が流れ、ゲートＧ２２が充電される。これによって、ゲート電位Ｖｇ２２を電位ＶＣＣまで上昇させることができる。

【0038】

ゲートオフ抵抗５５とゲートオフスイッチ５１は、ゲートＧ２２とソース配線５８の間に直列に接続されている。ゲートオフスイッチ５１は、ＦＥＴ等のスイッチング素子によって構成されている。ゲートオフスイッチ５１は、制御ＩＣ５７によって制御される。ゲートオフスイッチ５１がオンすると、ゲートＧ２２からゲートオフ抵抗５５とゲートオフスイッチ５１とを通ってソース配線５８へゲート電流が流れ、ゲートＧ２２が放電される。これによって、ゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖまで低下させることができる。

【0039】

直流電源５６は、正極と負極の間に電圧ＶＮＧを印加する。直流電源５６の正極は、ソース配線５８に接続されている。したがって、直流電源５６の負極の電位は、負電位－ＶＮＧ（すなわち、スイッチング素子２２のソースよりも低い電位）である。直流電源５６の負極は、ゲートオフスイッチ５２を介してゲートＧ２２に接続されている。ゲートオフスイッチ５２は、ＦＥＴ等のスイッチング素子によって構成されている。ゲートオフスイッチ５２は、制御ＩＣ５７によって制御される。ゲートオフスイッチ５２がオンすると、ゲートＧ２２に負電位－ＶＮＧが印加される。なお、負電位－ＶＮＧは、－ＶＮＧ＝Ｖｇｔｈ－Ｖｉｎ・Ｃｉｓｓ／Ｃｒｓｓを満たす値に設定することができる。なお、Ｖｇｔｈはスイッチング素子２２のゲート閾値であり、Ｖｉｎは高電位配線１２と低電位配線１４の間の電圧であり、Ｃｉｓｓはスイッチング素子２２の入力容量であり、Ｃｒｓｓはスイッチング素子２２の帰還容量である。

【0040】

上述したように、制御ＩＣ５７は、ゲートオンスイッチ５０、ゲートオフスイッチ５１、及び、ゲートオフスイッチ５２を制御する。制御ＩＣ５７がこれらを制御することで、ゲート電位Ｖｇ２２が制御される。また、制御ＩＣ５７は、ゲート電位検出配線５９によってゲートＧ２２に接続されており、ゲート電位Ｖｇ２２を検出することができる。制御ＩＣ５７には、信号ＣＰ、ＳＧ１、ＳＧ２、Ｓｏｎ１、Ｓｏｎ２が入出力される。これらの信号の制御ＩＣ５７に対する入出力は、絶縁素子３８を介して行われる。上述したように、信号ＣＰ、ＳＧ１、ＳＧ２は、制御装置３０から送信される信号であり、制御ＩＣ５７に入力される。信号Ｓｏｎ２は、スイッチング素子２２がオンしているかオフしているかを示す信号であり、制御ＩＣ５７から制御ＩＣ４７へ送信される。制御ＩＣ５７は、ゲート電位検出配線５９を介してゲート電位Ｖｇ２２を検出し、検出したゲート電位Ｖｇ２２に基づいてスイッチング素子２２がオンしているかオフしているかを判定し、判定結果を信号Ｓｏｎ２として制御ＩＣ４７へ送信する。信号Ｓｏｎ１は、スイッチング素子２１がオンしているかオフしているかを示す信号であり、上述したように制御ＩＣ４７から制御ＩＣ５７へ送信される。

【0041】

次に、スイッチング回路２０ａ内を流れる電流の経路について説明する。制御ＩＣ４７、５７は、デッドタイムを挟んでスイッチング素子２１とスイッチング素子２２が交互にオンするようにこれらを制御する。すなわち、制御ＩＣ４７、５７は、スイッチング素子２１がオンしているとともにスイッチング素子２２がオフしている第１オンタイム、スイッチング素子２１、２２が共にオフしている第１デッドタイム、スイッチング素子２２がオンしているとともにスイッチング素子２１がオフしている第２オンタイム、及び、スイッチング素子２１、２２が共にオフしている第２デッドタイムがこの順序で繰り返されるように、スイッチング素子２１、２２を制御する。スイッチング回路２０ａ内の電流経路は、スイッチング素子２１、２２の状態に応じて変化する。また、スイッチング回路２０ａ内の電流経路の変化態様は、出力配線１６ａに流れる電流Ｉｏｕｔ１の向きに応じて異なる。

【0042】

図３は、図１に示す電流Ｉｏｕｔ１の向きが流出方向である場合の電流経路の変化態様を示している。図３（ａ）が第１オンタイム、図３（ｂ）が第１デッドタイム、図３（ｃ）が第２オンタイム、図３（ｄ）が第２デッドタイムを示している。図３（ａ）に示すように、第１オンタイムでは、スイッチング素子２１がオンしているとともにスイッチング素子２２がオフしているので、スイッチング素子２１を通って高電位配線１２から出力配線１６ａへ電流Ｉが流れる。この状態では、出力配線１６ａの電位は高電位配線１２の電位と略等しい。次に、第１デッドタイム（すなわち、図３（ｂ））でスイッチング素子２１がオフする。すると、スイッチング素子２１で電流が停止する。すると、モータ８２のインダクタンスＬによって生じる誘導電圧によって出力配線１６ａの電位が低下し、ダイオード２４がオンする。このため、ダイオード２４を通って低電位配線１４から出力配線１６ａへ電流が流れる。すなわち、ダイオード２４に順電流が流れる。この状態では、出力配線１６ａの電位は低電位配線１４の電位と略等しい。次に、第２オンタイム（すなわち、図３（ｃ））でスイッチング素子２２がオンする。すると、ダイオード２４とスイッチング素子２２の並列回路を通って低電位配線１４から出力配線１６ａへ電流Ｉが流れるようになる。すなわち、スイッチング素子２２がオンすると、電流Ｉの流れる経路がダイオード２４とスイッチング素子２２に分岐する。言い換えると、スイッチング素子２２がオンしても、電流Ｉが低電位配線１４から出力配線１６ａへ流れる状態は変化せず、出力配線１６ａの電位はほとんど変化しない。したがって、スイッチング素子２１に印加される電圧はほとんど変化しない。このため、ダイオード２４に順電流が流れている状態でスイッチング素子２２がオンしても、スイッチング素子２１が誤点弧するおそれはない。次に、第２デッドタイム（すなわち、図３（ｄ））でスイッチング素子２２がオフする。すると、スイッチング素子２２で電流が停止する。この状態では、ダイオード２４を通って低電位配線１４から出力配線１６ａへ電流Ｉが流れる。次に、再び第１オンタイム（すなわち、図３（ａ））となり、スイッチング素子２１がオンする。すると、上述したように、スイッチング素子２１を通って高電位配線１２から出力配線１６ａへ電流Ｉが流れ、出力配線１６ａの電位が高電位配線１２の電位と略等しくなる。すなわち、スイッチング素子２１がオンすると、出力配線１６ａの電位が、低電位配線１４と略同電位から高電位配線１２と略同電位まで急上昇する。このように出力配線１６ａの電位が急上昇するので、スイッチング素子２２のドレインの電位が急上昇する。すると、スイッチング素子２２のドレインとゲートＧ２２の間の容量結合によって、ゲート電位Ｖｇ２２が瞬間的に上昇する。ゲート電位Ｖｇ２２の瞬間的な上昇によって、スイッチング素子２２が誤点弧するおそれがある。すなわち、ダイオード２３に順電流が流れていない状態でスイッチング素子２１がオンすると、スイッチング素子２２が誤点弧するおそれがある。以上に説明したように、電流Ｉｏｕｔ１の向きが流出方向である場合には、スイッチング素子２１がオンするときにスイッチング素子２２が誤点弧するおそれがある一方で、スイッチング素子２２がオンするときにはスイッチング素子２１が誤点弧するおそれはない。

【0043】

図４は、図１に示す電流Ｉｏｕｔ１の向きが流入方向である場合の電流経路の変化態様を示している。図４（ａ）が第１オンタイム、図４（ｂ）が第１デッドタイム、図４（ｃ）が第２オンタイム、図４（ｄ）が第２デッドタイムを示している。図４（ｃ）に示すように、第２オンタイムでは、スイッチング素子２２がオンしているとともにスイッチング素子２１がオフしているので、スイッチング素子２２を通って出力配線１６ａから低電位配線１４へ電流Ｉが流れる。この状態では、出力配線１６ａの電位は低電位配線１４の電位と略等しい。次に、第２デッドタイム（すなわち、図４（ｄ））でスイッチング素子２２がオフする。すると、スイッチング素子２２で電流が停止する。すると、モータ８２のインダクタンスＬによって生じる誘導電圧によって出力配線１６ａの電位が上昇し、ダイオード２３がオンする。このため、ダイオード２３を通って出力配線１６ａから高電位配線１２へ電流Ｉが流れる。すなわち、ダイオード２３に順電流が流れる。この状態では、出力配線１６ａの電位は高電位配線１２の電位と略等しい。次に、第１オンタイム（すなわち、図４（ａ））でスイッチング素子２１がオンする。すると、ダイオード２３とスイッチング素子２１の並列回路を通って出力配線１６ａから高電位配線１２へ電流Ｉが流れるようになる。すなわち、スイッチング素子２１がオンすると、電流Ｉの流れる経路がダイオード２３とスイッチング素子２１に分岐する。言い換えると、スイッチング素子２１がオンしても、電流Ｉが出力配線１６ａから高電位配線１２へ流れる状態は変化せず、出力配線１６ａの電位はほとんど変化しない。したがって、スイッチング素子２２に印加される電圧はほとんど変化しない。このため、ダイオード２３に順電流が流れている状態でスイッチング素子２１がオンしても、スイッチング素子２２が誤点弧するおそれはない。次に、第１デッドタイム（すなわち、図４（ｂ））でスイッチング素子２１がオフする。すると、スイッチング素子２１で電流が停止する。この状態では、ダイオード２３を通って出力配線１６から高電位配線１２へ電流Ｉが流れる。次に、再び第２オンタイム（すなわち、図４（ｃ））となり、スイッチング素子２２がオンする。すると、上述したように、スイッチング素子２２を通って出力配線１６ａから低電位配線１４へ電流Ｉが流れ、出力配線１６ａの電位が低電位配線１４の電位と略等しくなる。すなわち、スイッチング素子２２がオンすると、出力配線１６ａの電位が、高電位配線１２と略同電位から低電位配線１４と略同電位まで急低下する。このように出力配線１６ａの電位が急低下するので、スイッチング素子２１のドレインのソースに対する電位が急上昇する。すると、スイッチング素子２１のドレインとゲートＧ２１の間の容量結合によって、ゲート電位Ｖｇ２１が瞬間的に上昇する。ゲート電位Ｖｇ２１の瞬間的な上昇によって、スイッチング素子２１が誤点弧するおそれがある。すなわち、ダイオード２４に順電流が流れていない状態でスイッチング素子２２がオンすると、スイッチング素子２１が誤点弧するおそれがある。以上に説明したように、電流Ｉｏｕｔ１の向きが流入方向である場合には、スイッチング素子２２がオンするときにスイッチング素子２１が誤点弧するおそれがある一方で、スイッチング素子２１がオンするときにはスイッチング素子２２が誤点弧するおそれはない。

【0044】

次に、スイッチング回路２０によるゲート電位Ｖｇ２１、Ｖｇ２２の制御方法について説明する。図５は、制御ＩＣ４７が実行する処理を示している。また、図６は、制御ＩＣ５７が実行する処理を示している。制御ＩＣ４７、５７は、インバータ１０の動作中に図５、６の処理を繰り返し実行する。

【0045】

まず、電流Ｉｏｕｔ１の向きが流出方向である場合について説明する。電流Ｉｏｕｔ１の向きが流出方向の場合には、制御装置３０は、信号ＣＰをＨＩＧＨに制御する。図７は、電流Ｉｏｕｔ１の向きが流出方向である場合の各値の変化を示している。図７において、期間Ｔｏｎ１は第１オンタイムであり、期間Ｔｄ１は第１デッドタイムであり、期間Ｔｏｎ２は第２オンタイムであり、期間Ｔｄ２は第２デッドタイムである。また、上述したように、信号ＳＧ１はスイッチング素子２１のオン－オフを指令する値であり、信号ＳＧ２はスイッチング素子２２のオン－オフを指令する値である。

【0046】

図７に示すように、第２オンタイムＴｏｎ２では、信号ＳＧ１がＯＦＦであり、信号ＳＧ２がＯＮである。信号ＳＧ１がＯＦＦであるので、制御ＩＣ４７は、図５のステップＳ２でＹＥＳと判定し、ステップＳ４を実行する。制御ＩＣ４７は、信号ＣＰがＨＩＧＨであるので、ステップＳ４でＹＥＳと判定し、ステップＳ１２を実行する。ステップＳ１２では、制御ＩＣ４７は、ゲートオンスイッチ４０をオフ、ゲートオフスイッチ４１をオン、ゲートオフスイッチ４２をオフに制御することで、ゲート電位Ｖｇ２１を０Ｖに制御する。また、第２オンタイムＴｏｎ２では、信号ＳＧ２がＯＮであるので、制御ＩＣ５７は、図６のステップＳ５２でＮＯと判定し、ステップＳ６４を実行する。ステップＳ６４では、制御ＩＣ５７は、ゲートオンスイッチ５０をオン、ゲートオフスイッチ５１、５２をオフに制御することで、ゲート電位Ｖｇ２２を電位ＶＣＣに制御する。したがって、図７に示すように、第２オンタイムＴｏｎ２では、ゲート電位Ｖｇ２１が０Ｖに制御され、ゲート電位Ｖｇ２２が電位ＶＣＣに制御される。このため、第２オンタイムＴｏｎ２では、スイッチング素子２１がオフしており、スイッチング素子２２がオンしている。その結果、図３（ｃ）に示す電流経路で電流Ｉが流れる。この状態では、出力配線１６ａの電位が低電位配線１４の電位と略等しいので、スイッチング素子２１のドレイン－ソース間の電圧Ｖｄｓ２１は高く、スイッチング素子２２のドレイン－ソース間の電圧Ｖｄｓ２２は低い。

【0047】

その後、タイミングｔ１において、信号ＳＧ２がＯＮからＯＦＦに切り替わる。タイミングｔ１において、信号ＳＧ１はＯＦＦに維持される。タイミングｔ１の後の期間は、信号ＳＧ１と信号ＳＧ２が共にＯＦＦである第２デッドタイムＴｄ２である。信号ＳＧ２がＯＮからＯＦＦに切り替わると、制御ＩＣ５７が、図６のステップＳ５２でＹＥＳと判定し、ステップＳ５４を実行する。制御ＩＣ５７は、信号ＣＰがＨＩＧＨであるので、ステップＳ５４でＹＥＳと判定し、ステップＳ５６を実行する。制御ＩＣ５７は、信号ＳＧ１がＯＦＦであるので、ステップＳ５６でＮＯと判定し、ステップＳ６２を実行する。ステップＳ６２では、制御ＩＣ５７は、ゲートオンスイッチ５０をオフ、ゲートオフスイッチ５１をオン、ゲートオフスイッチ５２をオフに制御する。このため、ゲートオフ抵抗５５とゲートオフスイッチ５２を介してゲートＧ２２が放電される。したがって、タイミングｔ１の後に、ゲート電位Ｖｇ２２が０Ｖまで低下し、スイッチング素子２２がオフする。制御ＩＣ５７は、第２デッドタイムＴｄ２の間にステップＳ５２、Ｓ５４、Ｓ５６、Ｓ６２を繰り返すことでゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに維持する。また、制御ＩＣ４７は、第２デッドタイムＴｄ２中に第２オンタイムＴｏｎ２と同様にして、ゲート電位Ｖｇ２１を０Ｖに維持し、スイッチング素子２１をオフに維持する。したがって、第２デッドタイムＴｄ２では、図３（ｄ）に示す電流経路で電流Ｉが流れる。第２デッドタイムＴｄ２では、第２オンタイムＴｏｎ２から電圧Ｖｄｓ２１、Ｖｄｓ２２はほとんど変化しない。

【0048】

その後、タイミングｔ２において、信号ＳＧ１がＯＦＦからＯＮに切り替わる。タイミングｔ２において、信号ＳＧ２はＯＦＦに維持される。すなわち、タイミングｔ２の後の期間は、信号ＳＧ１がＯＮで信号ＳＧ２がＯＦＦである第１オンタイムＴｏｎ１である。

【0049】

タイミングｔ２において信号ＳＧ１がＯＦＦからＯＮに切り替わると、制御ＩＣ４７が、図５のステップＳ２でＮＯと判定し、ステップＳ１４を実行する。ステップＳ１４では、制御ＩＣ４７は、ゲートオンスイッチ４０をオン、ゲートオフスイッチ４１、４２をオフに制御する。このため、ゲートオン抵抗４４とゲートオンスイッチ４０を介してゲートＧ２１が充電される。したがって、タイミングｔ２の後に、ゲート電位Ｖｇ２１が上昇する。ゲート電位Ｖｇ２１は、タイミングｔ２から所定時間経過後に電位ＶＣＣまで達する。制御ＩＣ４７は、ゲート電位検出配線４９を介してゲート電位Ｖｇ２１をモニタしている。タイミングｔ２の後に、制御ＩＣ４７は、ゲート電位Ｖｇ２１に基づいてスイッチング素子２１のターンオンが完了したか否かを判定する。制御ＩＣ４７は、ゲート電位Ｖｇ２１が基準値（例えば、電位ＶＣＣに近い値）まで上昇したときにスイッチング素子２１のターンオンが完了したと判定することができる。また、他の例では、制御ＩＣ４７は、ゲート電位Ｖｇ２１の上昇速度が基準値以下まで低下したとき（すなわち、ゲート電位Ｖｇ２１が安定したとき）にスイッチング素子２１のターンオンが完了したと判定することができる。制御ＩＣ４７は、スイッチング素子２１のターンオンが完了していない場合には信号Ｓｏｎ１としてＬＯＷを出力し、スイッチング素子２１のターンオンが完了した場合には信号Ｓｏｎ１としてＨＩＧＨを出力する。図７では、制御ＩＣ４７は、タイミングｔ３において信号Ｓｏｎ１をＬＯＷからＨＩＧＨに切り換える。

【0050】

また、タイミングｔ２において信号ＳＧ１がＯＦＦからＯＮに切り替わると、制御ＩＣ５７が、ステップＳ５６でＹＥＳと判定し、ステップＳ５８を実行する。ステップＳ５８では、制御ＩＣ５７は、信号Ｓｏｎ１に基づいて、スイッチング素子２１のターンオンが完了したか否かを判定する。タイミングｔ２の直後の期間Ｔａ（すなわち、タイミングｔ２からタイミングｔ３の間の期間Ｔａ）では、スイッチング素子２１のターンオンが完了しておらず、信号Ｓｏｎ１はＬＯＷである。したがって、制御ＩＣ５７は、ステップＳ５８でＮＯと判定し、ステップＳ６０を実行する。ステップＳ６０では、制御ＩＣ５７は、ゲートオンスイッチ５０をオフ、ゲートオフスイッチ５１をオフ、ゲートオフスイッチ５２をオンに制御することで、ゲート電位Ｖｇ２２を負電位－ＶＮＧに制御する。期間Ｔａでは、制御ＩＣ５７は、ステップＳ５８、Ｓ６０を繰り返してゲート電位Ｖｇ２２を負電位－ＶＮＧに維持する。その後、タイミングｔ３で信号Ｓｏｎ１がＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わると、制御ＩＣ５７は、ステップＳ５８でＹＥＳと判定し、ステップＳ６２を実行する。上述したように、ステップＳ６２では、制御ＩＣ５７は、ゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに制御する。タイミングｔ３以降の第１オンタイムＴｏｎ１では、制御ＩＣ５７は、ステップＳ５２、Ｓ５４、Ｓ５６、Ｓ５８、Ｓ６２を繰り返すことで、ゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに維持する。このように、第１オンタイムＴｏｎ１では、制御ＩＣ５７は、タイミングｔ２からタイミングｔ３の間の期間Ｔａでゲート電位Ｖｇ２２を負電位－ＶＮＧに制御し、タイミングｔ３以降にゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに制御する。

【0051】

タイミングｔ２において信号ＳＧ１がＯＦＦからＯＮに切り替わると、期間Ｔａにおいてスイッチング素子２１がターンオンする。その結果、上述したように、図３（ｄ）の状態から図３（ａ）の状態へ電流経路が変化し、出力配線１６ａの電位が急上昇する。このため、期間Ｔａ内に、電圧Ｖｄｓ２１が急低下し、電圧Ｖｄｓ２２が急上昇する。電圧Ｖｄｓ２２が急上昇した結果、スイッチング素子２２のドレインとゲートＧ２２の間の容量結合によって、ゲートＧ２２の電位が瞬間的に上昇する場合がある。すなわち、図７に示すように、期間Ｔａにおいてゲート電位Ｖｇ２２の瞬間的な上昇８４が生じる場合がある。本実施例では、期間Ｔａにおいて制御ＩＣ５７がゲート電位Ｖｇ２２を負電位－ＶＮＧに制御しているので、上昇８４が生じても、ゲート電位Ｖｇ２２がゲート閾値を超え難い。これによって、スイッチング素子２２の誤点弧が抑制される。

【0052】

その後、タイミングｔ４において信号ＳＧ１がＯＮからＯＦＦに切り替わる。タイミングｔ４において、信号ＳＧ２はＯＦＦに維持される。すなわち、タイミングｔ４の後の期間は、信号ＳＧ１と信号ＳＧ２が共にＯＦＦである第１デッドタイムＴｄ１である。信号ＳＧ１がＯＮからＯＦＦに切り替わると、制御ＩＣ４７が、図５のステップＳ２でＹＥＳと判定し、ステップＳ４を実行する。制御ＩＣ４７は、信号ＣＰがＨＩＧＨであるので、ステップＳ４でＹＥＳと判定し、ステップＳ１２を実行する。上述したように、ステップＳ１２では、制御ＩＣ４７は、ゲート電位Ｖｇ２１を０Ｖに制御する。したがって、スイッチング素子２１がターンオフする。また、信号ＳＧ１がＯＮからＯＦＦに切り替わると、制御ＩＣ５７が、図６のステップＳ５６でＮＯと判定し、ステップＳ６２を実行する。上述したように、ステップＳ６２では、制御ＩＣ５７は、ゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに制御する。したがって、スイッチング素子２２がオフに維持される。したがって、タイミングｔ４において、図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態へ電流経路が切り替わる。このとき、出力配線１６ａの電位が急低下するので、電圧Ｖｄｓ２１が急上昇し、電圧Ｖｄｓ２２が急低下する。

【0053】

その後、タイミングｔ５において信号ＳＧ２がＯＦＦからＯＮに切り替わる。タイミングｔ５において、信号ＳＧ１はＯＦＦに維持される。すなわち、タイミングｔ５の後の期間は、信号ＳＧ２がＯＮで信号ＳＧ１がＯＦＦである第２オンタイムＴｏｎ２である。信号ＳＧ２がＯＦＦからＯＮに切り替わると、制御ＩＣ５７が、図６のステップＳ５２でＮＯと判定し、ステップＳ６４を実行する。上述したように、ステップＳ６４では、制御ＩＣ５７は、ゲート電位Ｖｇ２２を電位ＶＣＣに制御する。したがって、スイッチング素子２２がターンオンする。また、タイミングｔ５において信号ＳＧ２がＯＦＦからＯＮに切り替わっても、制御ＩＣ４７は動作を変更しない。すなわち、制御ＩＣ４７は、第１デッドタイムＴｄ１から第２オンタイムＴｏｎ２にかけて、ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ１２を繰り返し実行し、ゲート電位Ｖｇ２１を０Ｖに制御する。すなわち、制御ＩＣ４７は、スイッチング素子２１をオフ状態に維持する。したがって、タイミングｔ５において、図３（ｂ）に示す状態から図３（ｃ）に示す状態に電流経路が切り替わる。上述したように、図３（ｂ）に示す電流経路から図３（ｃ）に示す電流経路に切り替わるときに、出力配線１６ａの電位はほとんど変化しない。したがって、タイミングｔ５において、ゲート電位Ｖｇ２１の瞬間的な上昇は生じない。このため、タイミングｔ５においてゲート電位Ｖｇ２１を負電位に制御しなくても、スイッチング素子２１の誤点弧は生じない。

【0054】

次に、電流Ｉｏｕｔ１の向きが流入方向である場合について説明する。電流Ｉｏｕｔ１の向きが流入方向の場合には、制御装置３０は、信号ＣＰをＬＯＷに制御する。図８は、電流Ｉｏｕｔ１の向きが流入方向である場合の各値の変化を示している。

【0055】

図８に示すように、第１オンタイムＴｏｎ１では、信号ＳＧ１がＯＮであり、信号ＳＧ２がＯＦＦである。信号ＳＧ１がＯＮであるので、制御ＩＣ４７は、図５のステップＳ２でＮＯと判定し、ステップＳ１４を実行する。上述したように、制御ＩＣ４７、ステップＳ１４でゲート電位Ｖｇ２１を電位ＶＣＣに制御する。また、信号ＳＧ２がＯＦＦであるので、制御ＩＣ５７は、図６のステップＳ５２でＹＥＳと判定し、ステップＳ５４を実行する。信号ＣＰがＬＯＷであるので、制御ＩＣ５７は、ステップＳ５４でＮＯと判定し、ステップＳ６２を実行する。上述したように、制御ＩＣ５７は、ステップＳ６２でゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに制御する。このため、第１オンタイムＴｏｎ１では、スイッチング素子２１がオンしており、スイッチング素子２２がオフしている。その結果、図４（ａ）に示す電流経路で電流Ｉが流れる。この状態では、出力配線１６ａの電位が高電位配線１２の電位と略等しいので、電圧Ｖｄｓ２１は低く、電圧Ｖｄｓ２２は高い。

【0056】

その後、タイミングｔ１１において、信号ＳＧ１がＯＮからＯＦＦに切り替わる。タイミングｔ１１において、信号ＳＧ２はＯＦＦに維持される。タイミングｔ１１の後の期間は、信号ＳＧ１と信号ＳＧ２が共にＯＦＦである第１デッドタイムＴｄ１である。信号ＳＧ１がＯＮからＯＦＦに切り替わると、制御ＩＣ４７が、図５のステップＳ２でＹＥＳと判定し、ステップＳ４を実行する。制御ＩＣ４７は、信号ＣＰがＬＯＷであるので、ステップＳ４でＮＯと判定し、ステップＳ６を実行する。制御ＩＣ４７は、信号ＳＧ２がＯＦＦであるので、ステップＳ６でＮＯと判定し、ステップＳ１２を実行する。上述したように、ステップＳ１２では、制御ＩＣ４７は、ゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに制御する。また、制御ＩＣ５７は、第１デッドタイムＴｄ１中に第１オンタイムＴｏｎ１と同様にして、ゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに維持する。したがって、第１デッドタイムＴｄ１では、図４（ｂ）に示す電流経路で電流Ｉが流れる。第１デッドタイムＴｄ１では、第１オンタイムＴｏｎ１から電圧Ｖｄｓ２１、Ｖｄｓ２２はほとんど変化しない。

【0057】

その後、タイミングｔ１２において、信号ＳＧ２がＯＦＦからＯＮに切り替わる。タイミングｔ１２において、信号ＳＧ１はＯＦＦに維持される。すなわち、タイミングｔ１２の後の期間は、信号ＳＧ２がＯＮで信号ＳＧ１がＯＦＦである第２オンタイムＴｏｎ２である。

【0058】

タイミングｔ１２において信号ＳＧ２がＯＦＦからＯＮに切り替わると、制御ＩＣ５７が、図６のステップＳ５２でＮＯと判定し、ステップＳ６４を実行する。ステップＳ６４では、制御ＩＣ５７は、ゲートオンスイッチ５０をオン、ゲートオフスイッチ５１、５２をオフに制御する。このため、ゲートオン抵抗５４とゲートオンスイッチ５０を介してゲートＧ２２が充電される。したがって、タイミングｔ１２の後に、ゲート電位Ｖｇ２２が上昇する。ゲート電位Ｖｇ２２は、タイミングｔ１２から所定時間経過後に電位ＶＣＣまで達する。制御ＩＣ５７は、ゲート電位検出配線５９を介してゲート電位Ｖｇ２２をモニタしている。タイミングｔ１２の後に、制御ＩＣ５７は、ゲート電位Ｖｇ２２に基づいてスイッチング素子２２のターンオンが完了したか否かを判定する。制御ＩＣ５７は、ゲート電位Ｖｇ２２が基準値（例えば、電位ＶＣＣに近い値）まで上昇したときにスイッチング素子２２のターンオンが完了したと判定することができる。また、他の例では、制御ＩＣ５７は、ゲート電位Ｖｇ２２の上昇速度が基準値以下まで低下したとき（すなわち、ゲート電位Ｖｇ２２が安定したとき）にスイッチング素子２２のターンオンが完了したと判定することができる。制御ＩＣ５７は、スイッチング素子２２のターンオンが完了していない場合には信号Ｓｏｎ２としてＬＯＷを出力し、スイッチング素子２２のターンオンが完了した場合には信号Ｓｏｎ２としてＨＩＧＨを出力する。図８では、制御ＩＣ５７は、タイミングｔ１３において信号Ｓｏｎ２をＬＯＷからＨＩＧＨに切り換える。

【0059】

また、タイミングｔ１２において信号ＳＧ２がＯＦＦからＯＮに切り替わると、制御ＩＣ４７が、ステップＳ６でＹＥＳと判定し、ステップＳ８を実行する。ステップＳ８では、制御ＩＣ４７は、信号Ｓｏｎ２に基づいて、スイッチング素子２２のターンオンが完了したか否かを判定する。タイミングｔ１２の直後の期間Ｔｂ（すなわち、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３の間の期間Ｔｂ）では、スイッチング素子２２のターンオンが完了しておらず、信号Ｓｏｎ２はＬＯＷである。したがって、制御ＩＣ４７は、ステップＳ８でＮＯと判定し、ステップＳ１０を実行する。ステップＳ１０では、制御ＩＣ４７は、ゲートオンスイッチ５０をオフ、ゲートオフスイッチ５１をオフ、ゲートオフスイッチ５２をオンに制御することで、ゲート電位Ｖｇ２１を負電位－ＶＮＧに制御する。期間Ｔｂでは、信号Ｓｏｎ２がＬＯＷに維持されるので、制御ＩＣ４７はステップＳ８、Ｓ１０を繰り返してゲート電位Ｖｇ２１を負電位－ＶＮＧに維持する。その後、タイミングｔ１３で信号Ｓｏｎ２がＬＯＷからＨＩＧＨに切り替わると、制御ＩＣ４７は、ステップＳ８でＹＥＳと判定し、ステップＳ１２を実行する。上述したように、ステップＳ１２では、制御ＩＣ４７は、ゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに制御する。タイミングｔ１３以降の第２オンタイムＴｏｎ２では、制御ＩＣ４７は、ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１２を繰り返すことで、ゲート電位Ｖｇ２１を０Ｖに維持する。このように、第２オンタイムＴｏｎ２では、制御ＩＣ４７は、タイミングｔ１２からタイミングｔ１３の間の期間Ｔｂでゲート電位Ｖｇ２１を負電位－ＶＮＧに制御し、タイミングｔ１３以降にゲート電位Ｖｇ２１を０Ｖに制御する。

【0060】

タイミングｔ１２において信号ＳＧ２がＯＦＦからＯＮに切り替わると、期間Ｔｂにおいてスイッチング素子２２がターンオンする。その結果、上述したように、図４（ｂ）の状態から図４（ｃ）の状態へ電流経路が変化し、出力配線１６ａの電位が急低下する。このため、期間Ｔｂ内に、電圧Ｖｄｓ２１が急上昇し、電圧Ｖｄｓ２２が急低下する。電圧Ｖｄｓ２１が急上昇した結果、スイッチング素子２１のドレインとゲートＧ２１の間の容量結合によって、ゲート電位Ｖｇ２１が瞬間的に上昇する場合がある。すなわち、図８に示すように、期間Ｔｂにおいてゲート電位Ｖｇ２１の瞬間的な上昇８６が生じる場合がある。本実施例では、期間Ｔｂにおいて制御ＩＣ４７がゲート電位Ｖｇ２１を負電位－ＶＮＧに制御しているので、上昇８６が生じても、ゲート電位Ｖｇ２１がゲート閾値を超え難い。これによって、スイッチング素子２１の誤点弧が抑制される。

【0061】

その後、タイミングｔ１４において信号ＳＧ２がＯＮからＯＦＦに切り替わる。タイミングｔ１４において、信号ＳＧ１はＯＦＦに維持される。すなわち、タイミングｔ１４の後の期間は、信号ＳＧ１と信号ＳＧ２が共にＯＦＦである第２デッドタイムＴｄ２である。信号ＳＧ２がＯＮからＯＦＦに切り替わると、制御ＩＣ５７が、図６のステップＳ５２でＹＥＳと判定し、ステップＳ５４を実行する。制御ＩＣ５７は、信号ＣＰがＬＯＷであるので、ステップＳ５４でＮＯと判定し、ステップＳ６２を実行する。上述したように、ステップＳ６２では、制御ＩＣ５７は、ゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに制御する。また、信号ＳＧ２がＯＮからＯＦＦに切り替わると、制御ＩＣ４７が、図５のステップＳ６でＮＯと判定し、ステップＳ１２を実行する。上述したように、ステップＳ１２では、制御ＩＣ４７は、ゲート電位Ｖｇ２１を０Ｖに制御する。したがって、タイミングｔ１４において、図４（ｃ）に示す状態から図４（ｄ）に示す状態へ電流経路が切り替わる。このとき、出力配線１６ａの電位が急上昇するので、電圧Ｖｄｓ２１が急低下し、電圧Ｖｄｓ２２が急上昇する。

【0062】

その後、タイミングｔ１５において信号ＳＧ１がＯＦＦからＯＮに切り替わる。タイミングｔ１５において、信号ＳＧ２はＯＦＦに維持される。すなわち、タイミングｔ１５の後の期間は、信号ＳＧ１がＯＮで信号ＳＧ２がＯＦＦである第１オンタイムＴｏｎ１である。信号ＳＧ１がＯＦＦからＯＮに切り替わると、制御ＩＣ４７が、図５のステップＳ２でＮＯと判定し、ステップＳ１４を実行する。上述したように、ステップＳ１４では、制御ＩＣ４７は、ゲート電位Ｖｇ２１を電位ＶＣＣに制御する。また、タイミングｔ５において信号ＳＧ１がＯＦＦからＯＮに切り替わっても、制御ＩＣ５７は動作を変更しない。すなわち、制御ＩＣ５７は、第２デッドタイムＴｄ２から第１オンタイムＴｏｎ１にかけて、ステップＳ５２、Ｓ５４、Ｓ６２を繰り返し実行し、ゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに制御する。したがって、タイミングｔ１５において、図４（ｄ）に示す状態から図４（ａ）に示す状態に電流経路が切り替わる。上述したように、図４（ｄ）に示す電流経路から図４（ａ）に示す電流経路に切り替わるときに、出力配線１６ａの電位はほとんど変化しない。したがって、タイミングｔ１５において、ゲート電位Ｖｇ２２の瞬間的な上昇は生じない。このため、タイミングｔ１５においてゲート電位Ｖｇ２２を負電位に制御しなくても、スイッチング素子２２の誤点弧は生じない。

【0063】

以上に説明したように、ゲート制御回路２５は、ダイオード２４に順電流が流れていない状態でスイッチング素子２２がターンオンするタイミング（すなわち、図８の期間Ｔｂ）ではゲートＧ２１に負電位－ＶＮＧを印加することで、スイッチング素子２１の誤点弧を抑制する。また、ゲート制御回路２５は、ダイオード２４に順電流が流れている状態でスイッチング素子２２がターンオンするタイミング（すなわち、図７のタイミングｔ５）ではゲートＧ２１に０Ｖを印加する。タイミングｔ５においてゲートＧ２１に負電位を印加しなくても、誤点弧は生じない。また、タイミングｔ５において負電位を印加しないことで、スイッチング素子２１に与えるストレスを軽減することができる。また、ゲート制御回路２６は、ダイオード２３に順電流が流れていない状態でスイッチング素子２１がターンオンするタイミング（すなわち、図７の期間Ｔａ）ではゲートＧ２２に負電位－ＶＮＧを印加することで、スイッチング素子２２の誤点弧を抑制する。また、ゲート制御回路２６は、ダイオード２３に順電流が流れている状態でスイッチング素子２１がターンオンするタイミング（すなわち、図８のタイミングｔ１５）ではゲートＧ２２に０Ｖを印加する。タイミングｔ１５においてゲートＧ２２に負電位を印加しなくても、誤点弧は生じない。また、タイミングｔ１５において負電位を印加しないことで、スイッチング素子２２に与えるストレスを軽減することができる。

【0064】

また、ゲート制御回路２５は、図８に示すように、信号ＳＧ１がＯＮからＯＦＦに切り替わるタイミングｔ１１の後ではゲート電位Ｖｇ２１を０Ｖに低下させ、信号ＳＧ２がＯＦＦからＯＮに切り替わるタイミングｔ１２以降にゲート電位Ｖｇ２１を負電位－ＶＮＧに制御する。このように、タイミングｔ１１からタイミングｔ１２の間の期間ではゲートＧ２１に負電位－ＶＮＧを印加しないことで、スイッチング素子２１に与えるストレスを軽減することができる。また、ゲート制御回路２５は、スイッチング素子２２のターンオンが完了したタイミングｔ１３以降にゲート電位Ｖｇ２１を負電位－ＶＮＧから０Ｖに上昇させる。これによって、ゲートＧ２１に負電位－ＶＮＧが印加される期間をより短縮することができ、スイッチング素子２１に与えるストレスを軽減することができる。また、ゲート制御回路２６は、図７に示すように、信号ＳＧ２がＯＮからＯＦＦに切り替わるタイミングｔ１の後ではゲート電位Ｖｇ２２を０Ｖに低下させ、信号ＳＧ１がＯＦＦからＯＮに切り替わるタイミングｔ２以降にゲート電位Ｖｇ２２を負電位－ＶＮＧに制御する。このように、タイミングｔ１からタイミングｔ２の間の期間ではゲートＧ２２に負電位－ＶＮＧを印加しないことで、スイッチング素子２２に与えるストレスを軽減することができる。また、ゲート制御回路２６は、スイッチング素子２１のターンオンが完了したタイミングｔ３以降にゲート電位Ｖｇ２２を負電位－ＶＮＧから０Ｖに上昇させる。これによって、ゲートＧ２２に負電位－ＶＮＧが印加される期間をより短縮することができ、スイッチング素子２２に与えるストレスを軽減することができる。

【0065】

なお、上述したように、電流Ｉｏｕｔ１の向きが流出方向である状態でスイッチング素子２２がターンオンする場合には、ダイオード２４に順方向に電流が流れている。したがって、図５のステップＳ４、Ｓ６の判定は、ダイオード２４に順方向に電流が流れているか否かを判定しているのに等しい。また、上述したように、電流Ｉｏｕｔ１の向きが流入方向である状態でスイッチング素子２１がターンオンする場合には、ダイオード２３に順方向に電流が流れている。したがって、図６のステップＳ５４、Ｓ５６の判定は、ダイオード２３に順方向に電流が流れているか否かを判定しているのに等しい。このように、実施例１では、ゲート制御回路２５、２６は、出力配線１６ａに流れる電流Ｉｏｕｔ１の向きに基づいて、ダイオード２３、２４に順方向に電流が流れているか否かを判定する。

【0066】

また、実施例１のスイッチング回路２０ａによれば、スイッチング回路２０ａの起動時における誤点弧を抑制できる。図９は、起動時における各値の変化を示している。図９において、タイミングｔ０はスイッチング回路２０ａの起動タイミングであり、タイミングｔｘは起動後に最初に信号ＳＧ２がＯＦＦからＯＮに切り替わるタイミングである。従来の制御では、スイッチング素子のターンオフをトリガとしてスイッチング素子のゲートに負電位を印加するので、起動後に最初にスイッチング素子２２がターンオンするタイミングｔｘに応じてスイッチング素子２１のゲート電位Ｖｇ２１を負電位に制御することができない。これに対して、実施例１のスイッチング回路２０ａでは、制御ＩＣ４７が、タイミングｔｘにおいて、ステップＳ２でＮＯと判定し、ステップＳ４でＮＯと判定し、ステップＳ６でＹＥＳと判定し、ステップＳ８でＮＯと判定する。したがって、ステップＳ１０で、ゲート電位Ｖｇ２１を負電位－ＶＮＧに制御する。このため、図９に示すように、タイミングｔｘの直後の期間Ｔｃにゲート電位Ｖｇ２１が負電位－ＶＮＧに制御される。このため、起動時にスイッチング素子２１の誤点弧を防止できる。

【0067】

実施例１の電位ＶＣＣは、ゲートオン電位の一例である。実施例１の０Ｖは、第１ゲートオフ電位の一例である。実施例１の負電位－ＶＮＧは、第２ゲートオフ電位の一例である。なお、実施例１及び以下に説明する実施例２～５において、第１ゲートオフ電位として、０Ｖ以上かつゲート閾値未満の任意の値を採用してもよい。

【0068】

実施例１のゲート制御回路２５は対象ゲート制御回路の一例であり、実施例１のゲート制御回路２６は対向ゲート制御回路の一例である。この場合、スイッチング素子２１が対象スイッチング素子の一例である。また、スイッチング素子２１のドレインが対象スイッチング素子の高電位主端子の一例である。また、スイッチング素子２１のソースが対象スイッチング素子の低電位主端子の一例である。また、スイッチング素子２２が対向スイッチング素子の一例である。また、スイッチング素子２２のドレインが対向スイッチング素子の高電位主端子の一例である。また、スイッチング素子２２のソースが対向スイッチング素子の低電位主端子の一例である。また、ダイオード２３が対象ダイオードの一例である。また、ダイオード２４が対向ダイオードの一例である。また、タイミングｔ５が第１タイミングの一例である。また、期間Ｔｂが第２タイミングの一例である。また、信号ＳＧ２が対向指令信号の一例である。また、信号ＳＧ２がＯＦＦからＯＮに切り替わることが、ターンオン指令の一例である。また、信号ＳＧ２がＯＮからＯＦＦに切り替わることが、ターンオフ指令の一例である。以下に説明する実施例２～５でも、同様に対応付けることができる。

【0069】

また、実施例１のゲート制御回路２６は対象ゲート制御回路の一例であり、実施例１のゲート制御回路２５は対向ゲート制御回路の一例であると見ることもできる。この場合、スイッチング素子２２が対象スイッチング素子の一例である。また、スイッチング素子２２のドレインが対象スイッチング素子の高電位主端子の一例である。また、スイッチング素子２２のソースが対象スイッチング素子の低電位主端子の一例である。また、スイッチング素子２１が対向スイッチング素子の一例である。また、スイッチング素子２１のドレインが対向スイッチング素子の高電位主端子の一例である。また、スイッチング素子２１のソースが対向スイッチング素子の低電位主端子の一例である。また、ダイオード２４が対象ダイオードの一例である。また、ダイオード２３が対向ダイオードの一例である。また、タイミングｔ１５が第１タイミングの一例である。また、期間Ｔａが第２タイミングの一例である。また、信号ＳＧ１が対向指令信号の一例である。また、信号ＳＧ１がＯＦＦからＯＮに切り替わることが、ターンオン指令の一例である。また、信号ＳＧ１がＯＮからＯＦＦに切り替わることが、ターンオフ指令の一例である。以下に説明する実施例２～５でも、同様に対応付けることができる。

【0070】

なお、実施例１では、制御ＩＣ４７、５７がゲート電位Ｖｇ２１、Ｖｇ２２に基づいてスイッチング素子２１、２２のターンオンが完了したか否かを判定した。しかしながら、実施例１の変形例では、図１０に示すように、スイッチング回路２０ａが、ゲート電位判定回路４９ｘ、５９ｘを有していてもよい。ゲート電位判定回路４９ｘは、コンパレータ４９ｙによってゲート電位Ｖｇ２１を参照電位Ｖｒｅｆ２１と比較し、比較結果を信号Ｓｏｎ１として制御ＩＣ５７へ送信する。なお、参照電位Ｖｒｅｆ２１は、スイッチング素子２１のターンオンが完了したときのゲート電位Ｖｇ２１に設定されている。ゲート電位判定回路５９ｘは、コンパレータ５９ｙによってゲート電位Ｖｇ２２を参照電位Ｖｒｅｆ２２と比較し、比較結果を信号Ｓｏｎ２として制御ＩＣ４７へ送信する。なお、参照電位Ｖｒｅｆ２２は、スイッチング素子２２のターンオンが完了したときのゲート電位Ｖｇ２２に設定されている。この構成でも、スイッチング素子２１、２２のターンオンが完了したか否かを示す信号Ｓｏｎ１、Ｓｏｎ２を、制御ＩＣ４７、５７に適切に送信することができる。

【実施例0071】

図１１に示す実施例２のスイッチング回路２０ａ２は、実施例１のスイッチング回路２０ａとは異なる方法で、スイッチング素子２１、２２のターンオンの完了を検出する。実施例２のスイッチング回路２０ａ２は、ゲート電位検出配線４９に代えて、ドレイン電位検出回路４９ａを有している。また、実施例２のスイッチング回路２０ａ２は、ゲート電位検出配線５９に代えて、ドレイン電位検出回路５９ａを有している。また、実施例２のスイッチング回路２０ａ２では、制御ＩＣ４７と制御ＩＣ５７の間で信号Ｓｏｎ１、Ｓｏｎ２の送受信が行われない。実施例２のスイッチング回路２０ａ２のその他の構成は、実施例１のスイッチング回路２０ａと等しい。

【0072】

実施例２のスイッチング回路２０ａ２では、ドレイン電位検出回路４９ａが、スイッチング素子２１のソース－ドレイン間の電圧Ｖｄｓ２１を検出する。さらに、ドレイン電位検出回路４９ａは、電圧Ｖｄｓ２１に基づいてスイッチング素子２２がオンしているか否かを判定する。すなわち、タイミングｔ１３でスイッチング素子２２がオンすると、電圧Ｖｄｓ２２が低電圧となり、その結果、電圧Ｖｄｓ２１が高電圧となる。したがって、ドレイン電位検出回路４９ａは、電圧Ｖｄｓ２１が所定値以上であるか否かによって、スイッチング素子２２がオンしているか否かを判定することができる。ドレイン電位検出回路４９ａによる判定結果（すなわち、スイッチング素子２２がオンしているか否かを示す判定結果）は、信号Ｓｏｎ２として制御ＩＣ４７に入力される。従って、制御ＩＣ４７は、ステップＳ８において、ドレイン電位検出回路４９ａから入力される信号Ｓｏｎ２に基づいてスイッチング素子２２のターンオンが完了したか否かを判定することができる。

【0073】

また、実施例２のスイッチング回路２０ａ２では、ドレイン電位検出回路５９ａが、スイッチング素子２２のソース－ドレイン間の電圧Ｖｄｓ２２を検出する。さらに、ドレイン電位検出回路５９ａは、電圧Ｖｄｓ２２に基づいてスイッチング素子２１がオンしているか否かを判定する。すなわち、タイミングｔ３でスイッチング素子２１がオンすると、電圧Ｖｄｓ２１が低電圧となり、その結果、電圧Ｖｄｓ２２が高電圧となる。したがって、ドレイン電位検出回路５９ａは、電圧Ｖｄｓ２２が所定値以上であるか否かによって、スイッチング素子２１がオンしているか否かを判定することができる。ドレイン電位検出回路５９ａによる判定結果（すなわち、スイッチング素子２１がオンしているか否かを示す判定結果）は、信号Ｓｏｎ１として制御ＩＣ５７に入力される。従って、制御ＩＣ５７は、ステップＳ５８において、ドレイン電位検出回路５９ａから入力される信号Ｓｏｎ１に基づいてスイッチング素子２１のターンオンが完了したか否かを判定することができる。

【0074】

実施例２の構成によれば、制御ＩＣ４７、５７の間での信号Ｓｏｎ１、Ｓｏｎ２の送受信が不要となるので、ゲート制御回路２５、２６の構成を簡略化することができる。

【0075】

なお、ドレイン電位検出回路４９ａは、図１２または１３に示す構成を有していてもよい。図１２では、電圧Ｖｄｓ２１が一定値を超えると、ダイオード４９ａ－１がオフする。すると、電流源４９ａ－２の出力電位Ｖ４９ａ－２（すなわち、コンパレータ４９ａ－３のプラス端子の電位）が参照電位Ｖ４９ａ－４（すなわち、コンパレータ４９ａ－３のマイナス端子の電位）を超え、コンパレータ４９ａ－３の出力信号が変化する。したがって、コンパレータ４９ａ－３の出力信号を信号Ｓｏｎ２として制御ＩＣ４７に入力することで、制御ＩＣ４７は電圧Ｖｄｓ２１が所定値以上であるか否か（すなわち、スイッチング素子２２のターンオンが完了したか否か）を判定することができる。図１３では、コンデンサ４９ａ－１１、４９ａ－１２によって電圧Ｖｄｓ２１を分圧した電圧Ｖｄｓ２１－２がコンパレータ４９ａ－１３のプラス端子に印加される。電圧Ｖｄｓ２１が一定値まで上昇すると、電圧Ｖｄｓ２１－２が参照電位Ｖ４９ａ－１４（すなわち、コンパレータ４９ａ－１３のマイナス端子の電位）を超え、コンパレータ４９ａ－１３の出力信号が変化する。したがって、コンパレータ４９ａ－１３の出力信号を信号Ｓｏｎ２として制御ＩＣ４７に入力することで、制御ＩＣ４７は電圧Ｖｄｓ２１が所定値以上であるか否か（すなわち、スイッチング素子２２のターンオンが完了したか否か）を判定することができる。また、図１２、１３の回路を、ドレイン電位検出回路５９ａに適用してもよい。

【0076】

また、実施例２の変形例では、ドレイン電位検出回路４９ａが、電圧Ｖｄｓ２１の上昇速度が所定値以下まで低下したとき（すなわち、電圧Ｖｄｓ２１が安定したとき）にスイッチング素子２２のターンオンが完了したと判定することができる。また、ドレイン電位検出回路５９ａが、電圧Ｖｄｓ２２の上昇速度が所定値以下まで低下したとき（すなわち、電圧Ｖｄｓ２２が安定したとき）にスイッチング素子２１のターンオンが完了したと判定することができる。