特開2023-175239スイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュール
(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】P2023175239
(43)【公開日】2023-12-12
(54)【発明の名称】スイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュール
(51)【国際特許分類】
H02M 1/08 20060101AFI20231205BHJP
H02M 1/00 20070101ALI20231205BHJP
【ＦＩ】
H02M1/08 A
H02M1/00 E
H02M1/00 R
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022087586
(22)【出願日】2022-05-30
(71)【出願人】
【識別番号】000005234
【氏名又は名称】富士電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105854
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 一
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(72)【発明者】
【氏名】黒澤 英二
【テーマコード（参考）】
5H740
【Ｆターム（参考）】
5H740BA11
5H740BB02
5H740BB09
5H740BB10
5H740BC01
5H740BC02
5H740HH05
5H740JA01
5H740JB01
5H740KK01
5H740MM08
5H740MM11
(57)【要約】
【課題】本発明は、簡易な方法でスイッチング素子を駆動するための駆動能力を選択することができるスイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュールを提供することを目的とする。
【解決手段】ゲート駆動回路２２Ａは、入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルに応じて半導体素子２１ｕのＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させるために、ＩＧＢＴ２１１ａのゲートＧに定電流を供給する定電流供給部２２３ｕＡと、切替信号Ｓｓｗ４が入力される切替信号入力端子Ｔｓｗ４と、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルを判定する信号レベル判定部２２６ｕＡと、信号レベル判定部２２６ｕＡでの判定結果及び入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルに基づいて定電流供給部２２３ｕＡから出力される定電流の電流量を変更して定電流供給部２２３ｕＡの駆動能力を切り替える駆動能力切替部２２４ｕＡとを備えている。
【選択図】図２
【解決手段】ゲート駆動回路２２Ａは、入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルに応じて半導体素子２１ｕのＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させるために、ＩＧＢＴ２１１ａのゲートＧに定電流を供給する定電流供給部２２３ｕＡと、切替信号Ｓｓｗ４が入力される切替信号入力端子Ｔｓｗ４と、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルを判定する信号レベル判定部２２６ｕＡと、信号レベル判定部２２６ｕＡでの判定結果及び入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルに基づいて定電流供給部２２３ｕＡから出力される定電流の電流量を変更して定電流供給部２２３ｕＡの駆動能力を切り替える駆動能力切替部２２４ｕＡとを備えている。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外部から入力される入力信号の信号レベルに応じてスイッチング素子をオン状態に動作させるために、前記スイッチング素子の制御信号入力端子に定電流を供給する定電流供給部と、
前記スイッチング素子を動作させる前記定電流供給部の駆動能力を切り替えるための切替信号が入力される切替信号入力端子と、
前記切替信号の信号レベルを判定する信号レベル判定部と、
前記信号レベル判定部での判定結果及び前記入力信号の信号レベルに基づいて前記定電流の電流量を変更して前記駆動能力を切り替える駆動能力切替部と
を備えるスイッチング素子の駆動回路。
前記スイッチング素子を動作させる前記定電流供給部の駆動能力を切り替えるための切替信号が入力される切替信号入力端子と、
前記切替信号の信号レベルを判定する信号レベル判定部と、
前記信号レベル判定部での判定結果及び前記入力信号の信号レベルに基づいて前記定電流の電流量を変更して前記駆動能力を切り替える駆動能力切替部と
を備えるスイッチング素子の駆動回路。
【請求項2】
前記定電流供給部は、前記制御信号入力端子に前記定電流を供給する複数のトランジスタを有し、
前記複数のトランジスタは前記定電流の電流量が同一である、又は前記複数のトランジスタのうちの少なくとも２つのトランジスタは前記定電流の電流量が互いに異なっている
請求項１に記載のスイッチング素子の駆動回路。
前記複数のトランジスタは前記定電流の電流量が同一である、又は前記複数のトランジスタのうちの少なくとも２つのトランジスタは前記定電流の電流量が互いに異なっている
請求項１に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項3】
前記駆動能力切替部は、前記判定結果及び前記入力信号の信号レベルに基づいて、前記複数のトランジスタの少なくとも１つをオン状態に制御する
請求項２に記載のスイッチング素子の駆動回路。
請求項２に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項4】
前記信号レベル判定部は、所定の信号レベルに設定された比較信号と前記切替信号とを比較する複数の比較器を有し、
前記複数の比較器のうちの少なくとも２つの比較器は、互いに信号レベルが反転した出力信号を前記駆動能力切替部に出力する
請求項３に記載のスイッチング素子の駆動回路。
前記複数の比較器のうちの少なくとも２つの比較器は、互いに信号レベルが反転した出力信号を前記駆動能力切替部に出力する
請求項３に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項5】
前記駆動能力切替部は、前記２つの比較器のうちの一方の前記出力信号の信号レベルと前記入力信号に基づく信号の信号レベルとを論理演算する第一演算部と、前記２つの比較器のうちの他方の前記出力信号又は該出力信号に基づく信号の信号レベルと前記入力信号に基づく信号の信号レベルとを論理演算する第二演算部とを有し、
前記第一演算部は、前記２つのトランジスタの一方の制御信号入力端子に演算結果信号を出力し、
前記第二演算部は、前記２つのトランジスタの他方の制御信号入力端子に演算結果信号を出力する
請求項４に記載のスイッチング素子の駆動回路。
前記第一演算部は、前記２つのトランジスタの一方の制御信号入力端子に演算結果信号を出力し、
前記第二演算部は、前記２つのトランジスタの他方の制御信号入力端子に演算結果信号を出力する
請求項４に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項6】
前記スイッチング素子の温度を検出する温度検出部と、
前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記定電流供給部を制御する制御電圧を検出する制御電圧検出部と、 前記温度検出部、前記電流検出部及び前記制御電圧検出部の少なくとも１つが異常を検出したことを報知するアラーム信号を生成するアラーム信号生成部と
を備える
請求項１から５までのいずれか一項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
前記スイッチング素子に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記定電流供給部を制御する制御電圧を検出する制御電圧検出部と、 前記温度検出部、前記電流検出部及び前記制御電圧検出部の少なくとも１つが異常を検出したことを報知するアラーム信号を生成するアラーム信号生成部と
を備える
請求項１から５までのいずれか一項に記載のスイッチング素子の駆動回路。
【請求項7】
スイッチング素子と、
請求項１から５までのいずれか一項に記載のスイッチング素子の駆動回路と
を備えるインテリジェントパワーモジュール。
請求項１から５までのいずれか一項に記載のスイッチング素子の駆動回路と
を備えるインテリジェントパワーモジュール。
【請求項8】
スイッチング素子と、
請求項６に記載のスイッチング素子の駆動回路と
を備えるインテリジェントパワーモジュール。
請求項６に記載のスイッチング素子の駆動回路と
を備えるインテリジェントパワーモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スイッチング素子駆動するスイッチング素子の駆動回路及びそれを備えるインテリジェントパワーモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、駆動回路を電圧制御型デバイス及び駆動回路の少なくとも一方の仕様などに合わせてターンオン能力の調整が可能な電圧制御型デバイスの駆動回路が開示されている。特許文献２には、スイッチング動作を行うトランジスタを駆動するプリドライバーの駆動能力をソフトウェアによって調整することが可能なプログラマブルな駆動制御回路が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】国際公開第２０１６／９５８２号
【特許文献2】特開２０１８－１４３０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
電力変換用絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＩＧＢＴ）及び還流ダイオードを有する半導体チップと、駆動・保護機能用ＩＣとを１つのパーッケージに集約したインテリジェントパワーモジュールが知られている。このような、インテリジェントパワーモジュール（Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｐｏｗｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ：ＩＰＭ）では、電力変換用ＩＧＢＴを駆動する駆動回路の駆動能力が固定されている。このため、ＩＧＢＴをオン状態にするための信号がＩＰＭに入力されると、ＩＧＢＴを駆動するためにＩＰＭに設けられた金属酸化膜半導体（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＭＯＳ）トランジスタが動作する。これにより、駆動能力が固定されたＭＯＳトランジスタからＩＧＢＴに一定の電流量の電流が供給され、当該ＩＧＢＴはオフ状態からオン状態に動作する。
【0005】
このように、ＩＰＭでは、ＭＯＳトランジスタからＩＧＢＴに供給される電流が一定の電流値に固定、すなわちＩＧＢＴを駆動する駆動能力が固定されている。このため、従来のＩＰＭでは、ＩＰＭに設けられたＩＧＢＴの駆動能力がＩＰＭの駆動対象である例えばモータに対して過剰に高い場合あるいは不足している場合、ＩＰＭを新規に開発する必要があるという問題が生じる。
【0006】
本発明の目的は、簡易な方法でスイッチング素子を駆動するための駆動能力を選択することができるスイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本発明の一態様によるスイッチング素子の駆動回路は、外部から入力される入力信号の信号レベルに応じてスイッチング素子をオン状態に動作させるために、前記スイッチング素子の制御信号入力端子に定電流を供給する定電流供給部と、前記スイッチング素子を動作させる前記定電流供給部の駆動能力を切り替えるための切替信号が入力される切替信号入力端子と、前記切替信号の信号レベルを判定する信号レベル判定部と、前記信号レベル判定部での判定結果及び前記入力信号の信号レベルに基づいて前記定電流の電流量を変更して前記駆動能力を切り替える駆動能力切替部とを備える。
【0008】
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様によるインテリジェントパワーモジュールは、スイッチング素子と、上記本発明の一態様によるスイッチング素子の駆動回路とを備える。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一態様によれば、簡易な方法でスイッチング素子を駆動するための駆動能力を選択することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の第１実施形態によるインテリジェントパワーモジュールを備える電力変換装置の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図2】本発明の第１実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路の一例を示す回路ブロック図である。
【図3】本発明の第２実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路の一例を示す回路ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の各実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
【0012】
以下、各実施形態によるインテリジェントパワーモジュールは、インバータ装置を例にとって説明するが、各実施形態によるインテリジェントパワーモジュールは、インバータ装置に限られず、コンバータ装置やモジュラーマルチレベル変換器などにも適用できる。
【0013】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態によるスイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュールについて図１及び図２を用いて説明する。まず、本実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ａの全体構成の一例について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ａの概略構成の一例を示すブロック図である。
本発明の第１実施形態によるスイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュールについて図１及び図２を用いて説明する。まず、本実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ａの全体構成の一例について図１を用いて説明する。図１は、本実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ａの概略構成の一例を示すブロック図である。
【0014】
（インテリジェントパワーモジュールの全体構成）
図１に示すように、本実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ａを備える電力変換装置１Ａは、交流電源部４に接続されている。交流電源部４は例えば、三相交流電源（不図示）と、三相交流電源から入力される三相交流電力を全波整流する整流回路（不図示）とを有している。電力変換装置１Ａには、当該整流回路で整流された電力を平滑化する平滑用コンデンサ５を有している。当該整流回路は、図示は省略するが例えば６つのダイオードをフルブリッジ接続して構成されるか又は６つのスイッチング素子をフルブリッジ接続して構成されている。
図１に示すように、本実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ａを備える電力変換装置１Ａは、交流電源部４に接続されている。交流電源部４は例えば、三相交流電源（不図示）と、三相交流電源から入力される三相交流電力を全波整流する整流回路（不図示）とを有している。電力変換装置１Ａには、当該整流回路で整流された電力を平滑化する平滑用コンデンサ５を有している。当該整流回路は、図示は省略するが例えば６つのダイオードをフルブリッジ接続して構成されるか又は６つのスイッチング素子をフルブリッジ接続して構成されている。
【0015】
交流電源部４の正極側（すなわち当該整流回路の正極出力端子）に正極側ラインＬｐが接続され、交流電源部４の負極側（すなわち当該整流回路の負極出力端子）に負極側ラインＬｎが接続されている。正極側ラインＬｐ及び負極側ラインＬｎ間に平滑用コンデンサ５が接続されている。電力変換装置１Ａは、正極側ラインＬｐ及び負極側ラインＬｎ間に印加された直流電圧を三相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）交流電圧に変換するインバータ装置として機能するインテリジェントパワーモジュール２Ａと、インテリジェントパワーモジュール２Ａを制御する制御装置３とを備えている。
【0016】
図１に示すように、インテリジェントパワーモジュール２Ａは、正極側ラインＬｐが接続される正極側電源入力端子Ｔｐと、負極側ラインＬｎに接続される負極側電源入力端子Ｔｎとを有している。インテリジェントパワーモジュール２Ａは、正極側電源入力端子Ｔｐと負極側電源入力端子Ｔｎとの間に直列に接続された半導体素子２０ｕ及び半導体素子２１ｕを有している。インテリジェントパワーモジュール２Ａは、正極側電源入力端子Ｔｐと負極側電源入力端子Ｔｎとの間に直列に接続された半導体素子２０ｖ及び半導体素子２１ｖを有している。インテリジェントパワーモジュール２Ａは、正極側電源入力端子Ｔｐと負極側電源入力端子Ｔｎとの間に直列に接続された半導体素子２０ｗ及び半導体素子２１ｗを有している。
【0017】
半導体素子２０ｕ及び半導体素子２１ｕは、Ｕ相出力アーム２Ｕを構成している。半導体素子２０ｖ及び半導体素子２１ｖは、Ｖ相出力アーム２Ｖを構成している。半導体素子２０ｗ及び半導体素子２１ｗは、Ｗ相出力アーム２Ｗを構成している。半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗは、正極側電源入力端子Ｔｐを介して正極側ラインＬｐに接続され、上アーム部を構成する。半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗは、負極側電源入力端子Ｔｎを介して負極側ラインＬｎに接続され、下アーム部を構成する。
【0018】
半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗはそれぞれ、ＩＧＢＴチップ２０１と、ＩＧＢＴチップ２０１に設けられたＩＧＢＴ２０１ａに逆並列に接続された還流ダイオード２０２とを有している。半導体素子２０ｕに設けられたＩＧＢＴ２０１ａ及び還流ダイオード２０２は、同一の半導体チップに形成されていてもよい。半導体素子２０ｖに設けられたＩＧＢＴ２０１ａ及び還流ダイオード２０２は、同一の半導体チップに形成されていてもよい。半導体素子２０ｗに設けられたＩＧＢＴ２０１ａ及び還流ダイオード２０２は、同一の半導体チップに形成されていてもよい。半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２０１ａ及び還流ダイオード２０２は、互いに異なる半導体チップに形成されている。詳細は後述するが、半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴチップ２０１は、ＩＧＢＴ２０１ａの温度を検知する温度検知素子（図１では不図示）を有している。
【0019】
半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２０１ａのコレクタＣ及び還流ダイオード２０２のカソードＫは、互いに接続され、正極側電源入力端子Ｔｐに接続されている。半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２０１ａのエミッタＥ及び還流ダイオード２０２のアノードＡは、互いに接続されている。半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２０１ａは、ＩＧＢＴ２０１ａに流れる電流を検知するための電流検出端子Ｓｎ（詳細は後述）を有している。
【0020】
半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗはそれぞれ、ＩＧＢＴチップ２１１と、ＩＧＢＴチップ２１１に設けられたＩＧＢＴ２１１ａに逆並列に接続された還流ダイオード２１２とを有している。半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａ及び還流ダイオード２１２は、同一の半導体チップに形成されていてもよい。半導体素子２１ｖに設けられたＩＧＢＴ２１１ａ及び還流ダイオード２１２は、同一の半導体チップに形成されていてもよい。半導体素子２１ｗに設けられたＩＧＢＴ２１１ａ及び還流ダイオード２１２は、同一の半導体チップに形成されていてもよい。半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２１１ａ及び還流ダイオード２１２は、互いに異なる半導体チップに形成されている。詳細は後述するが、半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴチップ２１１は、ＩＧＢＴ２１１ａの温度を検知する温度検知素子（図１では不図示）を有している。
【0021】
半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのコレクタＣ及び還流ダイオード２１２のカソードＫは、互いに接続されている。半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのコレクタＣ及び還流ダイオード２１２のカソードＫは、半導体素子２０ｕに設けられたＩＧＢＴ２０１ａのエミッタＥ及び還流ダイオード２０２のアノードＡに接続されている。半導体素子２１ｖに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのコレクタＣ及び還流ダイオード２１２のカソードＫは、半導体素子２０ｖに設けられたＩＧＢＴ２０１ａのエミッタＥ及び還流ダイオード２０２のアノードＡに接続されている。半導体素子２１ｗに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのコレクタＣ及び還流ダイオード２１２のカソードＫは、半導体素子２０ｗに設けられたＩＧＢＴ２０１ａのエミッタＥ及び還流ダイオード２０２のアノードＡに接続されている。半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのエミッタＥ及び還流ダイオード２１２のアノードＡは、互いに接続され、負極側電源入力端子Ｔｎに接続されている。半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２１１ａは、ＩＧＢＴ２１１ａに流れる電流を検知するための電流検出端子Ｓｎ（詳細は後述）を有している。
【0022】
半導体素子２０ｕに設けられたＩＧＢＴのエミッタＥ及び還流ダイオード２０２のアノードＡ並びに半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴのコレクタＣ及び還流ダイオード２１２のカソードＫは、Ｕ相出力端子ＴＵに接続されている。Ｕ相出力端子ＴＵは、インテリジェントパワーモジュール２Ａが交流電源部４から入力された直流電圧を直流－交流変換して生成したＵ相の交流電圧が出力される端子である。
【0023】
半導体素子２０ｖに設けられたＩＧＢＴのエミッタＥ及び還流ダイオード２０２のアノードＡ並びに半導体素子２１ｖに設けられたＩＧＢＴのコレクタＣ及び還流ダイオード２１２のカソードＫは、Ｖ相出力端子ＴＶに接続されている。Ｖ相出力端子ＴＶは、インテリジェントパワーモジュール２Ａが交流電源部４から入力された直流電圧を直流－交流変換して生成したＶ相の交流電圧が出力される端子である。
【0024】
半導体素子２０ｗに設けられたＩＧＢＴのエミッタＥ及び還流ダイオード２０２のアノードＡ並びに半導体素子２１ｗに設けられたＩＧＢＴのコレクタＣ及び還流ダイオード２１２のカソードＫは、Ｗ相出力端子ＴＷに接続されている。Ｗ相出力端子ＴＷは、インテリジェントパワーモジュール２Ａが交流電源部４から入力された直流電圧を直流－交流変換して生成したＷ相の交流電圧が出力される端子である。
【0025】
図１に示すように、負荷となる例えばモータ７は、インテリジェントパワーモジュール２Ａに設けられたＵ相出力端子ＴＵ、Ｖ相出力端子ＴＶ及びＷ相出力端子ＴＷに接続されている。このため、半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２０１ａのエミッタＥ及び還流ダイオード２０２のアノードＡ並びに半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのコレクタＣ及び還流ダイオード２１２のカソードＫは、モータ７に接続される。
【0026】
図１に示すように、インテリジェントパワーモジュール２Ａは、半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ，２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを駆動するゲート駆動回路２２Ａを備えている。半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２０１ａ及び半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのそれぞれは、スイッチング素子の一例に相当する。また、ゲート駆動回路２２Ａは、本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路の一例に相当する。したがって、インテリジェントパワーモジュール２Ａは、ＩＧＢＴ（スイッチング素子の一例）２０１ａ，２１１ａと、ゲート駆動回路２２Ａ（本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路の一例）とを備えている。
【0027】
図１に示すように、ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置（外部の一例）３（詳細は後述）から入力される入力信号ＳｉｎＵＨの信号レベルに応じて半導体素子２０ｕのＩＧＢＴ２０１ａをオン状態に動作させるために、当該ＩＧＢＴ２０１ａのゲート（制御信号入力端子の一例）Ｇに定電流を供給する定電流供給部２２１ｕＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３が出力する入力信号ＳｉｎＵＨが入力される信号入力端子Ｔｉｕｈを有している。定電流供給部２２１ｕＡは、信号入力端子Ｔｉｕｈに接続されている。これにより、入力信号ＳｉｎＵＨが定電流供給部２２１ｕＡに入力されることができる。
【0028】
ゲート駆動回路２２Ａは、半導体素子２０ｕに設けられたＩＧＢＴ２０１ａを動作させる定電流供給部２２１ｕＡの駆動能力を切り替えるための切替信号Ｓｓｗ１が入力される切替信号入力端子Ｔｓｗ１を備えている。切替信号入力端子Ｔｓｗ１には、切替信号Ｓｓｗ１を生成するとともに、切替信号Ｓｓｗ１の信号レベルを決定するツェナーダイオード６ｕＨが接続されている。ツェナーダイオード６ｕＨは、切替信号入力端子Ｔｓｗ１と基準電位端子Ｔ２２（例えばグランド端子）との間に接続されている。ツェナーダイオード６ｕＨのカソードＫは、切替信号入力端子Ｔｓｗ１に接続され、ツェナーダイオード６ｕＨのアノードＡは、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。
【0029】
ゲート駆動回路２２Ａは、切替信号Ｓｓｗ１の信号レベルを判定する信号レベル判定部２２７ｕＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、信号レベル判定部２２７ｕＡでの判定結果及び入力信号ＳｉｎＵＨの信号レベルに基づいて定電流供給部２２１ｕＡから出力される定電流の電流量を変更して定電流供給部２２１ｕＡの駆動能力を切り替える駆動能力切替部２２２ｕＡを備えている。信号レベル判定部２２７ｕＡの出力端子は、駆動能力切替部２２２ｕＡの入力端子に接続されている。これにより、信号レベル判定部２２７ｕＡにおいて切替信号入力端子Ｔｓｗ１から入力される切替信号Ｓｓｗ１の信号レベルが判定された判定結果の情報を含む出力信号が駆動能力切替部２２２ｕＡに入力されることができる。
【0030】
ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３から入力される入力信号ＳｉｎＶＨの信号レベルに応じて半導体素子２０ｖのＩＧＢＴ２０１ａをオン状態に動作させるために、当該ＩＧＢＴ２０１ａのゲートＧに定電流を供給する定電流供給部２２１ｖＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３が出力する入力信号ＳｉｎＶＨが入力される信号入力端子Ｔｉｖｈを有している。定電流供給部２２１ｖＡは、信号入力端子Ｔｉｖｈに接続されている。これにより、入力信号ＳｉｎＶＨが定電流供給部２２１ｖＡに入力されることができる。
【0031】
ゲート駆動回路２２Ａは、半導体素子２０ｖのＩＧＢＴ２０１ａを動作させる定電流供給部２２１ｖＡの駆動能力を切り替えるための切替信号Ｓｓｗ２が入力される切替信号入力端子Ｔｓｗ２を備えている。切替信号入力端子Ｔｓｗ２には、切替信号Ｓｓｗ２を生成するとともに、切替信号Ｓｓｗ２の信号レベルを決定するツェナーダイオード６ｖＨが接続されている。ツェナーダイオード６ｖＨは、切替信号入力端子Ｔｓｗ２と基準電位端子Ｔ２２との間に接続されている。ツェナーダイオード６ｖＨのカソードＫは、切替信号入力端子Ｔｓｗ２に接続され、ツェナーダイオード６ｖＨのアノードＡは、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。
【0032】
ゲート駆動回路２２Ａは、切替信号Ｓｓｗ２の信号レベルを判定する信号レベル判定部２２７ｖＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、信号レベル判定部２２７ｖＡでの判定結果及び入力信号ＳｉｎＶＨの信号レベルに基づいて定電流供給部２２１ｖＡから出力される定電流の電流量を変更して定電流供給部２２１ｖＡの駆動能力を切り替える駆動能力切替部２２２ｖＡを備えている。信号レベル判定部２２７ｖＡの出力端子は、駆動能力切替部２２２ｖＡの入力端子に接続されている。これにより、信号レベル判定部２２７ｖＡから出力されて判定結果の情報を含む出力信号が駆動能力切替部２２２ｖＡに入力されることができる。
【0033】
ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３から入力される入力信号ＳｉｎＷＨの信号レベルに応じて半導体素子２０ｗに設けられたＩＧＢＴ２０１ａをオン状態に動作させるために、当該ＩＧＢＴ２０１ａに設けられたゲートＧに定電流を供給する定電流供給部２２１ｗＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３が出力する入力信号ＳｉｎＷＨが入力される信号入力端子Ｔｉｗｈを有している。定電流供給部２２１ｗＡは、信号入力端子Ｔｉｗｈに接続されている。これにより、入力信号ＳｉｎＷＨが定電流供給部２２１ｗＡに入力されることができる。
【0034】
ゲート駆動回路２２Ａは、半導体素子２０ｗのＩＧＢＴ２０１ａを動作させる定電流供給部２２１ｗＡの駆動能力を切り替えるための切替信号Ｓｓｗ３が入力される切替信号入力端子Ｔｓｗ３を備えている。切替信号入力端子Ｔｓｗ３には、切替信号Ｓｓｗ３を生成するとともに、切替信号Ｓｓｗ３の信号レベルを決定するツェナーダイオード６ｗＨが接続されている。ツェナーダイオード６ｗＨは、切替信号入力端子Ｔｓｗ３と基準電位端子Ｔ２２との間に接続されている。ツェナーダイオード６ｗＨのカソードＫは、切替信号入力端子Ｔｓｗ３に接続され、ツェナーダイオード６ｗＨのアノードＡは、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。
【0035】
ゲート駆動回路２２Ａは、切替信号Ｓｓｗ３の信号レベルを判定する信号レベル判定部２２７ｗＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、信号レベル判定部２２７ｗＡでの判定結果及び入力信号ＳｉｎＷＨの信号レベルに基づいて定電流供給部２２１ｗＡから出力される定電流の電流量を変更して定電流供給部２２１ｗＡの駆動能力を切り替える駆動能力切替部２２２ｗＡを備えている。信号レベル判定部２２７ｗＡの出力端子は、駆動能力切替部２２２ｗＡの入力端子に接続されている。これにより、信号レベル判定部２２７ｗＡから出力されて判定結果の情報を含む出力信号が駆動能力切替部２２２ｗＡに入力されることができる。
【0036】
ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３から入力される入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルに応じて半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させるために、当該ＩＧＢＴ２１１ａに設けられたゲートＧに定電流を供給する定電流供給部２２３ｕＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３が出力する入力信号ＳｉｎＵＬが入力される信号入力端子Ｔｉｕｌを有している。定電流供給部２２３ｕＡは、信号入力端子Ｔｉｕｌに接続されている。これにより、入力信号ＳｉｎＵＬが定電流供給部２２３ｕＡに入力されることができる。
【0037】
ゲート駆動回路２２Ａは、半導体素子２１ｕのＩＧＢＴ２１１ａを動作させる定電流供給部２２３ｕＡの駆動能力を切り替えるための切替信号Ｓｓｗ４が入力される切替信号入力端子Ｔｓｗ４を備えている。切替信号入力端子Ｔｓｗ４には、切替信号Ｓｓｗ４を生成するとともに、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルを決定するツェナーダイオード６ｕＬが接続されている。ツェナーダイオード６ｕＬは、切替信号入力端子Ｔｓｗ４と基準電位端子Ｔ２２との間に接続されている。ツェナーダイオード６ｕＬのカソードＫは、切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続され、ツェナーダイオード６ｕＬのアノードＡは、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。
【0038】
ゲート駆動回路２２Ａは、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルを判定する信号レベル判定部２２６ｕＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、信号レベル判定部２２６ｕＡでの判定結果及び入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルに基づいて定電流供給部２２３ｕＡから出力される定電流の電流量を変更して定電流供給部２２３ｕＡの駆動能力を切り替える駆動能力切替部２２４ｕＡを備えている。信号レベル判定部２２６ｕＡの出力端子は、駆動能力切替部２２４ｕＡの入力端子に接続されている。これにより、信号レベル判定部２２６ｕＡから出力されて判定結果の情報を含む出力信号が駆動能力切替部２２４ｕＡに入力されることができる。
【0039】
ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３から入力される入力信号ＳｉｎＶＬの信号レベルに応じて半導体素子２１ｖに設けられたＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させるために、当該ＩＧＢＴ２１１ａのゲートＧに定電流を供給する定電流供給部２２３ｖＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３が出力する入力信号ＳｉｎＶＬが入力される信号入力端子Ｔｉｖｌを有している。定電流供給部２２３ｖＡは、信号入力端子Ｔｉｖｌに接続されている。これにより、入力信号ＳｉｎＶＬが定電流供給部２２３ｖＡに入力されることができる。
【0040】
ゲート駆動回路２２Ａは、半導体素子２１ｖのＩＧＢＴ２１１ａを動作させる定電流供給部２２３ｖＡの駆動能力を切り替えるための切替信号Ｓｓｗ５が入力される切替信号入力端子Ｔｓｗ５を備えている。切替信号入力端子Ｔｓｗ５には、切替信号Ｓｓｗ５を生成するとともに、切替信号Ｓｓｗ５の信号レベルを決定するツェナーダイオード６ｖＬが接続されている。ツェナーダイオード６ｖＬは、切替信号入力端子Ｔｓｗ５と基準電位端子Ｔ２２との間に接続されている。ツェナーダイオード６ｖＬのカソードＫは、切替信号入力端子Ｔｓｗ５に接続され、ツェナーダイオード６ｖＬのアノードＡは、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。
【0041】
ゲート駆動回路２２Ａは、切替信号Ｓｓｗ５の信号レベルを判定する信号レベル判定部２２６ｖＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、信号レベル判定部２２６ｖＡでの判定結果及び入力信号ＳｉｎＶＬの信号レベルに基づいて定電流供給部２２３ｖＡから出力される定電流の電流量を変更して定電流供給部２２３ｖＡの駆動能力を切り替える駆動能力切替部２２４ｖＡを備えている。信号レベル判定部２２６ｖＡの出力端子は、駆動能力切替部２２４ｖＡの入力端子に接続されている。これにより、信号レベル判定部２２６ｖＡから出力されて判定結果の情報を含む出力信号が駆動能力切替部２２４ｖＡに入力されることができる。
【0042】
ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３から入力される入力信号ＳｉｎＷＬの信号レベルに応じて半導体素子２１ｗに設けられたＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させるために、当該ＩＧＢＴ２１１ａのゲートＧに定電流を供給する定電流供給部２２３ｗＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３が出力する入力信号ＳｉｎＷＬが入力される信号入力端子Ｔｉｗｌを有している。定電流供給部２２３ｗＡは、信号入力端子Ｔｉｗｌに接続されている。これにより、入力信号ＳｉｎＷＬが定電流供給部２２３ｗＡに入力されることができる。
【0043】
ゲート駆動回路２２Ａは、半導体素子２１ｕのＩＧＢＴ２１１ａを動作させる定電流供給部２２３ｗＡの駆動能力を切り替えるための切替信号Ｓｓｗ６が入力される切替信号入力端子Ｔｓｗ６を備えている。切替信号入力端子Ｔｓｗ６には、切替信号Ｓｓｗ６を生成するとともに、切替信号Ｓｓｗ６の信号レベルを決定するツェナーダイオード６ｗＬが接続されている。ツェナーダイオード６ｗＬは、切替信号入力端子Ｔｓｗ６と基準電位端子Ｔ２２との間に接続されている。ツェナーダイオード６ｗＬのカソードＫは、切替信号入力端子Ｔｓｗ６に接続され、ツェナーダイオード６ｗＬのアノードＡは、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。
【0044】
ゲート駆動回路２２Ａは、信号レベル判定部２２６ｗＡでの判定結果及び入力信号ＳｉｎＷＬの信号レベルに基づいて定電流供給部２２３ｗＡから出力される定電流の電流量を変更して定電流供給部２２３ｗＡの駆動能力を切り替える駆動能力切替部２２４ｗＡを備えている。信号レベル判定部２２６ｗＡの出力端子は、駆動能力切替部２２４ｗＡの入力端子に接続されている。これにより、信号レベル判定部２２６ｗＡから出力されて判定結果の情報を含む出力信号が駆動能力切替部２２４ｗＡに入力されることができる。
【0045】
図示は省略するが、ゲート駆動回路２２Ａは、定電流供給部２２１ｕＡを制御する制御電圧が入力される電源端子と、定電流供給部２２１ｖＡを制御する制御電圧が入力される電源端子と、定電流供給部２２１ｗＡを制御する制御電圧が入力される電源端子と、定電流供給部２２３ｕＡ、定電流供給部２２３ｖＡ及び定電流供給部２２３ｗＡを制御する制御電圧が入力される電源端子とを有している。
【0046】
以下、半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ，２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを「半導体素子２０ｕ～２１ｗ」と略記する場合がある。定電流供給部２２１ｕＡ，２２１ｖＡ，２２１ｗＡ，２２３ｕＡ，２２３ｖＡ，２２３ｗＡを「定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡ」と略記する場合がある。また、駆動能力切替部２２２ｕＡ，２２２ｖＡ，２２２ｗＡ，２２４ｕＡ，２２４ｖＡ，２２４ｗＡを「駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡ」と略記する場合がある。また、入力信号ＳｉｎＵＨ，ＳｉｎＶＨ，ＳｉｎＷＨ，ＳｉｎＵＬ，ＳｉｎＶＬ，ＳｉｎＷＬを「入力信号ＳｉｎＵＨ～ＳｉｎＷＬ」と略記する場合がある。また、ツェナーダイオード６ｕＨ，６ｖＨ，６ｗＨ，６ｕＬ，６ｖＬ，６ｗＬを「ツェナーダイオード６ｕＨ～６ｗＬ」と略記する場合がある。また、切替信号入力端子Ｔｓｗ１，Ｔｓｗ２，Ｔｓｗ３，Ｔｓｗ４，Ｔｓｗ５，Ｔｓｗ６を「切替信号入力端子Ｔｓｗ１～Ｔｓｗ６」と略記する場合がある。また、アラーム信号出力端子ＶＦＯｕ，ＶＦＯｖ，ＶＦＯｗ，ＶＦＯを「アラーム信号出力端子ＶＦＯｕ～ＶＦＯ」と略記する場合がある。
【0047】
図１に示すように、ゲート駆動回路２２Ａは、半導体素子２０ｕに設けられたＩＧＢＴ２０１ａの過電流や高温状態からの保護及び制御電圧の低下に起因する定電流供給部２２１ｕＡの誤動作から保護する保護部２２５ｕＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、半導体素子２０ｖに設けられたＩＧＢＴ２０１ａの過電流や高温状態からの保護及び制御電圧の低下に起因する定電流供給部２２１ｖＡの誤動作から保護する保護部２２５ｖＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、半導体素子２０ｗに設けられたＩＧＢＴ２０１ａの過電流や高温状態からの保護及び制御電圧の低下に起因する定電流供給部２２１ｗＡの誤動作から保護する保護部２２５ｗＡを備えている。ゲート駆動回路２２Ａは、半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗのそれぞれに設けられたＩＧＢＴ２１１ａの過電流や高温状態からの保護及び制御電圧の低下に起因する定電流供給部２２３ｕＡ，２２３ｖＡ，２２３ｗＡの誤動作から保護する保護部２２５を備えている。このように、ゲート駆動回路２２Ａは、上アーム側にはＵ相、Ｖ相及びＷ相ごとに個別に保護部２２５ｕＡ，２２５ｖＡ，２２５ｗＡを備え、下アーム側にはＵ相、Ｖ相及びＷ相で共通の保護部２２５を備えている。保護部２２５ｕＡ，２２５ｖＡ，２２５ｗＡ，２２５の詳細については後述する。
【0048】
図１に示すように、ゲート駆動回路２２Ａは、保護部２２５ｕＡに接続されて保護部２２５ｕＡで生成されたアラーム信号ＡＬＭｕが出力されるアラーム信号出力端子ＶＦＯｕを有している。ゲート駆動回路２２Ａは、保護部２２５ｖＡに接続されて保護部２２５Ａで生成されたアラーム信号ＡＬＭｖが出力されるアラーム信号出力端子ＶＦＯｖを有している。ゲート駆動回路２２Ａは、保護部２２５ｗＡに接続されて保護部２２５ｗＡで生成されたアラーム信号ＡＬＭｗが出力されるアラーム信号出力端子ＶＦＯｗを有している。ゲート駆動回路２２Ａは、保護部２２５に接続されて保護部２２５で生成されたアラーム信号ＡＬＭが出力されるアラーム信号出力端子ＶＦＯを有している。
【0049】
ゲート駆動回路２２Ａの駆動能力は、ツェナーダイオード６ｕＨ～６ｗＬのツェナー電圧によって上アーム及び下アームのそれぞれをＵ相、Ｖ相及びＷ相ごとに切り替えられるようになっている。また、インテリジェントパワーモジュール２Ａは、インテリジェントパワーモジュール２Ａの使用者が切替信号入力端子Ｔｓｗ１～Ｔｓｗ６にツェナーダイオード６ｕＨ～６ｗＬを取り付けることできるように構成されている。このため、ゲート駆動回路２２Ａ及びインテリジェントパワーモジュール２Ａでは、ツェナーダイオード６ｕＨ～６ｗＬを切替信号入力端子Ｔｓｗ１～Ｔｓｗ６に取り付けるという簡易な方法によって駆動能力を切り替えることができる。
【0050】
詳細は後述するが、アラーム信号出力端子ＶＦＯｕ～ＶＦＯは、オープンドレイン構成を有している。このため、保護部２２５ｕＡ，２２５ｖＡ，２２５ｗＡ，２２５がＩＧＢＴ２０１ａ～２１１ａなどの異常を検出していない場合には、電圧レベルがハイレベルとなっている。一方、保護部２２５ｕＡ，２２５ｖＡ，２２５ｗＡ，２２５がＩＧＢＴ２０１ａ～２１１ａなどの異常を検出した場合には、電圧レベル（すなわち信号レベル）がローレベル（例えば基準電位端子の電圧レベル（例えば０Ｖ））のアラーム信号ＡＬＭｕ，ＡＬＭｖ，ＡＬＭｗ，ＡＬＭが出力される。
【0051】
図１に示すように、制御装置３は、ゲート駆動回路２２Ａに例えばパルス状の入力信号ＳｉｎＵＨ～ＳｉｎＷＬを出力するように構成されている。これにより、制御装置３は、ゲート駆動回路２２Ａを制御して、半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのそれぞれに備えられたＩＧＢＴ２０１ａ及び半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗのそれぞれに備えられたＩＧＢＴ２１１ａを例えばパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）によって制御することができる。
【0052】
（スイッチング素子の駆動回路の構成）
次に、本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ａの概略構成について図１を参照しつつ図２を用いて説明する。定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡは互いに同一の構成を有している。このため、定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡの構成について定電流供給部２２３ｕＡを例にとって説明する。駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡは互いに同一の構成を有している。このため、駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡの構成について駆動能力切替部２２４ｕＡを例にとって説明する。
次に、本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ａの概略構成について図１を参照しつつ図２を用いて説明する。定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡは互いに同一の構成を有している。このため、定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡの構成について定電流供給部２２３ｕＡを例にとって説明する。駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡは互いに同一の構成を有している。このため、駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡの構成について駆動能力切替部２２４ｕＡを例にとって説明する。
【0053】
図２は、ゲート駆動回路２２Ａの概略構成を示す回路ブロック図である。図２では、ゲート駆動回路２２Ａに設けられた構成要素のうち、定電流供給部２２３ｕＡ、駆動能力切替部２２４ｕＡ及び保護部２２５が図示されている。また、図２では、理解を容易にするため、定電流供給部２２３ｕＡが電流を供給するＩＧＢＴ２１１ａを有する半導体素子２１ｕと、切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続されたツェナーダイオード６ｕＬと、電源端子Ｔｖｉｎに接続された電源８Ｌとが併せて図示されている。
【0054】
図２に示すように、定電流供給部２２３ｕＡは、電源端子Ｔｖｉｎに接続された定電流源２２３ｅと、定電流源２２３ｅと基準電位端子Ｔ２２３との間に直列に接続された抵抗素子２２３ｃ及び抵抗素子２２３ｄとを有している。抵抗素子２２３ｃの一端子は定電流源２２３ｅの電流出力端子に接続され、抵抗素子２２３ｃの他端子は抵抗素子２２３ｄの一端子に接続されている。定電流源２２３ｅの出力端子及び抵抗素子２２３ｃの一端子の接続部は、信号入力端子Ｔｉｕｌに接続されている。
【0055】
抵抗素子２２３ｄの他端子は、基準電位端子Ｔ２２３に接続されている。定電流供給部２２３ｕＡは、下アームを構成する半導体素子２１ｕを駆動する構成要素である。このため、基準電位端子Ｔ２２３は、基準電位端子Ｔ２２に接続され、例えばグランド端子に接続されている。なお、上アームを構成する半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを駆動する定電流供給部２２１ｕＡ，２２１ｖＡ，２２１ｗＡ（図１参照）に設けられ、基準電位端子Ｔ２２３に対応する基準電位端子（不図示）は例えば、半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに設けられたＩＧＢＴ２０１ａのエミッタＥ（図１参照）に接続されている。
【0056】
定電流供給部２２３ｕＡは、例えばオペアンプで構成された比較器２２３ａと、比較器２２３ａの非反転入力端子（＋）に接続された電圧生成部２２３ｂとを有している。比較器２２３ａに反転入力端子（－）は、抵抗素子２２３ｃの他端子と抵抗素子２２３ｄの一端子との接続部に接続されている。比較器２２３ａの出力端子は、駆動能力切替部２２４ｕＡに接続されている。
【0057】
電圧生成部２２３ｂは、例えば定電圧源で構成されている。電圧生成部２２３ｂの負極側は基準電位端子Ｔ２２３に接続されている。電圧生成部２２３ｂの正極側は、比較器２２３ａの非反転入力端子（＋）に接続されている。電圧生成部２２３ｂは、比較器２２３ａでの比較の基準となる比較電圧Ｖ０を生成するようになっている。比較電圧Ｖ０は、信号入力端子Ｔｉｕｌから入力される入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルがハイレベル又はローレベルのいずれであるのかを検出できる電圧レベルに設定される。比較器２２３ａの反転入力端子（－）には、入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベル（すなわち電圧レベル）を抵抗素子２２３ｃの抵抗値及び抵抗素子２２３ｄの抵抗値で抵抗分割した分割電圧が入力される。このため、比較電圧Ｖ０は、入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルが最大レベルの場合の分割電圧と、入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルが最小レベルの場合の分割電圧との間の電圧となるように電圧レベルが設定される。
【0058】
これにより、比較器２２３ａは、信号入力端子Ｔｉｕｌから入力される入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルがハイレベルかローレベルであるのかを判定できる。比較器２２３ａは、反転入力端子（＋）に入力される分割電圧の電圧レベルが比較電圧Ｖ０の電圧レベルよりも低い場合、すなわち入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルがローレベルの場合、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０を駆動能力切替部２２４ｕＡに出力する。一方、比較器２２３ａは、反転入力端子（＋）に入力される分割電圧の電圧レベルが比較電圧Ｖ０の電圧レベルよりも高い場合、すなわち入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルがハイレベルの場合、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏ０を駆動能力切替部２２４ｕＡに出力する。
【0059】
図２に示すように、定電流供給部２２３ｕＡは、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのゲートＧに定電流を供給する複数（本実施形態では２つ）のトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇを有している。トランジスタ２２３ｆ及びトランジスタ２２３ｇは、例えばＰ型のＭＯＳ電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＦＥＴ）で構成されている。トランジスタ２２３ｆ及びトランジスタ２２３ｇのそれぞれのソースＳは、電源端子Ｔｖｉｎに接続されている。トランジスタ２２３ｆ及びトランジスタ２２３ｇのそれぞれのドレインＤは、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのゲートＧに接続されている。トランジスタ２２３ｆのゲートＧ及びトランジスタ２２３ｇのゲートＧはそれぞれ、駆動能力切替部２２４ｕＡに接続されている。
【0060】
トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ（複数のトランジスタのうちの少なくとも２つのトランジスタの一例）は、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのゲートＧに供給する定電流の電流量が互いに異なっている。例えば、トランジスタ２２３ｇは、トランジスタ２２３ｆよりも大きいトランジスタサイズを有している。これにより、トランジスタ２２３ｆの当該定電流の電流量は、トランジスタ２２３ｇの当該定電流の電流量よりも大きくなる。
【0061】
詳細は後述するが、定電流供給部２２３ｕＡは、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａに定電流を供給するトランジスタとしてトランジスタ２２３ｇが選択された場合、トランジスタ２２３ｆが選択された場合よりも高い駆動能力で当該ＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させることができる。一方、定電流供給部２２３ｕＡは、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａに定電流を供給するトランジスタとしてトランジスタ２２３ｆを選択した場合、トランジスタ２２３ｇを選択した場合よりも低い駆動能力で当該ＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させることができる。このように、定電流供給部２２３ｕＡは、トランジスタ２２３ｇ及びトランジスタ２２３ｆのうち、動作させるトランジスタを変更することにより、当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する駆動能力を切り替えることができる。
【0062】
図２に示すように、ゲート駆動回路２２Ａに備えられた保護部２２５は、ＩＧＢＴ２１１ａの温度を検出する温度検出回路（温度検出部の一例）２２５ｆと、ＩＧＢＴ２１１ａに流れる電流を検出する電流検出回路（電流検出部の一例）２２５ｇと、定電流供給部２２３ｕＡを制御する制御電圧を検出する制御電圧検出回路（制御電圧検出部の一例）２２５ｅと、温度検出回路２２５ｆ、電流検出回路２２５ｇ及び制御電圧検出回路２２５ｅの少なくとも１つが異常を検出したことを報知するアラーム信号ＡＬＭを生成するアラーム信号生成回路（アラーム信号生成部の一例）２２５ｄとを有している。
【0063】
図２に示すように、ＩＧＢＴチップ２１１に設けられた温度検知素子２１１ｂは、例えばダイオードで構成されている。当該ダイオードは例えばシリコンで形成されている。温度検知素子２１１ｂは、温度検出回路２２５ｆに接続されている。温度検出回路２２５ｆは、所定の信号レベルに設定された比較信号と温度検知素子２１１ｂで検知された検知信号とを比較する比較器２２５ｆ－１を有している。温度検出回路２２５ｆは、比較信号の電圧を生成する電圧生成部２２５ｆ－２を有している。比較器２２５ｆ－１は例えばオペアンプで構成されている。電圧生成部２２５ｆ－２は例えば定電圧源で構成されている。電圧生成部２２５ｆ－２は、例えばＩＧＢＴ２１１ａの絶対最大定格の温度に対応する電圧を生成する。
【0064】
温度検知素子２１１ｂのアノードは、比較器２２５ｆ－１の反転入力端子（－）に接続され、温度検知素子２１１ｂのカソードは、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。比較器２２５ｆ－１の非反転入力端子（＋）は、電圧生成部２２５ｆ－２の正極側に接続されている。比較器２５５ｆ－１の出力端子は、アラーム信号生成回路２２５ｄの入力端子に接続されている。電圧生成部２２５ｆ－２の負極側は、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。
【0065】
図示は省略するが、温度検知素子２１１ｂのアノードには定電流源が接続されている。一般的にシリコンのダイオードの順方向電圧は、周囲温度が低い場合よりも高い場合の方が低くなる。このため、当該定電流源から温度検知素子２１１ｂに定電流が入力されている場合に、ＩＧＢＴ２１１ａの温度が上昇すると、温度検知素子２１１ｂでの電圧降下が小さくなる。これにより、温度検知素子２１１ｂから温度検出回路２２５ｆに入力される電圧は、ＩＧＢＴ２１１ａの温度が高くなると低下する。
【0066】
このため、ＩＧＢＴ２１１ａが絶対最大定格温度よりも低い場合は、温度検知素子２１１ｂで検知される電圧が電圧生成部２２５ｆ－２で生成される比較信号の電圧よりも高くなるので、比較器２２５ｆ－１は信号レベルがローレベルの出力信号をアラーム信号生成回路２２５ｄに出力する。一方、ＩＧＢＴ２１１ａが絶対最大定格温度よりも高い場合は、温度検知素子２１１ｂで検知される電圧が電圧生成部２２５ｆ－２で生成される比較信号の電圧よりも低くなるので、比較器２２５ｆ－１は信号レベルがハイレベルの出力信号をアラーム信号生成回路２２５ｄに出力する。このように、温度検出回路２２５ｆは、温度検知素子２１１ｂから入力されてＩＧＢＴ２１１ａの温度に応じて変化する電圧を用いることによって、ＩＧＢＴ２１１ａの絶対最大定格温度を超えているか否かを検出することができる。
【0067】
図２に示すように、電流検出回路２２５ｇは、ＩＧＢＴ２１１ａの電流検出端子Ｓｎと基準電位端子Ｔ２２との間に接続された抵抗素子２２５ｇ－３を有している。抵抗素子２２５ｇ－３の一端子は電流検出端子Ｓｎに接続され、抵抗素子２２５ｇ－３の他端子は基準電位端子Ｔ２２に接続されている。電流検出回路２２５ｇは、電流検出端子Ｓｎから出力される検出電流が抵抗素子２５５ｇ－３を流れることによって抵抗素子２５５ｇ－３に生じる電圧降下を検出電圧として出力するように構成されている。つまり、電流検出回路２５５ｇは、電流検出端子Ｓｎに接続された抵抗素子２５５ｇ－３の一端子の電圧を検出電圧として出力する。
【0068】
電流検出回路２２５ｇは、抵抗素子２５５ｇ－３の一端子に接続された比較器２５５ｇ－１と、比較器２５５ｇ－１での比較の基準となる基準電圧を生成する電圧生成部２５５ｇ－２とを有している。
【0069】
電圧生成部２５５ｇ－２は、例えば直流電源で構成されている。電圧生成部２５５ｇ－２の負極側は基準電位端子Ｔ２２に接続されている。電圧生成部２５５ｇ－２は、所定の電圧レベルの比較電圧を生成するようになっている。比較電圧は、例えばＩＧＢＴ２１１ａの絶対最大定格電流に対応する電圧に設定される。
【0070】
比較器２５５ｇ－１は例えば、オペアンプによって構成されている。比較器２５５ｇ－１の反転入力端子（－）には、電流検出端子Ｓｎ及び抵抗素子２５５ｇ－３の一端子が接続されている。比較器２５５ｇ－１の非反転入力端子（＋）には、電圧生成部２５５ｇ－２の正極側が接続されている。比較器２５５ｇ－１の出力端子は、アラーム信号生成回路２５５ｄの入力端子に接続されている。比較器２５５ｇ－１は、抵抗素子２５５ｇ－３での電圧降下である検出電圧が電圧生成部２５５ｇ－２で生成される比較電圧より小さい場合に信号レベル（すなわち電圧レベル）がローレベルの出力信号をアラーム信号生成回路２２５ｄに出力する。また、比較器２５５ｇ－１は、当該検出電圧が当該比較電圧よりも高い場合に信号レベルがハイレベルの出力信号をアラーム信号生成回路２５５ｄに出力する。
【0071】
電流検出端子Ｓｎから出力される検出電流は、ＩＧＢＴ２１１ａのエミッタＥから出力される電流に比例する。このため、電流検出回路２５５ｇは、電流検出端子Ｓｎから出力される検出電流に対応する電圧がＩＧＢＴ２１１ａの絶対最大定格電流に対応する電圧よりも低い場合（すなわちＩＧＢＴ２１１ａが正常状態の場合）、信号レベルがローレベルの出力信号を出力する。一方、電流検出回路２５５ｇは、電流検出端子Ｓｎから出力される検出電流に対応する電圧がＩＧＢＴ２１１ａの絶対最大定格電流に対応する電圧よりも高い場合（すなわちＩＧＢＴ２１１ａに過電流が流れている場合）、信号レベルがハイレベルの出力信号を出力する。
【0072】
図２に示すように、制御電圧検出回路２２５ｅは、電源端子Ｔｖｉｎに接続された比較器２５５ｅ－１と、比較器２５５ｅ－１での比較の基準となる基準電圧を生成する電圧生成部２５５ｅ－２とを有している。
【0073】
電圧生成部２５５ｅ－２は、例えば直流電源で構成されている。電圧生成部２５５ｅ－２の負極側は基準電位端子Ｔ２２に接続されている。電圧生成部２５５ｅ－３は、所定の電圧レベルの比較電圧を生成するようになっている。比較電圧は、例えば定電流供給部２２３ｕＡが動作可能な最低電圧に設定される。
【0074】
比較器２５５ｅ－１は、例えばオペアンプによって構成されている。比較器２５５ｅ－１の反転入力端子（－）には、電源端子Ｔｖｉｎが接続されている。比較器２５５ｅ－１の非反転入力端子（＋）には、電圧生成部２５５ｅ－２の正極側が接続されている。比較器２５５ｅ－１の出力端子は、アラーム信号生成回路２５５ｄの入力端子に接続されている。比較器２５５ｅ－１は、電源端子Ｔｖｉｎから入力される制御電圧が電圧生成部２５５ｅ－２で生成される比較電圧より高い場合に信号レベル（すなわち電圧レベル）がローレベルの出力信号をアラーム信号生成回路２２５ｄに出力する。また、比較器２５５ｅ－１は、当該制御電圧が当該比較電圧よりも低い場合に信号レベルがハイレベルの出力信号をアラーム信号生成回路２５５ｄに出力する。
【0075】
このため、制御電圧検出回路２２５ｅは、電源端子Ｔｖｉｎから入力される制御電圧が定電流供給部２２３ｕＡの動作可能な最低電圧よりも高い場合（すなわち定電流供給部２２３ｕＡが正常に動作可能な場合）、信号レベルがローレベルの出力信号を出力する。一方、制御電圧検出回路２２５ｅは、電源端子Ｔｖｉｎから入力される制御電圧が定電流供給部２２３ｕＡの動作可能な最低電圧よりも低い場合（すなわち定電流供給部２２３ｕＡが正常に動作不可能な場合）、信号レベルがハイレベルの出力信号を出力する。
【0076】
このように、温度検出回路２２５ｆ、電流検出回路２２５ｇ及び制御電圧検出回路２２５ｅはいずれも、検出対象が正常状態であることを検出した場合には信号レベルがローレベルの出力信号をアラーム信号生成回路２２５ｄに出力し、検出対象が異常状態であることを検出した場合には信号レベルがハイレベルの出力信号をアラーム信号生成回路２２５ｄに出力する。
【0077】
図示は省略するが、保護部２５５は、温度検出回路２５５ｆと同様の構成を有し半導体素子２１ｖに設けられたＩＧＢＴ２１１ａの温度を検出する温度検出回路と、電流検出回路２２５ｇと同様の構成を有し半導体素子２１ｖに設けられたＩＧＢＴ２１１ａに流れる電流を検出する電流検出回路を有している。また、保護部２５５は、温度検出回路２５５ｆと同様の構成を有し半導体素子２１ｗに設けられたＩＧＢＴ２１１ａの温度を検出する温度検出回路と、電流検出回路２２５ｇと同様の構成を有し半導体素子２１ｗに設けられたＩＧＢＴ２１１ａに流れる電流を検出する電流検出回路を有している。これらの検出回路から出力される出力信号は、アラーム信号生成回路２２５ｄに入力される。
【0078】
アラーム信号生成回路２２５ｄは、制御電圧検出回路２２５ｅ、半導体素子２１ｕを検出対象とする温度検出回路２２５ｆ及び電流検出回路２２５ｇ、半導体素子２１ｖ（図１参照）を検出対象とする温度検出回路及び電流検出回路（不図示）並びに半導体素子２１ｗ（図１参照）を検出対象とする温度検出回路及び電流検出回路（不図示）いずれも異常を検出していない場合には、信号レベル（すなわち電圧レベル）がローレベルの出力信号を出力する。一方、アラーム信号生成回路２２５ｄは、制御電圧検出回路２２５ｅ、半導体素子２１ｕを検出対象とする温度検出回路２２５ｆ及び電流検出回路２２５ｇ、半導体素子２１ｖを検出対象とする温度検出回路及び電流検出回路並びに半導体素子２１ｗを検出対象とする温度検出回路及び電流検出回路のうちの少なくとも１つが異常を検出している場合には、信号レベルがハイレベルの出力信号を出力する。以下、制御電圧検出回路２２５ｅ、半導体素子２１ｕを検出対象とする温度検出回路２２５ｆ及び電流検出回路２２５ｇ、半導体素子２１ｖを検出対象とする温度検出回路及び電流検出回路並びに半導体素子２１ｗを検出対象とする温度検出回路及び電流検出回路を「各種検出回路」と総称する場合がある。
【0079】
保護部２２５は、アラーム信号生成回路２２５ｄの出力端子に接続されたゲートＧを有するトランジスタ２２５ｂと、トランジスタ２２５ｂのドレインＤに接続された定電流源２２５ｃとを有している。トランジスタ２２５ｂは、例えばＮ型のＭＯＳＦＥＴで構成されている。トランジスタ２２５ｂのソースＳは、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。
【0080】
アラーム信号生成回路２２５ｄは、各種検出回路のいずれも異常を検出していない場合には、信号レベルがローレベルの出力信号をトランジスタ２２５ｂのゲートＧに出力する。一方、アラーム信号生成回路２２５ｄは、各種検出回路のうちの少なくとも１つが異常を検出している場合には、所定の期間だけ信号レベルがハイレベルの出力信号をトランジスタ２２５ｂのゲートＧに出力する。したがって、アラーム信号生成回路２２５ｄは、ゲート駆動回路２２Ａが正常状態から異常状態に変化すると、所定の期間だけ信号レベルがハイレベルとなるパルス状の出力信号をトランジスタ２２５ｂのゲートＧに出力する。
【0081】
このため、トランジスタ２２５ｂは、ゲート駆動回路２２Ａが正常状態である場合にはオフ状態となる。一方、トランジスタ２２５ｂは、ゲート駆動回路２２Ａが正常状態から異常状態に変化した場合には、アラーム信号生成回路２２５ｄから出力される出力信号の信号レベルがハイレベルの期間だけオン状態となる。ゲート駆動回路２２Ａが異常状態でない場合は、ＩＧＢＴ２１１ａが動作可能な高温及び電流状態、かつ電源端子Ｔｖｉｎから入力される制御電圧が定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡの動作可能な電圧値である場合である。また、ゲート駆動回路２２Ａが異常状態である場合は、ＩＧＢＴ２１１ａが高温状態及び過電流状態並びに電源端子Ｔｖｉｎから入力される制御電圧が定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡの動作が不可能な電圧値である状態のうちの少なくとも１つの状態である場合である。
【0082】
保護部２２５は、トランジスタ２２５ｂのドレインＤ及び定電流源２２５ｃの出力端子の接続部と、アラーム信号出力端子ＶＦＯとの間に接続された抵抗素子２２５ｈを有している。抵抗素子２２５ｈの一端子は、トランジスタ２２５ｂのドレインＤ及び定電流源２２５ｃの出力端子の接続部に接続されている。抵抗素子２２５ｈの他端子は、アラーム信号出力端子ＶＦＯに接続されている。
【0083】
アラーム信号出力端子ＶＦＯは、抵抗素子２２５ｈを介してトランジスタ２２５ｂのドレインＤに接続されているので、オープンドレイン出力となっている。ゲート駆動回路２２Ａが正常状態である場合には、アラーム信号生成回路２２５ｄから出力される出力信号がローレベルであるため、トランジスタ２２５ｂがオフ状態となる。このため、アラーム信号出力端子ＶＦＯの電圧は、ハイレベルの電圧となる。となる。一方、ゲート駆動回路２２Ａが異常状態である場合には、アラーム信号生成回路２２５ｄから出力される出力信号がハイレベルであるため、トランジスタ２２５ｂがオン状態となる。このため、アラーム信号出力端子ＶＦＯの電圧は、基準電位端子Ｔ２２の電位（例えば０Ｖ）となる。このように、アラーム信号出力端子ＶＦＯの電圧は、アラーム信号生成回路２２５ｄから出力される出力信号の電圧が反転した電圧となる。これにより、アラーム信号生成回路２２５ｄから出力される出力信号に基づくアラーム信号ＡＬＭがアラーム信号出力端子ＶＦＯから出力される。
【0084】
図示は省略するが、保護部２５５ｕＡは、定電流供給部２２１ｕＡの制御電圧及び定電流供給部２２１ｕＡが駆動する半導体素子２０ｕのみの異常を検出する点を除いて、保護部２５５と同様の構成を有し、同様の機能を発揮するように構成されている。また、保護部２５５ｖＡは、定電流供給部２２１ｖＡの制御電圧及び定電流供給部２２１ｖＡが駆動する半導体素子２０ｖのみの異常を検出する点を除いて、保護部２５５と同様の構成を有し、同様の機能を発揮するように構成されている。また、保護部２５５ｗＡは、定電流供給部２２１ｗＡの制御電圧及び定電流供給部２２１ｗＡが駆動する半導体素子２０ｗのみの異常を検出する点を除いて、保護部２５５と同様の構成を有し、同様の機能を発揮するように構成されている。
【0085】
図２に示すように、信号レベル判定部２２６ｕＡは、所定の信号レベルに設定された比較信号Ｓｃｏと切替信号Ｓｓｗとを比較する複数（本実施形態では２つ）の比較器２２６ａ，２２６ｂを有している。信号レベル判定部２２６Ａは、比較信号Ｓｃｏの電圧を生成する電圧生成部２２６ｃを有している。比較器２２６ａ，２２６ｂは例えばオペアンプで構成されている。電圧生成部２２６ｃは例えば定電圧源で構成されている。
【0086】
比較器２２６ａの非反転入力端子（＋）は、切替信号入力端子Ｔｓｗ４、アラーム信号出力端子ＶＦＯ及び抵抗素子２２５ｈの他端子に接続されている。比較器２２６ａの反転入力端子（－）は、電圧生成部２２６ｃの正極側に接続されている。比較器２２６ａの出力端子は、駆動能力切替部２２４ｕＡに接続されている。比較器２２６ｂの非反転入力端子（＋）は、電圧生成部２２６ｃの正極側に接続されている。比較器２２６ｂの反転入力端子（－）は、切替信号入力端子Ｔｓｗ４、アラーム信号出力端子ＶＦＯ及び抵抗素子２２５ｈの他端子に接続されている。比較器２２６ｂの出力端子は、駆動能力切替部２２４ｕＡに接続されている。このように、比較器２２６ａ及び比較器２２６ｂは、入力先が互いに逆転した関係を有している。このため、比較器２２６ａ及び比較器２２６ｂ（複数の比較器のうちの少なくとも２つの比較器の一例）は、互いに信号レベルが反転した出力信号を駆動能力切替部２２４ｕＡに出力する。
【0087】
電圧生成部２２６ｃの負極側は、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。電圧生成部２２６ｃは、比較器２２６ａ，２２６ｂでの比較の基準となる比較信号Ｓｃｏの電圧を生成するようになっている。切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも高くなる又は低くなるように、ツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＬが切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続される。本実施形態では、電圧生成部２２６ｃが生成する電圧の電圧レベルは予め設定されている。このため、定電流供給部２２３ｕＡを含むゲート駆動回路２２Ａに備えられた全ての定電流供給部の駆動能力が、インテリジェントパワーモジュール２Ａの使用者の所望の駆動能力となるように、電圧生成部２２６ｃが生成する電圧の電圧レベルと異なる電圧レベルのツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＬが切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続される。インテリジェントパワーモジュール２Ａでは、当該使用者が切替信号入力端子Ｔｓｗ４にツェナーダイオード６ｕＬを接続できるようになっている。
【0088】
電圧生成部２２６ｃで生成される電圧よりも高いツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＬが切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続された場合、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルは、比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも高くなる。したがって、この場合、比較器２２６ａは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏａを駆動能力切替部２２４ｕＡに出力し、比較器２２６ｂは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｂを駆動能力切替部２２４ｕＡに出力する。一方、電圧生成部２２６ｃで生成される電圧よりも低いツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＬが切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続された場合、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルは、比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも低くなる。したがって、この場合、比較器２２６ａは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏａを駆動能力切替部２２４ｕＡに出力し、比較器２２６ｂは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｂを駆動能力切替部２２４ｕＡに出力する。
【0089】
図２に示すように。駆動能力切替部２２４ｕＡは、比較器２２６ａ（２つの比較器のうちの一方の一例）の出力信号Ｓｏａの信号レベルと、比較器２２３ａの出力信号Ｓｏ０（入力信号に基づく信号の一例）の信号レベルとを論理演算する否定論理積（ＮＡＮＤ）ゲート２２４ａ（第一演算部の一例）を有している。また、駆動能力切替部２２４ｕＡは、比較器２２６ｂ（２つの比較器のうちの他方の一例）の出力信号Ｓｏｂの信号レベルと出力信号Ｓｏ０の信号レベルとを論理演算する否定論理積（ＮＡＮＤ）ゲート２２４ｂ（第二演算部の一例）を有している。
【0090】
ＮＡＮＤゲート２２４ａの一方の入力端子は、定電流供給部２２３ｕＡに設けられた比較器２２３ａの出力端子に接続されている。ＮＡＮＤゲート２２４ａの他方の入力端子は、信号レベル判定部２２６Ａに設けられた比較器２２６ａの出力端子に接続されている。ＮＡＮＤゲート２２４ａの出力端子は、定電流供給部２２３ｕＡに設けられたトランジスタ２２３ｆのゲートＧに接続されている。このため、ＮＡＮＤゲート２２４ａは、トランジスタ２２３ｆのゲートＧ（２つのトランジスタの一方の制御信号入力端子の一例）に演算結果信号Ｓｃａａを出力する。
【0091】
ＮＡＮＤゲート２２４ｂの一方の入力端子は、定電流供給部２２３ｕＡに設けられた比較器２２３ａの出力端子に接続されている。ＮＡＮＤゲート２２４ｂの他方の入力端子は、信号レベル判定部２２６Ａに設けられた比較器２２６ｂの出力端子に接続されている。ＮＡＮＤゲート２２４ｂの出力端子は、定電流供給部２２３ｕＡに設けられたトランジスタ２２３ｇのゲートＧに接続されている。このため、ＮＡＮＤゲート２２４ｂは、トランジスタ２２３ｇのゲートＧ（２つのトランジスタの他方の制御信号入力端子の一例）に演算結果信号Ｓｃａｂを出力する。
【0092】
ＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂのそれぞれの他方の入力端子には、出力信号Ｓｏ０が入力される。一方、ＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂのそれぞれの一方の入力端子には、互いに信号レベルが反転した出力信号Ｓｏａ，Ｓｏｂが入力される。このため、ＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂは、出力信号Ｓｏ０の信号レベルがハイレベルの場合、互いに信号レベルが反転した演算結果信号Ｓｃａａ，Ｓｃａｂをトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇのそれぞれのゲートＧに出力する。これにより、トランジスタ２２３ｆがオン状態に動作する場合は、トランジスタ２２３ｇはオフ状態を維持し、トランジスタ２２３ｇがオン状態に動作する場合は、トランジスタ２２３ｆはオフ状態を維持する。
【0093】
比較器２２３ａから出力される出力信号Ｓｏ０は、入力信号ＳｉｎＵＬに基づく信号である。このため、出力信号Ｓｏ０の信号レベルを用いて論理演算するＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂは、入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルに基づいて論理演算するようになっている。したがって、駆動能力切替部２２４ｕＡは、信号レベル判定部２２６Ａでの判定結果（すなわち出力信号Ｓｏａ，Ｓｏｂの信号レベル）及び入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルに基づいて、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇの少なくとも１つをオン状態に制御する。本実施形態では、駆動能力切替部２２４ｕＡは、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇのうちのいずれか１つをオン状態に制御する。
【0094】
なお、上アーム部を構成する半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを駆動するための駆動能力切替部２２２ｕＡ，２２２ｖＡ，２２２ｗＡでは、ＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂの入力端子には、電圧レベルシフト回路が接続されていてもよい。出力信号Ｓｏ０，Ｓｏａ，Ｓｏｂは、当該電圧レベルシフト回路に入力される。これにより、出力信号Ｓｏ０，Ｓｏａ，Ｓｏｂの電圧レベルは、上アーム部に対応する電圧レベルに変換された後にＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂによって論理演算される。
【0095】
また、上アーム部を構成する半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを駆動するための定電流供給部２２１ｕＡ，２２１ｖＡ，２２１ｗＡでは、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇのそれぞれのソースＳは、上アーム部のＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれの電源端子に個別に接続されている。
【0096】
（スイッチング素子の駆動回路の動作）
次に、本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ａの動作について図１及び図２を用いて説明する。定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡは互いに同様に動作する。このため、定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡの動作について定電流供給部２２３ｕＡを例にとって説明する。駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡは互いに同様に動作する。このため、駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡの動作について駆動能力切替部２２４ｕＡを例にとって説明する。
次に、本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ａの動作について図１及び図２を用いて説明する。定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡは互いに同様に動作する。このため、定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡの動作について定電流供給部２２３ｕＡを例にとって説明する。駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡは互いに同様に動作する。このため、駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡの動作について駆動能力切替部２２４ｕＡを例にとって説明する。
【0097】
表１は、定電流供給部２２３ｕＡに設けられたトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇの真理値表である。表１中の「ＳｉｎＵＬ」は、制御装置３から定電流供給部２２３ｕＡに入力される入力信号ＳｉｎＵＬを示している。表１中の「Ｓｏ０」は、定電流供給部２２３ｕＡに設けられた比較器２２３ａが出力する出力信号Ｓｏ０を示している。表１中の「Ｓｏａ」は、信号レベル判定部２２６Ａに設けられた比較器２２６ａが出力する出力信号Ｓｏａを示している。表１中の「Ｓｏｂ」は、信号レベル判定部２２６Ａに設けられた比較器２２６ｂが出力する出力信号Ｓｏｂを示している。
【0098】
表１中の「Ｓｃａａ」は、駆動能力切替部２２４ｕＡに設けられたＮＡＮＤゲート２２４ａが出力する演算結果信号Ｓｃａａを示している。表１中の「Ｓｃａｂ」は、駆動能力切替部２２４ｕＡに設けられたＮＡＮＤゲート２２４ｂが出力する演算結果信号Ｓｃａｂを示している。表１中の「Ｑｆ」は、定電流供給部２２３ｕＡに設けられたトランジスタ２２３ｆを示している。表１中の「Ｑｇ」は、定電流供給部２２３ｕＡに設けられたトランジスタ２２３ｇを示している。表１中の「Ｌ」は、信号レベルがローレベルであることを示している。表１中の「Ｈ」は、信号レベルがハイレベルであることを示している。表１中の「ＯＮ」は、トランジスタがオン状態であることを示している。表１中の「ＯＦＦ」は、トランジスタがオフ状態であることを示している。
【0099】
【表1】
【0100】
（Ｓｓｗ４＞Ｓｃｏの場合）
まず、ツェナーダイオード６ｕＬのツェナー電圧が信号レベル判定部２２６Ａに設けられた電圧生成部２２６ｃで生成される電圧よりも高い場合、すなわち切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも高い場合のゲート駆動回路２２Ａの動作について説明する。
まず、ツェナーダイオード６ｕＬのツェナー電圧が信号レベル判定部２２６Ａに設けられた電圧生成部２２６ｃで生成される電圧よりも高い場合、すなわち切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも高い場合のゲート駆動回路２２Ａの動作について説明する。
【0101】
信号レベルがハイレベルの入力信号ＳｉｎＵＬが制御装置３から定電流供給部２２３ｕＡに入力された場合、表１の「Ｓｓｗ＞Ｓｃｏ」欄の上段に示すように、比較器２２３ａから出力される出力信号Ｓｏ０の信号レベルは、ローレベルとなる。
【0102】
信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏ０が、駆動能力切替部２２４ｕＡに設けられたＮＡＮＤゲート２２４ａの他方の入力端子に入力されると、表２に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ａは、一方の入力端子に入力される出力信号Ｓｏａの信号レベルに関わらず、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａａを出力する。同様に、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏ０が、駆動能力切替部２２４ｕＡに設けられたＮＡＮＤゲート２２４ｂの他方の入力端子に入力されると、表２に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ｂは、一方の入力端子に入力される出力信号Ｓｏｂの信号レベルに関わらず、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａｂを出力する。
【0103】
その結果、表１の「Ｓｓｗ４＞Ｓｃｏ」欄の上段に示すように、定電流供給部２２３ｕＡに設けられたトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇは、いずれもオフ状態に制御される。このため、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａがオフ状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＡは、オフ状態を維持するように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。一方、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＡは、オン状態からオフ状態に切り替わるように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。すなわち、定電流供給部２２３ｕＡは、ターンオフするように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。
【0104】
信号レベルがローレベルの入力信号ＳｉｎＵＬが制御装置３から定電流供給部２２３ｕＡに入力された場合、表１の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏ」欄の上段に示すように、比較器２２３ａから出力される出力信号Ｓｏ０の信号レベルは、ハイレベルとなる。
【0105】
切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルは、比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも高いので、表１の「Ｓｓｗ４＞Ｓｃｏ」欄の下段に示すように、信号レベル判定部２２６Ａに設けられた比較器２２６ａは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏａを出力する。信号レベルがハイレベルの出力信号ＳｏａがＮＡＮＤゲート２２４ａの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ａの他方の入力端子に入力されると、表１の「Ｓｓｗ４＞Ｓｃｏ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ａは、信号レベルがローレベルの演算結果信号Ｓｃａａをトランジスタ２２３ｆのゲートＧに出力する。
【0106】
一方、表１の「Ｓｓｗ４＞Ｓｃｏ」欄の下段に示すように、信号レベル判定部２２６Ａに設けられた比較器２２６ｂは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｂを出力する。信号レベルがローレベルの出力信号ＳｏｂがＮＡＮＤゲート２２４ｂの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ｂの他方の入力端子に入力されると、表１の「Ｓｓｗ４＞Ｓｃｏ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ｂは、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａｂをトランジスタ２２３ｇのゲートＧに出力する。
【0107】
その結果、表１の「Ｓｓｗ４＞Ｓｃｏ」欄の下段に示すように、トランジスタ２２３ｆは、オン状態に制御され、トランジスタ２２３ｇは、オフ状態に制御される。このため、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａがオフ状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＡは、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇのうちの定電流の電流量が大きい方のトランジスタ２２３ｆから定電流を当該ＩＧＢＴ２１１ａに供給する。これにより、定電流供給部２２３ｕＡは、高い駆動能力で当該ＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させる。
【0108】
一方、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＡは、トランジスタ２２３ｆから定電流を当該ＩＧＢＴ２１１ａに供給することにより、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態を維持するように駆動する。
【0109】
（Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏの場合）
次に、ツェナーダイオード６ｕＬのツェナー電圧が信号レベル判定部２２６Ａに設けられた電圧生成部２２６ｃで生成される電圧よりも低い場合、すなわち切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも低い場合のゲート駆動回路２２Ａの動作について説明する。
次に、ツェナーダイオード６ｕＬのツェナー電圧が信号レベル判定部２２６Ａに設けられた電圧生成部２２６ｃで生成される電圧よりも低い場合、すなわち切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも低い場合のゲート駆動回路２２Ａの動作について説明する。
【0110】
駆動能力切替部２２４ｕＡは、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも低い場合と、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも高い場合とで同様に動作する。このため、表１の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏ」欄の上段に示すように、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇは、いずれもオフ状態に制御される。このため、定電流供給部２２３ｕは、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも高い場合と同様に半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。
【0111】
信号レベルがローレベルの入力信号ＳｉｎＵＬが制御装置３から定電流供給部２２３ｕＡに入力された場合、表１の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏ」欄の上段に示すように、比較器２２３ａから出力される出力信号Ｓｏ０の信号レベルは、ローレベルとなる。
【0112】
切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルは、比較信号Ｓｃｏの信号レベルよりも低いので、表１の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏ」欄の下段に示すように、比較器２２６ａは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏａを出力する。信号レベルがローレベルの出力信号ＳｏａがＮＡＮＤゲート２２４ａの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ａの他方の入力端子に入力されると、表１の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ａは、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａａをトランジスタ２２３ｆのゲートＧに出力する。
【0113】
一方、表１の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏ」欄の下段に示すように、比較器２２６ｂは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｂを出力する。信号レベルがハイレベルの出力信号ＳｏｂがＮＡＮＤゲート２２４ｂの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ｂの他方の入力端子に入力されると、表１の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ｂは、信号レベルがローレベルの演算結果信号Ｓｃａｂをトランジスタ２２３ｇのゲートＧに出力する。
【0114】
その結果、表１の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏ」欄の下段に示すように、トランジスタ２２３ｆは、オフ状態に制御され、トランジスタ２２３ｇは、オン状態に制御される。このため、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａがオフ状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕは、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇのうちの定電流の電流量が小さい方のトランジスタ２２３ｇから定電流を当該ＩＧＢＴ２１１ａに供給する。これにより、定電流供給部２２３ｕは、低い駆動能力で当該ＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させる。
【0115】
一方、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕは、トランジスタ２２３ｇから定電流を当該ＩＧＢＴ２１１ａに供給することにより、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態を維持するように駆動する。
【0116】
このように、ゲート駆動回路２２Ａ及びインテリジェントパワーモジュール２Ａは、所定のツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＨ，６ｖＨ，６ｗＨ，６ｕＬ，６ｖＬ，６ｗＬを切替信号入力端子Ｔｓｗ１，Ｔｓｗ２，Ｔｓｗ３，Ｔｓｗ４，Ｔｓｗ５，Ｔｓｗ６に接続するだけで半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに設けられたＩＧＢＴ２０１ａ及び半導体素子２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに設けられたＩＧＢＴ２１１ａを駆動する駆動能力を変更することできる。
【0117】
以上説明したように、本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ａは、制御装置３から入力される入力信号ＳｉｎＵＨ～ＳｉｎＷＬの信号レベルに応じて半導体素子２０ｕ～２１ｗのＩＧＢＴ２０１ａ，２１１ａをオン状態に動作させるために、ＩＧＢＴ２０１ａ，２１１ａのゲートＧに定電流を供給する定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡと、ＩＧＢＴ２０１ａ，２１１ａを動作させる定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡの駆動能力を切り替えるための切替信号Ｓｓｗ１～Ｓｓｗ６が入力される切替信号入力端子Ｔｓｗ１～Ｔｓｗ６と、切替信号Ｓｓｗ１～Ｓｓｗ６の信号レベルを判定する信号レベル判定部２２７ｕＡ，２２７ｖＡ，２２７ｗＡ，２２６ｕＡ，２２６ｖＡ，２２６ｗＡと、信号レベル判定部２２７ｕＡ，２２７ｖＡ，２２７ｗＡ，２２６ｕＡ，２２６ｖＡ，２２６ｗＡでの判定結果及び入力信号ＳｉｎＵＨ～ＳｉｎＷＬの信号レベルに基づいて定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡから出力される定電流の電流量を変更して定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡの駆動能力を切り替える駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡとを備えている。
【0118】
これにより、ゲート駆動回路２２Ａは、簡易な方法でスイッチング素子を駆動するための駆動能力を選択することができる。
【0119】
本実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ａは、ＩＧＢＴ２０１ａ，２１１ａと、ゲート駆動回路２２Ａとを備えている。
これにより、インテリジェントパワーモジュール２Ａは、簡易な方法でスイッチング素子を駆動するための駆動能力を選択することができる。
これにより、インテリジェントパワーモジュール２Ａは、簡易な方法でスイッチング素子を駆動するための駆動能力を選択することができる。
【0120】
（変形例）
本実施形態では、ゲート駆動回路２２Ａに設けられた定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡのトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇは、ＩＧＢＴ２１１ａに供給する定電流の電流量が互いに異なっているが、当該定電流の電流量が同一でもよい。この場合、駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡは、信号レベル判定部２７ｕＡ，２２７ｖＡ，２２７ｗＡ，２２６ｕＡ，２２６ｖＡ，２２６ｗＡに設けられた比較器２２６ａから入力される出力信号Ｓｏａの信号レベルがハイレベルかつ出力信号Ｓｏｂの信号レベルがローレベルの場合、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇの両方をオン状態に制御する。一方、駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡは、比較器２２６ａから入力される出力信号Ｓｏａの信号レベルがローレベルかつ出力信号Ｓｏｂの信号レベルがハイレベルの場合、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇのいずれか一方をオン状態に制御し、他方をオフ状態に制御する。
本実施形態では、ゲート駆動回路２２Ａに設けられた定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＡのトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇは、ＩＧＢＴ２１１ａに供給する定電流の電流量が互いに異なっているが、当該定電流の電流量が同一でもよい。この場合、駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡは、信号レベル判定部２７ｕＡ，２２７ｖＡ，２２７ｗＡ，２２６ｕＡ，２２６ｖＡ，２２６ｗＡに設けられた比較器２２６ａから入力される出力信号Ｓｏａの信号レベルがハイレベルかつ出力信号Ｓｏｂの信号レベルがローレベルの場合、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇの両方をオン状態に制御する。一方、駆動能力切替部２２２ｕＡ～２２４ｗＡは、比較器２２６ａから入力される出力信号Ｓｏａの信号レベルがローレベルかつ出力信号Ｓｏｂの信号レベルがハイレベルの場合、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇのいずれか一方をオン状態に制御し、他方をオフ状態に制御する。
【0121】
トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇの両方がオン状態の場合、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇのいずれか一方がオン状態の場合と比較して、２倍の電流量の定電流をＩＧＢＴ２０１ａ，２１１ａに供給できる。これにより、ゲート駆動回路２２Ａ及びインテリジェントパワーモジュール２Ａは、所定のツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＨ～６ｗＬを切替信号入力端子Ｔｓｗ１～Ｔｓｗ６に接続するだけでＩＧＢＴ２０１ａ，２１１ａを駆動する駆動能力を変更することできる。
【0122】
〔第２実施形態〕
本発明の第２実施形態によるスイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュールについて図３を用いて説明する。本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュールは、定電流供給部が３つのトランジスタを備えている点に特徴を有している。本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュールの説明に当たり、上記第１実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ａ及びインテリジェントパワーモジュール２Ａの構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
本発明の第２実施形態によるスイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュールについて図３を用いて説明する。本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュールは、定電流供給部が３つのトランジスタを備えている点に特徴を有している。本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路及びインテリジェントパワーモジュールの説明に当たり、上記第１実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ａ及びインテリジェントパワーモジュール２Ａの構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0123】
（インテリジェントパワーモジュールの構成）
本実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ｂの全体構成は、上記第１実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ａと同様であるため、図示及びその説明は省略する。また、以下、インテリジェントパワーモジュール２Ｂの説明に当たって、必要に応じて図１を参照することとする。
本実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ｂの全体構成は、上記第１実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ａと同様であるため、図示及びその説明は省略する。また、以下、インテリジェントパワーモジュール２Ｂの説明に当たって、必要に応じて図１を参照することとする。
【0124】
（スイッチング素子の駆動回路の構成）
次に、本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ｂの概略構成について図３を用いて説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する定電流供給部は、互いに同一の構成を有している。このため、これらの定電流供給部の構成について、下アームのＵ相に対応する定電流供給部２２３ｕＢ（上記第１実施形態における定電流供給部２２３ｕＡに対応）を例にとって説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する駆動能力切替部は、互いに同一の構成を有している。このため、これらの駆動能力切替部の構成について、下アームのＵ相に対応する駆動能力切替部２２４ｕＢ（上記第１実施形態における駆動能力切替部２２４ｕＡに対応）を例にとって説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する信号レベル判定部は、互いに同一の構成を有している。このため、これらの信号レベル判定部の構成について、下アームのＵ相に対応する信号レベル判定部２２６ｕＢ（上記第１実施形態における信号レベル判定部２２６ｕＡに対応）を例にとって説明する。
次に、本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ｂの概略構成について図３を用いて説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する定電流供給部は、互いに同一の構成を有している。このため、これらの定電流供給部の構成について、下アームのＵ相に対応する定電流供給部２２３ｕＢ（上記第１実施形態における定電流供給部２２３ｕＡに対応）を例にとって説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する駆動能力切替部は、互いに同一の構成を有している。このため、これらの駆動能力切替部の構成について、下アームのＵ相に対応する駆動能力切替部２２４ｕＢ（上記第１実施形態における駆動能力切替部２２４ｕＡに対応）を例にとって説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する信号レベル判定部は、互いに同一の構成を有している。このため、これらの信号レベル判定部の構成について、下アームのＵ相に対応する信号レベル判定部２２６ｕＢ（上記第１実施形態における信号レベル判定部２２６ｕＡに対応）を例にとって説明する。
【0125】
図３は、ゲート駆動回路２２Ｂの概略構成を示す回路ブロック図である。図３では、ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた構成要素のうち、定電流供給部２２３ｕＢ、信号レベル判定部２２６Ｂ及び駆動能力切替部２２４ｕＢが図示されている。また、図３では、理解を容易にするため、定電流供給部２２３ｕＢが電流を供給するＩＧＢＴ２１１ａを有する半導体素子２１ｕと、切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続されたツェナーダイオード６ｕＬと、電源端子Ｔｖｉｎに接続された電源８Ｌとが併せて図示されている。なお、ゲート駆動回路２２Ｂに設けられて上アーム及び下アームのそれぞれのＵ相、Ｖ相及びＷ相に対応する保護部は、上記第１実施形態によるゲート駆動回路２２Ａに設けられた保護部２２５ｕＡ，２２５ｖＡ，２２５ｗＡ，２２５と同様の構成を有し、同様の機能を発揮するため、図３での図示及び説明は省略する。
【0126】
図３に示すように、定電流供給部２２３ｕＢは、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのゲートＧに定電流を供給する複数（本実施形態では３つ）のトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈを有している。トランジスタ２２３ｆ、トランジスタ２２３ｇ及びトランジスタ２２３ｈは、例えばＰ型のＭＯＳＦＥＴで構成されている。トランジスタ２２３ｆのソースＳ、トランジスタ２２３ｇ及びトランジスタ２２３ｈのそれぞれのソースＳは、電源端子Ｔｖｉｎに接続されている。トランジスタ２２３ｆ、トランジスタ２２３ｇ及びトランジスタ２２３ｈのそれぞれのドレインＤは、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのゲートＧに接続されている。トランジスタ２２３ｆ、トランジスタ２２３ｇ及びトランジスタ２２３ｈのそれぞれのゲートＧは、駆動能力切替部２２４ｕＢに接続されている。
【0127】
トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈ（複数のトランジスタのうちの少なくとも２つのトランジスタの一例）は、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａのゲートＧに供給する定電流の電流量が互いに異なっている。例えば、トランジスタ２２３ｇは、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｈよりも大きいトランジスタサイズを有している。トランジスタ２２３ｆは、トランジスタ２２３ｈよりも大きいトランジスタサイズを有している。これにより、トランジスタ２２３ｆの当該定電流の電流量は、トランジスタ２２３ｇ，２２３ｈのそれぞれの当該定電流の電流量よりも大きくなる。また、トランジスタ２２３ｇの当該定電流の電流量は、トランジスタ２２３ｈの当該定電流の電流量よりも大きくなる。
【0128】
詳細は後述するが、定電流供給部２２３ｕＢは、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａに定電流を供給するトランジスタとしてトランジスタ２２３ｇが選択された場合、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｈが選択された場合よりも高い駆動能力で当該ＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させることができる。また、定電流供給部２２３ｕＢは、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａに定電流を供給するトランジスタとしてトランジスタ２２３ｆが選択された場合、トランジスタ２２３ｈが選択された場合よりも高い駆動能力で当該ＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させることができる。さらに、定電流供給部２２３ｕＢは、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａに定電流を供給するトランジスタとしてトランジスタ２２３ｈを選択した場合、最も低い駆動能力で当該ＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させることができる。このように、定電流供給部２２３ｕＢは、トランジスタ２２３ｇ、トランジスタ２２３ｆ及びトランジスタ２２３ｈのうち、動作させるトランジスタを変更することにより、当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する駆動能力を切り替えることができる。
【0129】
図３に示すように、信号レベル判定部２２６Ｂは、所定の信号レベルに設定された比較信号と切替信号Ｓｓｗとを比較する複数（本実施形態では４つ）の比較器２２６ａ，２２６ｂ，２２６ｄ，２２６ｅを有している。比較器２２６ａ，２２６ｂは、比較信号Ｓｃｏｃと切替信号Ｓｓｗとを比較し、比較器２２６ｄ，２２６ｅは、比較信号Ｓｃｏｆと切替信号Ｓｓｗとを比較する。信号レベル判定部２２６Ｂは、比較信号Ｓｃｏｃの電圧を生成する電圧生成部２２６ｃと、比較信号Ｓｃｏｆの電圧を生成する電圧生成部２２６ｆとを有している。比較器２２６ａ，２２６ｂ，２２６ｄ，２２６ｅは例えばオペアンプで構成されている。電圧生成部２２６ｃ，２２６ｆは例えば定電圧源で構成されている。
【0130】
比較器２２６ａの非反転入力端子（＋）は、切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続されている。比較器２２６ａの反転入力端子（－）は、電圧生成部２２６ｃの正極側に接続されている。比較器２２６ａの出力端子は、駆動能力切替部２２４ｕＢに接続されている。比較器２２６ｂの非反転入力端子（＋）は、電圧生成部２２６ｃの正極側に接続されている。比較器２２６ｂの反転入力端子（－）は、切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続されている。比較器２２６ｂの出力端子は、駆動能力切替部２２４ｕＢに接続されている。
【0131】
比較器２２６ｄの非反転入力端子（＋）は、切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続されている。比較器２２６ｄの反転入力端子（－）は、電圧生成部２２６ｆの正極側に接続されている。比較器２２６ｄの出力端子は、駆動能力切替部２２４ｕＢに接続されている。比較器２２６ｅの非反転入力端子（＋）は、電圧生成部２２６ｆの正極側に接続されている。比較器２２６ｅの反転入力端子（－）は、切替信号入力端子Ｔｓｗに接続されている。比較器２２６ｅの出力端子は、駆動能力切替部２２４ｕＢに接続されている。
【0132】
このように、比較器２２６ａ及び比較器２２６ｂは、入力先が互いに逆転した関係を有している。このため、比較器２２６ａ及び比較器２２６ｂ（複数の比較器のうちの少なくとも２つの比較器の一例）は、互いに信号レベルが反転した出力信号を駆動能力切替部２２４ｕＢに出力する。また、比較器２２６ｄ及び比較器２２６ｅは、入力先が互いに逆転した関係を有している。このため、比較器２２６ｄ及び比較器２２６ｅ（複数の比較器のうちの少なくとも２つの比較器の一例）は、互いに信号レベルが反転した出力信号を駆動能力切替部２２４ｕＢに出力する。
【0133】
電圧生成部２２６ｃの負極側は、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。電圧生成部２２６ｃは、比較器２２６ａ，２２６ｂでの比較の基準となる比較信号Ｓｃｏｃの電圧を生成するようになっている。電圧生成部２２６ｆの負極側は、基準電位端子Ｔ２２に接続されている。電圧生成部２２６ｆは、比較器２２６ｄ，２２６ｅでの比較の基準となる比較信号Ｓｃｏｆの電圧を生成するようになっている。電圧生成部２２６ｃが生成する電圧は、電圧生成部２２６ｆが生成する電圧よりも例えば高くなるように設定されている。したがって、比較信号Ｓｃｏｃの信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｆの信号レベルよりも高くなる。
【0134】
切替信号Ｓｓｗの信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｃの信号レベルよりも高くなる、比較信号Ｓｃｏｃの信号レベルよりも低く且つ比較信号Ｓｃｏｆの信号レベルよりも高くなる、又は比較信号Ｓｃｏｆの信号レベルよりも低くなるようなツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＬが切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続される。本実施形態では、電圧生成部２２６ｃ，２２６ｆが生成する電圧の電圧レベルは予め設定されている。このため、定電流供給部２２３ｕＢを含むゲート駆動回路２２Ｂに備えられた全ての定電流供給部の駆動能力が、インテリジェントパワーモジュール２Ｂの使用者の所望の駆動能力となるように、電圧生成部２２６ｃ，２２６ｆが生成する電圧の電圧レベルと異なる電圧レベルのツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＬが切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続される。インテリジェントパワーモジュール２Ｂでは、当該使用者が切替信号入力端子Ｔｓｗ４にツェナーダイオード６ｕＬを接続できるようになっている。
【0135】
電圧生成部２２６ｃ，２２６ｆで生成される電圧よりも高いツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＬが切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続された場合、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｃ，Ｓｃｏｆのそれぞれの信号レベルよりも高くなる。したがって、この場合、比較器２２６ａは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏａを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力し、比較器２２６ｂは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｂを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力する。また、この場合、比較器２２６ｄは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｄを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力し、比較器２２６ｅは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｅを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力する。
【0136】
また、電圧生成部２２６ｃで生成される電圧よりも低く且つ電圧生成部２２６ｆで生成される電圧よりも高いツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＬが切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続された場合、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｃの信号レベルよりも低く、かつ比較信号Ｓｃｏｆの信号レベルよりも高くなる。したがって、この場合、比較器２２６ａは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏａを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力し、比較器２２６ｂは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｂを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力する。また、この場合、比較器２２６ｄは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｄを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力し、比較器２２６ｅは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｅを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力する。
【0137】
さらに、電圧生成部２２６ｃ，２２６ｆで生成される電圧よりも低いツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＬが切替信号入力端子Ｔｓｗ４に接続された場合、切替信号Ｓｓｗの信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｃ，Ｓｃｏｆのそれぞれの信号レベルよりも低くなる。したがって、この場合、比較器２２６ａは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏａを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力し、比較器２２６ｂは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｂを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力する。また、この場合、比較器２２６ｄは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｄを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力し、比較器２２６ｅは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｅを駆動能力切替部２２４ｕＢに出力する。
【0138】
図４に示すように、駆動能力切替部２２４ｕＢは、比較器２２６ｂの出力信号Ｓｏｂの信号レベルと、比較器２２６ｄの出力信号Ｓｏｄの信号レベルとを論理演算する論理積（ＡＮＤ）ゲート２２４ｄを有している。駆動能力切替部２２４ｕＢは、比較器２２６ａ（２つの比較器のうちの一方の一例）の出力信号Ｓｏａの信号レベルと、比較器２２３ａの出力信号Ｓｏ０（入力信号に基づく信号の一例）の信号レベルとを論理演算する否定論理積（ＮＡＮＤ）ゲート２２４ａ（第一演算部の一例）を有している。また、駆動能力切替部２２４ｕＢは、ＡＮＤゲート２２４ｄが出力する演算結果信号Ｓｃａｄの信号レベルと出力信号Ｓｏ０の信号レベルとを論理演算する否定論理積（ＮＡＮＤ）ゲート２２４ｂ（第二演算部の一例）を有している。ここで、比較器２２６ｂは、２つの比較器のうちの他方の一例に相当する。このため、比較器２２６ｂの出力信号Ｓｏｂを用いて論理演算して得られる演算結果信号Ｓｃａｄは、比較器２２６ｂの出力信号Ｓｏｂに基づく信号の一例に相当する。さらに、駆動能力切替部２２４ｕＢは、比較器２２６ｅの出力信号Ｓｏｅの信号レベルと、比較器２２３ａの出力信号Ｓｏ０の信号レベルとを論理演算する否定論理積（ＮＡＮＤ）ゲート２２４ｃを有している。
【0139】
ＮＡＮＤゲート２２４ａの一方の入力端子は、定電流供給部２２３ｕＢに設けられた比較器２２３ａの出力端子に接続されている。ＮＡＮＤゲート２２４ａの他方の入力端子は、信号レベル判定部２２６ｕＢに設けられた比較器２２６ａの出力端子に接続されている。ＮＡＮＤゲート２２４ａの出力端子は、定電流供給部２２３ｕＢに設けられたトランジスタ２２３ｆのゲートＧに接続されている。このため、ＮＡＮＤゲート２２４ａは、トランジスタ２２３ｆのゲートＧ（２つのトランジスタの一方の制御信号入力端子の一例）に演算結果信号Ｓｃａａを出力する。
【0140】
ＮＡＮＤゲート２２４ｂの一方の入力端子は、定電流供給部２２３ｕＢに設けられた比較器２２３ａの出力端子に接続されている。ＮＡＮＤゲート２２４ｂの他方の入力端子は、ＡＮＤゲート２２４ｄの出力端子に接続されている。ＮＡＮＤゲート２２４ｂの出力端子は、定電流供給部２２３ｕＢに設けられたトランジスタ２２３ｇのゲートＧに接続されている。このため、ＮＡＮＤゲート２２４ｂは、トランジスタ２２３ｇのゲートＧ（２つのトランジスタの他方の制御信号入力端子の一例）に演算結果信号Ｓｃａｂを出力する。
【0141】
ＮＡＮＤゲート２２４ｃの一方の入力端子は、定電流供給部２２３ｕＢに設けられた比較器２２３ａの出力端子に接続されている。ＮＡＮＤゲート２２４ａの他方の入力端子は、信号レベル判定部２２６Ｂに設けられた比較器２２６ｅの出力端子に接続されている。ＮＡＮＤゲート２２４ｃの出力端子は、定電流供給部２２３ｕＢに設けられたトランジスタ２２３ｈのゲートＧに接続されている。このため、ＮＡＮＤゲート２２４ｃは、トランジスタ２２３ｈのゲートＧに演算結果信号Ｓｃａｃを出力する。
【0142】
ＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃのそれぞれの他方の入力端子には、出力信号Ｓｏ０が入力される。このため、演算結果信号Ｓｃａａ，Ｓｃａｂ，Ｓｃａｃのそれぞれの信号レベルは、ＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃのそれぞれの一方の入力端子に入力される信号の信号レベルに依存する。詳細は後述するが、切替信号Ｓｓｗの信号レベルと、比較信号Ｓｃｏｃの信号レベル及び比較信号Ｓｃｏｆの信号レベルとの高低関係に応じて、演算結果信号Ｓｃａａ，Ｓｃａｂ，Ｓｃａｃのいずれか１つの信号レベルのみがローレベルとなる。これにより、トランジスタ２２３ｆがオン状態に動作する場合は、トランジスタ２２３ｇ及びトランジスタ２２３ｈはオフ状態を維持する。また、トランジスタ２２３ｇがオン状態に動作する場合は、トランジスタ２２３ｆ及びトランジスタ２２３ｈはオフ状態を維持する。さらに、トランジスタ２２３ｈがオン状態に動作する場合は、トランジスタ２２３ｆ及びトランジスタ２２３ｇはオフ状態を維持する。
【0143】
比較器２２３ａから出力される出力信号Ｓｏ０は、入力信号ＳｉｎＵＬに基づく信号である。このため、出力信号Ｓｏ０の信号レベルを用いて論理演算するＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃは、入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルに基づいて論理演算するようになっている。したがって、駆動能力切替部２２４ｕＢは、信号レベル判定部２２６ｕＢでの判定結果（すなわち出力信号Ｓｏａ，Ｓｏｂ，Ｓｏｄ，Ｓｏｅの信号レベル）及び入力信号ＳｉｎＵＬの信号レベルに基づいて、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇの少なくとも１つをオン状態に制御する。本実施形態では、駆動能力切替部２２４ｕＢは、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈのうちのいずれか１つをオン状態に制御する。
【0144】
なお、上アーム部を構成する半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを駆動するための駆動能力切替部（上記第１実施形態における駆動能力切替部２２２ｕＡ，２２２ｖＡ，２２２ｗＡに対応）では、ＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ及びＡＮＤゲート２２４ｄの入力端子には、電圧レベルシフト回路が接続されていてもよい。出力信号Ｓｏ０，Ｓｏａ，Ｓｏｂ，Ｓｏｄ，Ｓｏｅは、当該電圧レベルシフト回路に入力される。これにより、出力信号Ｓｏ０，Ｓｏａ，Ｓｏｂ，Ｓｏｄ，Ｓｏｅの電圧レベルは、上アーム部に対応する電圧レベルに変換された後にＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃによって論理演算される。
【0145】
また、上アーム部を構成する半導体素子２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを駆動するための定電流供給部（上記第１実施形態における定電流供給部２２１ｕＡ，２２１ｖＡ，２２１ｗＡでは、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈのそれぞれのソースＳは、上アーム部のＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれの電源端子に個別に接続されている。
【0146】
（スイッチング素子の駆動回路の動作）
次に、本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ｂの動作について図３を用いて説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する定電流供給部は、互いに同様に動作する。このため、これらの定電流供給部の動作について、下アームのＵ相に対応する定電流供給部２２３ｕＢを例にとって説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する駆動能力切替部は、互いに同様に動作する。このため、これらの駆動能力切替部の動作について、下アームのＵ相に対応する駆動能力切替部２２４ｕＡを例にとって説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する信号レベル判定部は、互いに同様に動作する。このため、これらの信号レベル判定部の動作について、下アームのＵ相に対応する信号レベル判定部２２６ｕＢを例にとって説明する。
次に、本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ｂの動作について図３を用いて説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する定電流供給部は、互いに同様に動作する。このため、これらの定電流供給部の動作について、下アームのＵ相に対応する定電流供給部２２３ｕＢを例にとって説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する駆動能力切替部は、互いに同様に動作する。このため、これらの駆動能力切替部の動作について、下アームのＵ相に対応する駆動能力切替部２２４ｕＡを例にとって説明する。ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた上アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相並びに下アームのＵ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれに対応する信号レベル判定部は、互いに同様に動作する。このため、これらの信号レベル判定部の動作について、下アームのＵ相に対応する信号レベル判定部２２６ｕＢを例にとって説明する。
【0147】
表２は、定電流供給部２２３ｕＢに設けられたトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈの真理値表である。表２中の「ＳｉｎＵＬ」は、制御装置３から定電流供給部２２３ｕＢに入力される入力信号ＳｉｎＵＬを示している。表２中の「Ｓｏ０」は、定電流供給部２２３ｕＢに設けられた比較器２２３ａが出力する出力信号Ｓｏ０を示している。表２中の「Ｓｏａ」は、信号レベル判定部２２６Ｂに設けられた比較器２２６ａが出力する出力信号Ｓｏａを示している。表２中の「Ｓｏｂ」は、信号レベル判定部２２６Ｂに設けられた比較器２２６ｂが出力する出力信号Ｓｏｂを示している。表２中の「Ｓｏｄ」は、信号レベル判定部２２６Ｂに設けられた比較器２２６ｄが出力する出力信号Ｓｏｄを示している。表２中の「Ｓｏｅ」は、信号レベル判定部２２６Ｂに設けられた比較器２２６ｅが出力する出力信号Ｓｏｂを示している。
【0148】
表２中の「Ｓｃａｄ」は、駆動能力切替部２２４ｕＢに設けられたＡＮＤゲート２２４ｄが出力する演算結果信号Ｓｃａｄを示している。表２中の「Ｓｃａａ」は、駆動能力切替部２２４ｕＢに設けられたＮＡＮＤゲート２２４ａが出力する演算結果信号Ｓｃａａを示している。表２中の「Ｓｃａｂ」は、駆動能力切替部２２４ｕＢに設けられたＮＡＮＤゲート２２４ｂが出力する演算結果信号Ｓｃａｂを示している。表２中の「Ｓｃａｃ」は、駆動能力切替部２２４ｕＢに設けられたＮＡＮＤゲート２２４ｃが出力する演算結果信号Ｓｃａｃを示している。表２中の「Ｑｆ」は、定電流供給部２２３ｕＢに設けられたトランジスタ２２３ｆを示している。表２中の「Ｑｇ」は、定電流供給部２２３ｕＢに設けられたトランジスタ２２３ｇを示している。表２中の「Ｑｈ」は、定電流供給部２２３ｕＢに設けられたトランジスタ２２３ｈを示している。表２中の「Ｌ」は、信号レベルがローレベルであることを示している。表２中の「Ｈ」は、信号レベルがハイレベルであることを示している。表２中の「ＯＮ」は、トランジスタがオン状態であることを示している。表２中の「ＯＦＦ」は、トランジスタがオフ状態であることを示している。
【0149】
【表2】
【0150】
（Ｓｓｗ４＞Ｓｃｏｃの場合）
まず、ツェナーダイオード６ｕＬのツェナー電圧が信号レベル判定部２２６ｕＢに設けられた電圧生成部２２６ｃで生成される電圧よりも高い場合、すなわち切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが比較信号Ｓｃｏｃの信号レベルよりも高い場合のゲート駆動回路２２Ｂの動作について説明する。
まず、ツェナーダイオード６ｕＬのツェナー電圧が信号レベル判定部２２６ｕＢに設けられた電圧生成部２２６ｃで生成される電圧よりも高い場合、すなわち切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが比較信号Ｓｃｏｃの信号レベルよりも高い場合のゲート駆動回路２２Ｂの動作について説明する。
【0151】
信号レベルがハイレベルの入力信号ＳｉｎＵＬが制御装置３から定電流供給部２２３ｕＢに入力された場合、表２の「Ｓｓｗ４＞Ｓｃｏｃ」欄の上段に示すように、比較器２２３ａから出力される出力信号Ｓｏ０の信号レベルは、ローレベルとなる。
【0152】
駆動能力切替部２２４ｕＢに設けられたＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏ０が他方の入力端子に入力されると、一方の入力端子に入力される信号の信号レベルに関わらず、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａａ，Ｓｃａｂ，Ｓｃａｃを定電流供給部２２３ｕＢに設けられたトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈのゲートＧに出力する。このため、表２の「Ｓｓｗ４＞Ｓｃｏｃ」欄の上段に示すように、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈは、いずれもオフ状態に制御される。このため、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａがオフ状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、オフ状態を維持するように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。一方、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、オン状態からオフ状態に切り替わるように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。すなわち、定電流供給部２２３ｕＢは、ターンオフするように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。
【0153】
信号レベルがローレベルの入力信号ＳｉｎＵＬが制御装置３から定電流供給部２２３ｕＢに入力された場合、表２の「Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の上段に示すように、比較器２２３ａから出力される出力信号Ｓｏ０の信号レベルは、ハイレベルとなる。
【0154】
切替信号Ｓｓｗの信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｃの信号レベルよりも高いので、表２の「Ｓｓｗ＞Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、比較器２２６ａは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏａを出力する。信号レベルがハイレベルの出力信号ＳｏａがＮＡＮＤゲート２２４ａの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ａの他方の入力端子に入力されると、表２の「Ｓｓｗ＞Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ａは、信号レベルがローレベルの演算結果信号Ｓｃａａをトランジスタ２２３ｆのゲートＧに出力する。
【0155】
また、表２の「Ｓｓｗ＞Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、比較器２２６ｂは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｂを出力する。切替信号Ｓｓｗの信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｆの信号レベルよりも高いので、比較器２２６ｄは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｄを出力する。これにより、ＡＮＤゲート２２４ｄの一方の入力端子に信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｂが入力され、ＡＮＤゲート２２４ｄの他方の入力端子に信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｄが入力される。このため、「Ｓｓｗ＞Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、ＡＮＤゲート２２４ｄは、信号レベルがローレベルの演算結果信号Ｓｃａｄを出力する。
【0156】
信号レベルがローレベルの演算結果信号ＳｃａｄがＮＡＮＤゲート２２４ｂの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ｂの他方の入力端子に入力されると、表２の「Ｓｓｗ＞Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ｂは、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａｂをトランジスタ２２３ｇのゲートＧに出力する。
【0157】
また、表２の「Ｓｓｗ＞Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、比較器２２６ｅは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｅを出力する。信号レベルがローレベルの出力信号ＳｏｅがＮＡＮＤゲート２２４ｃの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ｃの他方の入力端子に入力されると、表２の「Ｓｓｗ＞Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ｃは、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａｃをトランジスタ２２３ｈのゲートＧに出力する。
【0158】
その結果、表２の「Ｓｓｗ＞Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、トランジスタ２２３ｆは、オン状態に制御され、トランジスタ２２３ｇは、オフ状態に制御され、トランジスタ２２３ｈは、オフ状態に制御される。このため、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａがオフ状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈのうちの定電流の電流量が最も大きいトランジスタ２２３ｆから定電流を当該ＩＧＢＴ２１１ａに供給する。これにより、定電流供給部２２３ｕＢは、高い駆動能力で当該ＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させる。
【0159】
一方、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、トランジスタ２２３ｆから定電流を当該ＩＧＢＴ２１１ａに供給することにより、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態を維持するように駆動する。
【0160】
（Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃの場合）
次に、ツェナーダイオード６ｕＬのツェナー電圧が信号レベル判定部２２６ｕＢに設けられた電圧生成部２２６ｃで生成される電圧よりも低く、かつ信号レベル判定部２２６ｕＢに設けられた電圧生成部２２６ｆで生成される電圧よりも高い場合、すなわち切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが、比較信号Ｓｃｏｃの信号レベルよりも低く、かつ比較信号Ｓｃｏｆよりも高い場合のゲート駆動回路２２Ｂの動作について説明する。
次に、ツェナーダイオード６ｕＬのツェナー電圧が信号レベル判定部２２６ｕＢに設けられた電圧生成部２２６ｃで生成される電圧よりも低く、かつ信号レベル判定部２２６ｕＢに設けられた電圧生成部２２６ｆで生成される電圧よりも高い場合、すなわち切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが、比較信号Ｓｃｏｃの信号レベルよりも低く、かつ比較信号Ｓｃｏｆよりも高い場合のゲート駆動回路２２Ｂの動作について説明する。
【0161】
信号レベルがハイレベルの入力信号ＳｉｎＵＬが制御装置３から定電流供給部２２３ｕＢに入力された場合、表２の「Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の上段に示すように、比較器２２３ａから出力される出力信号Ｓｏ０の信号レベルは、ローレベルとなる。
【0162】
ＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏ０が他方の入力端子に入力されると、一方の入力端子に入力される信号の信号レベルに関わらず、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａａ，Ｓｃａｂ，Ｓｃａｃをトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈのゲートＧに出力する。このため、表２の「Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の上段に示すように、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈは、いずれもオフ状態に制御される。このため、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａがオフ状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、オフ状態を維持するように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。一方、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、オン状態からオフ状態に切り替わるように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。すなわち、定電流供給部２２３ｕＢは、ターンオフするように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。
【0163】
信号レベルがローレベルの入力信号ＳｉｎＵＬが制御装置３から定電流供給部２２３ｕＢに入力された場合、表２の「Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の上段に示すように、比較器２２３ａから出力される出力信号Ｓｏ０の信号レベルは、ハイレベルとなる。
【0164】
切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｃの信号レベルよりも低いので、表２の「Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、比較器２２６ａは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏａを出力する。信号レベルがローレベルの出力信号ＳｏａがＮＡＮＤゲート２２４ａの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ａの他方の入力端子に入力されると、表２の「Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ａは、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａａをトランジスタ２２３ｆのゲートＧに出力する。
【0165】
また、表２の「Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、比較器２２６ｂは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｂを出力する。切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｆの信号レベルよりも高いので、比較器２２６ｄは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｄを出力する。これにより、ＡＮＤゲート２２４ｄの一方の入力端子に信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｂが入力され、ＡＮＤゲート２２４ｄの他方の入力端子に信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｄが入力される。このため、「Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、ＡＮＤゲート２２４ｄは、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａｄを出力する。
【0166】
信号レベルがハイレベルの演算結果信号ＳｃａｄがＮＡＮＤゲート２２４ｂの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ｂの他方の入力端子に入力されると、表２の「Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ｂは、信号レベルがローレベルの演算結果信号Ｓｃａｂをトランジスタ２２３ｇのゲートＧに出力する。
【0167】
また、表２の「Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、比較器２２６ｅは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｅを出力する。信号レベルがローレベルの出力信号ＳｏｅがＮＡＮＤゲート２２４ｃの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ｃの他方の入力端子に入力されると、表２の「Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ｃは、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａｃをトランジスタ２２３ｈのゲートＧに出力する。
【0168】
その結果、表２の「Ｓｃｏｆ＜Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｃ」欄の下段に示すように、トランジスタ２２３ｆは、オフ状態に制御され、トランジスタ２２３ｇは、オン状態に制御され、トランジスタ２２３ｈは、オフ状態に制御される。このため、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａがオフ状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈのうちの定電流の電流量が２番目に大きいトランジスタ２２３ｇから定電流を当該ＩＧＢＴ２１１ａに供給する。これにより、定電流供給部２２３ｕＢは、２番目に高い駆動能力で当該ＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させる。
【0169】
一方、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、トランジスタ２２３ｇから定電流を当該ＩＧＢＴ２１１ａに供給することにより、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態を維持するように駆動する。
【0170】
（Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏｆの場合）
次に、ツェナーダイオード６ｕＬのツェナー電圧が、信号レベル判定部２２６ｕＢに設けられた電圧生成部２２６ｃ，２２６ｆのそれぞれで生成される電圧よりも低い場合、すなわち切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが、比較信号Ｓｃｏｃ，Ｓｃｏｆのそれぞれの信号レベルよりも低い場合のゲート駆動回路２２Ｂの動作について説明する。
次に、ツェナーダイオード６ｕＬのツェナー電圧が、信号レベル判定部２２６ｕＢに設けられた電圧生成部２２６ｃ，２２６ｆのそれぞれで生成される電圧よりも低い場合、すなわち切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルが、比較信号Ｓｃｏｃ，Ｓｃｏｆのそれぞれの信号レベルよりも低い場合のゲート駆動回路２２Ｂの動作について説明する。
【0171】
信号レベルがハイレベルの入力信号ＳｉｎＵＬが制御装置３から定電流供給部２２３ｕＢに入力された場合、表２の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏｆ」欄の上段に示すように、比較器２２３ａから出力される出力信号Ｓｏ０の信号レベルは、ローレベルとなる。
【0172】
ＮＡＮＤゲート２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏ０が他方の入力端子に入力されると、一方の入力端子に入力される信号の信号レベルに関わらず、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａａ，Ｓｃａｂ，Ｓｃａｃをトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈのゲートＧに出力する。このため、表２の「Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｆ」欄の上段に示すように、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈは、いずれもオフ状態に制御される。このため、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａがオフ状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、オフ状態を維持するように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。一方、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、オン状態からオフ状態に切り替わるように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。すなわち、定電流供給部２２３ｕＢは、ターンオフするように当該ＩＧＢＴ２１１ａを駆動する。
【0173】
信号レベルがローレベルの入力信号ＳｉｎＵＬが制御装置３から定電流供給部２２３ｕＢに入力された場合、表２の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏｆ」欄の上段に示すように、比較器２２３ａから出力される出力信号Ｓｏ０の信号レベルは、ハイレベルとなる。
【0174】
切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｃの信号レベルよりも低いので、表２の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏｆ」欄の下段に示すように、比較器２２６ａは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏａを出力する。信号レベルがローレベルの出力信号ＳｏａがＮＡＮＤゲート２２４ａの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ａの他方の入力端子に入力されると、表２の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏｆ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ａは、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａａをトランジスタ２２３ｆのゲートＧに出力する。
【0175】
また、表２の「Ｓｓｗ＜Ｓｃｏｆ」欄の下段に示すように、比較器２２６ｂは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｂを出力する。切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｆの信号レベルよりも低いので、比較器２２６ｄは、信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｄを出力する。これにより、ＡＮＤゲート２２４ｄの一方の入力端子に信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｂが入力され、ＡＮＤゲート２２４ｄの他方の入力端子に信号レベルがローレベルの出力信号Ｓｏｄが入力される。このため、「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏｆ」欄の下段に示すように、ＡＮＤゲート２２４ｄは、信号レベルがローレベルの演算結果信号Ｓｃａｄを出力する。
【0176】
信号レベルがローレベルの演算結果信号ＳｃａｄがＮＡＮＤゲート２２４ｂの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ｂの他方の入力端子に入力されると、表２の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏｆ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ｂは、信号レベルがハイレベルの演算結果信号Ｓｃａｂをトランジスタ２２３ｇのゲートＧに出力する。
【0177】
また、切替信号Ｓｓｗ４の信号レベルは、比較信号Ｓｃｏｆの信号レベルよりも低いので、表２の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏｆ」欄の下段に示すように、比較器２２６ｅは、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏｅを出力する。信号レベルがハイレベルの出力信号ＳｏｅがＮＡＮＤゲート２２４ｃの一方の入力端子に入力され、信号レベルがハイレベルの出力信号Ｓｏ０がＮＡＮＤゲート２２４ｃの他方の入力端子に入力されると、表２の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏｆ」欄の下段に示すように、ＮＡＮＤゲート２２４ｃは、信号レベルがローレベルの演算結果信号Ｓｃａｃをトランジスタ２２３ｈのゲートＧに出力する。
【0178】
その結果、表２の「Ｓｓｗ４＜Ｓｃｏｆ」欄の下段に示すように、トランジスタ２２３ｆは、オフ状態に制御され、トランジスタ２２３ｇは、オフ状態に制御され、トランジスタ２２３ｈは、オン状態に制御される。このため、半導体素子２１ｕに設けられたＩＧＢＴ２１１ａがオフ状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈのうちの定電流の電流量が最も小さいトランジスタ２２３ｈから定電流を当該ＩＧＢＴ２１１ａに供給する。これにより、定電流供給部２２３ｕＢは、最も低い駆動能力で当該ＩＧＢＴ２１１ａをオン状態に動作させる。
【0179】
一方、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態であった場合には、定電流供給部２２３ｕＢは、トランジスタ２２３ｈから定電流を当該ＩＧＢＴ２１１ａに供給することにより、当該ＩＧＢＴ２１１ａがオン状態を維持するように駆動する。
【0180】
このように、ゲート駆動回路２２Ｂ及びインテリジェントパワーモジュール２Ｂは、所定のツェナー電圧を有するツェナーダイオード（上記第１実施形態におけるツェナーダイオード６ｕＨ～６ｗＬ）を、上アーム及び下アームのそれぞれのＵ相、Ｖ相及びＷ相に対応する切替信号入力端子（上記第１実施形態における切替信号入力端子Ｔｓｗ１～Ｔｓｗ６に対応）に接続するだけで、上アーム及び下アームのそれぞれのＵ相、Ｖ相及びＷ相に対応する半導体素子に設けられたＩＧＢＴ（ＩＧＢＴ２０１ａ，２１１ａに対応）を駆動する駆動能力を変更することできる。
【0181】
以上説明したように、本実施形態によるスイッチング素子の駆動回路としてのゲート駆動回路２２Ｂは、上記第１実施形態によるゲート駆動回路２２Ａと同様の構成を有しているので、簡易な方法でスイッチング素子を駆動するための駆動能力を選択することができる。
【0182】
本実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ｂは、ＩＧＢＴ２０１ａ，２１１ａと、ゲート駆動回路２２Ｂとを備えている。
これにより、インテリジェントパワーモジュール２Ｂは、簡易な方法でスイッチング素子を駆動するための駆動能力を選択することができる。
これにより、インテリジェントパワーモジュール２Ｂは、簡易な方法でスイッチング素子を駆動するための駆動能力を選択することができる。
【0183】
（変形例）
本実施形態では、ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた定電流供給部２２１ｕＢ～２２３ｗＢのトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈは、ＩＧＢＴ２１１ａに供給する定電流の電流量が互いに異なっているが、当該定電流の電流量が同一でもよい。この場合、駆動能力切替部２２２ｕＢ～２２４ｗＢは、信号レベル判定部２２６Ｂに設けられた比較器２２６ａから入力される出力信号Ｓｏａの信号レベルがハイレベル、演算結果信号Ｓｃａｄから入力される演算結果信号Ｓｃａｄがローレベル、かつ出力信号Ｓｏｅの信号レベルがローレベルの場合、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈの全てをオン状態に制御する。また、駆動能力切替部２２２ｕＢ～２２４ｗＢは、比較器２２６ａ，２２６ｅから入力される出力信号Ｓｏａ，Ｓｏｅの信号レベルがローレベルかつ演算結果信号Ｓｃａｄの信号レベルがハイレベルの場合、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈのうちのいずれか２つをオン状態に制御し、残余の１つをオフ状態に制御する。さらに、駆動能力切替部２２２ｕＢ～２２４ｗＢは、比較器２２６ａから入力される出力信号Ｓｏａの信号レベルがローレベル、演算結果信号Ｓｃａｄの信号レベルがローレベル、かつ比較器２２６ｅから入力される出力信号Ｓｏｅの信号レベルがハイレベルの場合、トランジスタ２２３ｈをオン状態に制御し、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇをオフ状態に制御する。
本実施形態では、ゲート駆動回路２２Ｂに設けられた定電流供給部２２１ｕＢ～２２３ｗＢのトランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈは、ＩＧＢＴ２１１ａに供給する定電流の電流量が互いに異なっているが、当該定電流の電流量が同一でもよい。この場合、駆動能力切替部２２２ｕＢ～２２４ｗＢは、信号レベル判定部２２６Ｂに設けられた比較器２２６ａから入力される出力信号Ｓｏａの信号レベルがハイレベル、演算結果信号Ｓｃａｄから入力される演算結果信号Ｓｃａｄがローレベル、かつ出力信号Ｓｏｅの信号レベルがローレベルの場合、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈの全てをオン状態に制御する。また、駆動能力切替部２２２ｕＢ～２２４ｗＢは、比較器２２６ａ，２２６ｅから入力される出力信号Ｓｏａ，Ｓｏｅの信号レベルがローレベルかつ演算結果信号Ｓｃａｄの信号レベルがハイレベルの場合、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈのうちのいずれか２つをオン状態に制御し、残余の１つをオフ状態に制御する。さらに、駆動能力切替部２２２ｕＢ～２２４ｗＢは、比較器２２６ａから入力される出力信号Ｓｏａの信号レベルがローレベル、演算結果信号Ｓｃａｄの信号レベルがローレベル、かつ比較器２２６ｅから入力される出力信号Ｓｏｅの信号レベルがハイレベルの場合、トランジスタ２２３ｈをオン状態に制御し、トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇをオフ状態に制御する。
【0184】
トランジスタ２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈのうち、オン状態にトランジスタの個数が多いほど、定電流供給部２２１ｕＡ～２２３ｗＢは、電流量の大きい定電流をＩＧＢＴ２０１ａ，２１１ａに供給できる。これにより、ゲート駆動回路２２Ｂ及びインテリジェントパワーモジュール２Ｂは、所定のツェナー電圧を有するツェナーダイオード６ｕＨ～６ｗＬを切替信号入力端子Ｔｓｗ１～Ｔｓｗ６に接続するだけでＩＧＢＴ２０１ａ，２１１ａを駆動する駆動能力を変更することできる。
【0185】
本発明は、上記実施形態に限らず、種々の変形が可能である。
上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、切替信号入力端子にツェナーダイオードを接続することによって、切替信号の信号レベルが設定されているが、本発明はこれに限られない。例えば、電源端子と基準電位端子との間に直列接続された複数の抵抗素子の接続部が切替信号入力端子に接続されていてもよい。この場合、当該複数の抵抗素子の抵抗分割に基づく電圧が切替信号入力端子に入力されるので、切替信号の信号レベルを設定することができる。
上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、切替信号入力端子にツェナーダイオードを接続することによって、切替信号の信号レベルが設定されているが、本発明はこれに限られない。例えば、電源端子と基準電位端子との間に直列接続された複数の抵抗素子の接続部が切替信号入力端子に接続されていてもよい。この場合、当該複数の抵抗素子の抵抗分割に基づく電圧が切替信号入力端子に入力されるので、切替信号の信号レベルを設定することができる。
【0186】
上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、定電流供給部に設けられ、定電流の電流量が異なる複数のトランジスタのうちのいずれか１つがオン状態に制御されるようになっているが、本発明はこれに限られない。例えば、定電流の電流量が異なる複数のトランジスタが混在している場合も、上記第１実施形態及び上記第２実施形態の変形例のように、１又は２つ以上のトランジスタを適宜オン状態に制御されてもよい。これにより、ゲート駆動回路の駆動能力は、定電流供給部に設けられているトランジスタの個数以上に変更できる。
【0187】
上記第１実施形態及び上記第２実施形態では、複数のトランジスタによってゲート駆動回路の駆動能力が切り替えられるが、本発明はこれに限られない。例えば、定電流供給部には１つのトランジスタが設けられており、切替信号の信号レベルに応じて、当該トランジスタのゲートに入力される電圧レベルが変更されることにより、当該トランジスタから供給される電流の電流量が切り替えられてもよい。この場合も、ゲート駆動回路の駆動能力を切り替えることができる。
【0188】
上記第１実施形態及び第２実施形態によるインテリジェントパワーモジュール２Ａ，２Ｂは、スイッチング素子としてＩＧＢＴを備えているが、本発明はこれに限られない。インテリジェントパワーモジュール２Ａ，２Ｂは、スイッチング素子として、ＩＧＢＴに代えて、バイポーラトランジスタ又はパワーＭＯＳトランジスタのいずれかを備えていてもよい。
【0189】
本発明の技術的範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本発明の技術的範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画され得る。
【符号の説明】
【0190】
１Ａ 電力変換装置
２Ａ，２Ｂ インテリジェントパワーモジュール
２Ｕ Ｕ相出力アーム
２Ｖ Ｖ相出力アーム
２Ｗ Ｗ相出力アーム
３ 制御装置
４ 交流電源部
５ 平滑用コンデンサ
６ｕＨ，６ｖＨ，６ｗＨ，６ｕＬ，６ｖＬ，６ｗＬ ツェナーダイオード
７ モータ
８Ｌ 電源
２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ，２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ 半導体素子
２２Ａ，２２Ｂ ゲート駆動回路
２０１，２１１ ＩＧＢＴチップ
２０１ａ，２１１ａ ＩＧＢＴ
２０２，２１２ 還流ダイオード
２１１ｂ 温度検知素子
２２１ｕＡ，２２１ｕＢ，２２１ｖＡ，２２１ｖＢ，２２１ｗＡ，２２１ｗＢ 定電流供給部
２２２ｕＡ，２２２ｕＢ，２２２ｖＡ，２２２ｖＢ，２２２ｗＡ，２２２ｗＢ 駆動能力切替部
２２３ａ，２２５ｅ－１，２２５ｆ－１，２２５ｇ－１，２２６ａ，２２６ｂ，２２６ｄ，２２６ｅ 比較器
２２３ｂ，２２５ｅ－２，２２５ｆ－２，２２５ｇ－２，２２６ｃ，２２６ｆ 電圧生成部
２２３ｃ，２２３ｄ，２２５ｇ－３，２２５ｈ 抵抗素子
２２３ｅ，２２５ｃ 定電流源
２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈ，２２５ｂ，２３３ｈ トランジスタ
２２３ｕＡ，２２３ｕＢ，２２３ｖＡ，２２３ｖＢ，２２３ｗＡ，２２３ｗＢ 定電流供給部
２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ ＮＡＮＤゲート
２２４ｄ ＡＮＤゲート
２２４ｕＡ，２２４ｕＢ，２２４ｖＡ，２２４ｖＢ，２２４ｗＡ，２２４ｗＢ 駆動能力切替部
２２５，２２５ｕＡ，２２５ｖＡ，２２５ｗＡ 保護部
２２５ａ 温度検出部
２２５ｄ アラーム信号生成回路
２２５ｅ 制御電圧検出回路
２２５ｆ 温度検出回路
２２５ｇ 電流検出回路
２２６Ａ，２２６Ｂ 信号レベル判定部
２２７ 温度検知素子
ＡＬＭ，ＡＬＭｕ，ＡＬＭｖ，ＡＬＭｗ アラーム信号
Ｌｎ 負極側ライン
Ｌｐ 正極側ライン
Ｓｃａａ，Ｓｃａｂ，Ｓｃａｃ，Ｓｃａｄ 演算結果信号
Ｓｃｏ，Ｓｃｏｃ，Ｓｃｏｆ 比較信号
ＳｉｎＵＨ，ＳｉｎＵＬ，ＳｉｎＶＨ，ＳｉｎＶＬ，ＳｉｎＷＨ，ＳｉｎＷＬ 入力信号
Ｓｏ０，Ｓｏａ，Ｓｏｂ，Ｓｏｄ，Ｓｏｅ 出力信号
Ｓｓｗ１，Ｓｓｗ２，Ｓｓｗ３，Ｓｓｗ４，Ｓｓｗ５，Ｓｓｗ６ 切替信号
Ｔ２２，Ｔ２２３ 基準電位端子
Ｔｉｕｈ，Ｔｉｕｌ，Ｔｉｖｈ，Ｔｉｖｌ，Ｔｉｗｈ，Ｔｉｗｌ 信号入力端子
Ｔｎ 負極側電源入力端子
Ｔｐ 正極側電源入力端子
Ｔｓｗ１，Ｔｓｗ２，Ｔｓｗ３，Ｔｓｗ４，Ｔｓｗ５，Ｔｓｗ６ 切替信号入力端子
ＴＵ Ｕ相出力端子
ＴＶ Ｖ相出力端子
Ｔｖｉｎ 電源端子
ＴＷ Ｗ相出力端子
Ｖ０ 比較電圧
ＶＦＯ，ＶＦＯｕ，ＶＦＯｖ，ＶＦＯｗ アラーム信号出力端子
２Ａ，２Ｂ インテリジェントパワーモジュール
２Ｕ Ｕ相出力アーム
２Ｖ Ｖ相出力アーム
２Ｗ Ｗ相出力アーム
３ 制御装置
４ 交流電源部
５ 平滑用コンデンサ
６ｕＨ，６ｖＨ，６ｗＨ，６ｕＬ，６ｖＬ，６ｗＬ ツェナーダイオード
７ モータ
８Ｌ 電源
２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ，２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ 半導体素子
２２Ａ，２２Ｂ ゲート駆動回路
２０１，２１１ ＩＧＢＴチップ
２０１ａ，２１１ａ ＩＧＢＴ
２０２，２１２ 還流ダイオード
２１１ｂ 温度検知素子
２２１ｕＡ，２２１ｕＢ，２２１ｖＡ，２２１ｖＢ，２２１ｗＡ，２２１ｗＢ 定電流供給部
２２２ｕＡ，２２２ｕＢ，２２２ｖＡ，２２２ｖＢ，２２２ｗＡ，２２２ｗＢ 駆動能力切替部
２２３ａ，２２５ｅ－１，２２５ｆ－１，２２５ｇ－１，２２６ａ，２２６ｂ，２２６ｄ，２２６ｅ 比較器
２２３ｂ，２２５ｅ－２，２２５ｆ－２，２２５ｇ－２，２２６ｃ，２２６ｆ 電圧生成部
２２３ｃ，２２３ｄ，２２５ｇ－３，２２５ｈ 抵抗素子
２２３ｅ，２２５ｃ 定電流源
２２３ｆ，２２３ｇ，２２３ｈ，２２５ｂ，２３３ｈ トランジスタ
２２３ｕＡ，２２３ｕＢ，２２３ｖＡ，２２３ｖＢ，２２３ｗＡ，２２３ｗＢ 定電流供給部
２２４ａ，２２４ｂ，２２４ｃ ＮＡＮＤゲート
２２４ｄ ＡＮＤゲート
２２４ｕＡ，２２４ｕＢ，２２４ｖＡ，２２４ｖＢ，２２４ｗＡ，２２４ｗＢ 駆動能力切替部
２２５，２２５ｕＡ，２２５ｖＡ，２２５ｗＡ 保護部
２２５ａ 温度検出部
２２５ｄ アラーム信号生成回路
２２５ｅ 制御電圧検出回路
２２５ｆ 温度検出回路
２２５ｇ 電流検出回路
２２６Ａ，２２６Ｂ 信号レベル判定部
２２７ 温度検知素子
ＡＬＭ，ＡＬＭｕ，ＡＬＭｖ，ＡＬＭｗ アラーム信号
Ｌｎ 負極側ライン
Ｌｐ 正極側ライン
Ｓｃａａ，Ｓｃａｂ，Ｓｃａｃ，Ｓｃａｄ 演算結果信号
Ｓｃｏ，Ｓｃｏｃ，Ｓｃｏｆ 比較信号
ＳｉｎＵＨ，ＳｉｎＵＬ，ＳｉｎＶＨ，ＳｉｎＶＬ，ＳｉｎＷＨ，ＳｉｎＷＬ 入力信号
Ｓｏ０，Ｓｏａ，Ｓｏｂ，Ｓｏｄ，Ｓｏｅ 出力信号
Ｓｓｗ１，Ｓｓｗ２，Ｓｓｗ３，Ｓｓｗ４，Ｓｓｗ５，Ｓｓｗ６ 切替信号
Ｔ２２，Ｔ２２３ 基準電位端子
Ｔｉｕｈ，Ｔｉｕｌ，Ｔｉｖｈ，Ｔｉｖｌ，Ｔｉｗｈ，Ｔｉｗｌ 信号入力端子
Ｔｎ 負極側電源入力端子
Ｔｐ 正極側電源入力端子
Ｔｓｗ１，Ｔｓｗ２，Ｔｓｗ３，Ｔｓｗ４，Ｔｓｗ５，Ｔｓｗ６ 切替信号入力端子
ＴＵ Ｕ相出力端子
ＴＶ Ｖ相出力端子
Ｔｖｉｎ 電源端子
ＴＷ Ｗ相出力端子
Ｖ０ 比較電圧
ＶＦＯ，ＶＦＯｕ，ＶＦＯｖ，ＶＦＯｗ アラーム信号出力端子
【図1】
【図2】
【図3】