▶ パナソニックオートモーティブシステムズ株式会社の特許一覧
(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】P2024140477
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】保護装置および保護方法
(51)【国際特許分類】
H02H 7/00 20060101AFI20241003BHJP
H02H 9/04 20060101ALI20241003BHJP
H02J 1/00 20060101ALI20241003BHJP
H02M 3/28 20060101ALI20241003BHJP
H03K 17/16 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
H02H7/00 B
H02H9/04 B
H02J1/00 309H
H02M3/28 C
H03K17/16 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023051627
(22)【出願日】2023-03-28
(71)【出願人】
【識別番号】322003857
【氏名又は名称】パナソニックオートモーティブシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中村 進
【テーマコード（参考）】
5G013
5G053
5G165
5H730
5J055
【Ｆターム（参考）】
5G013AA02
5G013AA04
5G013AA10
5G013AA16
5G013BA02
5G013DA11
5G053AA10
5G053BA04
5G053EB02
5G053EC03
5G053FA02
5G053FA04
5G053FA05
5G165BB01
5G165CA01
5G165DA07
5G165EA02
5G165HA01
5G165LA01
5G165MA10
5G165NA01
5G165NA02
5G165NA05
5G165NA09
5H730AA02
5H730AA14
5H730AS01
5H730BB27
5H730BB37
5H730BB57
5H730DD04
5H730DD16
5H730DD41
5H730EE03
5H730EE08
5H730EE13
5H730FD11
5H730FD21
5H730FD31
5H730FF01
5H730FF09
5J055AX26
5J055BX16
5J055CX28
5J055DX13
5J055DX22
5J055DX61
5J055EY01
5J055EY07
5J055EY10
5J055EY21
5J055EZ10
5J055GX01
5J055GX02
(57)【要約】
【課題】入力電圧が変動する状況においても、サージ電圧の大きさを検出することにより保護回路による損失を減らすことができる保護装置および保護方法を提供する。
【解決手段】本開示の一実施例における保護装置は、半導体スイッチに接続された保護回路と、前記半導体スイッチのサージ電圧を検出する検出回路と、を備え、前記サージ電圧に応じて動作が制御される。
【選択図】図１
【解決手段】本開示の一実施例における保護装置は、半導体スイッチに接続された保護回路と、前記半導体スイッチのサージ電圧を検出する検出回路と、を備え、前記サージ電圧に応じて動作が制御される。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体スイッチに接続された保護回路と、
前記半導体スイッチのサージ電圧を検出する検出回路と、
を備え、
前記サージ電圧に応じて動作が制御される保護装置。
前記半導体スイッチのサージ電圧を検出する検出回路と、
を備え、
前記サージ電圧に応じて動作が制御される保護装置。
【請求項2】
前記保護回路は、スナバ回路である、
請求項１に記載の保護装置。
請求項１に記載の保護装置。
【請求項3】
前記半導体スイッチは、ＤＣ／ＤＣコンバータの２次側の同期整流用のスイッチである、
請求項１に記載の保護装置。
請求項１に記載の保護装置。
【請求項4】
前記検出回路は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を検出する出力電流検出回路と、
前記出力電流に応じた電圧を基準電圧と比較する比較回路と、
をさらに備え、
前記保護回路は、比較回路の出力により動作が制御される、
請求項３に記載の保護装置。
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を検出する出力電流検出回路と、
前記出力電流に応じた電圧を基準電圧と比較する比較回路と、
をさらに備え、
前記保護回路は、比較回路の出力により動作が制御される、
請求項３に記載の保護装置。
【請求項5】
前記検出回路は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を検出する出力電流検出回路と、
を備え、
前記保護回路は、前記入力電圧及び前記出力電流に応じた電圧の出力により動作が制御される、
請求項３に記載の保護装置。
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を検出する出力電流検出回路と、
を備え、
前記保護回路は、前記入力電圧及び前記出力電流に応じた電圧の出力により動作が制御される、
請求項３に記載の保護装置。
【請求項6】
前記検出回路は、
前記入力電圧を基準電圧と比較する第１の比較回路と、
前記出力電流に応じた電圧を基準電圧と比較する第２の比較回路と、
を備え、
前記保護回路は、第１の比較回路及び第２の比較回路の出力により動作が制御される、
請求項５に記載の保護装置。
前記入力電圧を基準電圧と比較する第１の比較回路と、
前記出力電流に応じた電圧を基準電圧と比較する第２の比較回路と、
を備え、
前記保護回路は、第１の比較回路及び第２の比較回路の出力により動作が制御される、
請求項５に記載の保護装置。
【請求項7】
前記検出回路は、
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、
前記入力電圧を基準電圧と比較する比較回路と、
を備え、
前記保護回路は、比較回路の出力により動作が制御される、
請求項３に記載の保護装置。
前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、
前記入力電圧を基準電圧と比較する比較回路と、
を備え、
前記保護回路は、比較回路の出力により動作が制御される、
請求項３に記載の保護装置。
【請求項8】
前記検出回路は、
前記半導体スイッチの両端の電圧を検出する電圧検出回路と、
検出した前記電圧を基準電圧と比較する比較回路と、
を備え、
前記保護回路は、比較回路の出力により動作が制御される、
請求項３に記載の保護装置。
前記半導体スイッチの両端の電圧を検出する電圧検出回路と、
検出した前記電圧を基準電圧と比較する比較回路と、
を備え、
前記保護回路は、比較回路の出力により動作が制御される、
請求項３に記載の保護装置。
【請求項9】
請求項１に記載の保護装置を備えた車両。
【請求項10】
半導体スイッチのサージ電圧を検出するステップと、
前記サージ電圧に応じて前記半導体スイッチに接続された保護回路の動作を制御するステップと、
を含む保護方法。
前記サージ電圧に応じて前記半導体スイッチに接続された保護回路の動作を制御するステップと、
を含む保護方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保護装置および保護方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電気自動車は、インフラの交流電源に接続して充電を行うことが必要である。電気自動車の電源回路に用いられるＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の半導体スイッチを過電圧破壊から保護するために保護回路の一例としてスナバ回路（Ｓｎｕｂｂｅｒ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が用いられているが、スナバ回路の損失が電源回路の効率を低下させる。特に駆動用バッテリーを入力電力とするＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）／ＤＣコンバータでは、入力電圧又は出力電流が小さい時にスナバ回路による損失の割合が大きいと、駆動用バッテリーの電力を有効活用することができない。
【0003】
ＨＩＤ（Ｈｉｇｈ－Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）ランプに用いられているＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ＦＥＴ）のスナバ回路の場合、ＨＩＤランプは冷えている起動直後が重負荷となるので、ＭＯＳＦＥＴが重負荷の時間だけスナバ回路の容量を大きくすることが考えられている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平６－１１３５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
図７に、系統側と接続した車両側回路（電源回路）を示す。
【0006】
車両側回路は、インフラ型の交流電源７１０と接続される。車両側回路は、ＡＣ（Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）フィルタ７２０、力率改善回路７３０、第１のＤＣ／ＤＣコンバータ７４０、モータ駆動用バッテリー７５０、負荷（モータ、インバータなど）７６０、第２のＤＣ／ＤＣコンバータ７７０、補機用バッテリー７８０、補機類７９０を有する。
【0007】
第２のＤＣ／ＤＣコンバータ７７０は、モータ駆動用バッテリー７５０の充電率に応じて入力電圧が変動する。特許文献１の技術では、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧が一定であることを前提とした制御を行っているため、入力電圧が変動する第２のＤＣ／ＤＣコンバータ７７０においては使用することができない。
【0008】
また、特許文献１の技術は、起動直後か否かを検出するものである。すなわち、一定の入力電圧に対して、負荷としてのＨＩＤランプが温度に応じて変動することを利用して、コンバータのデューティー比、経過時間、入力電流、又は出力電圧によりＨＩＤランプが重負荷であるか否かを検出している。つまり、特許文献１の技術は、サージ電圧の大きさを検出していない。
【0009】
本開示は、入力電圧が変動する状況においても、サージ電圧の大きさを検出することにより保護回路による損失を減らすことができる保護装置および保護方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本開示の一実施例における保護装置は、半導体スイッチに接続された保護回路と、前記半導体スイッチのサージ電圧を検出する検出回路と、を備え、前記サージ電圧に応じて動作が制御される。
【0011】
本開示の一実施例における保護方法は、半導体スイッチのサージ電圧を検出するステップと、前記サージ電圧に応じて前記半導体スイッチに接続された保護回路の動作を制御するステップと、を含む。
【発明の効果】
【0012】
本開示によれば、入力電圧が変動する状況においても保護回路による損失を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】入力電圧に応じてスナバ回路を制御する回路を示す図
【図2】出力電流に応じてスナバ回路を制御する回路を示す図
【図3】入力電圧及び出力電流に応じてスナバ回路を制御する回路を示す図
【図4】スナバ回路を動作させる範囲を示す図
【図5】入力電圧及び出力電流に応じてスナバ回路を制御する別の回路を示す図
【図6】ＭＯＳＦＥＴの電圧に応じてスナバ回路を制御する回路を示す図
【図7】系統側と接続した車両側回路（電源回路）を示す図
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【0015】
但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【0016】
＜実施の形態１＞
図１に、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に応じてスナバ回路を制御する回路を示す。ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６のサージ電圧の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧の大きさと正の相関関係があるから、図１に記載するスナバ回路は、ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさに応じて制御される。
図１に、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧に応じてスナバ回路を制御する回路を示す。ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６のサージ電圧の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧の大きさと正の相関関係があるから、図１に記載するスナバ回路は、ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさに応じて制御される。
【0017】
この回路は、バイパスコンデンサ１１０、ＭＯＳＦＥＴ１２１～１２６、トランス１３０、スナバ回路１４０、１４１、チョークコイル１５０、入力電圧検出回路１６０、比較回路１７０を有する。
【0018】
バイパスコンデンサ１１０の一方は端子Ｐ１に接続され、バイパスコンデンサ１１０の他方は端子Ｐ２に接続されている。
【0019】
ＭＯＳＦＥＴ１２１のドレインは端子Ｐ１に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１２１のソースはＭＯＳＦＥＴ１２２のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１２２のソースは端子Ｐ２に接続されている。
【0020】
ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレインは端子Ｐ１に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソースはＭＯＳＦＥＴ１２４のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１２４のソースは端子Ｐ２に接続されている。
【0021】
トランス１３０の入力の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２１のソース及びＭＯＳＦＥＴ１２２のドレインに接続され、トランス１３０の入力の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース及びＭＯＳＦＥＴ１２４のドレインに接続されている。トランス１３０の出力の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のドレインに接続され、トランス１３０の出力の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のドレインに接続されている。
【0022】
ＭＯＳＦＥＴ１２５のソースとＭＯＳＦＥＴ１２６のソースは、どちらも端子Ｐ４に接続されている。
【0023】
スナバ回路１４０の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のドレインに接続され、スナバ回路１４０の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のソースに接続されている。スナバ回路１４０はＭＯＳＦＥＴ１２５の保護回路である。
【0024】
スナバ回路１４１の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のドレインに接続され、スナバ回路１４１の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のソースに接続されている。スナバ回路１４１はＭＯＳＦＥＴ１２６の保護回路である。
【0025】
スナバ回路１４０及び１４１では、抵抗、コンデンサ、及びＭＯＳＦＥＴが直列に接続されているが、他の回路構成でもよい。
【0026】
チョークコイル１５０の一方は、トランス１３０の出力の中点に接続され、チョークコイル１５０の他方は、端子Ｐ３に接続されている。
【0027】
入力電圧検出回路１６０は、端子Ｐ１と端子Ｐ２の間の入力電圧Ｖｉｎを出力する。
【0028】
比較回路１７０は、入力電圧検出回路１６０が検出した入力電圧Ｖｉｎが比較値Ｖｒｅｆ＿１より大きい場合に、スナバ回路１４０及び１４１を動作させる駆動信号Ｖｇを出力する。駆動信号Ｖｇは、スナバ回路１４０及び１４１に含まれているＭＯＳＦＥＴのゲートに接続されている。すなわち、入力電圧が所定電圧以上の場合に、スナバ回路１４０及び１４１を動作させる。
【0029】
比較回路１７０の代わりに、ソフトウェアによる判断、すなわち、プロセッサが、入力電圧Ｖｉｎのデジタル値と比較値Ｖｒｅｆ＿１とを比較して、入力電圧Ｖｉｎが比較値Ｖｒｅｆ＿１以上の場合に、出力回路がスナバ回路１４０及び１４１を動作させる駆動信号Ｖｇを出力してもよい。
【0030】
＜実施の形態２＞
図２に、出力電流に応じてスナバ回路を制御する回路を示す。ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６のサージ電圧の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流と正の相関関係があるから、図２に記載するスナバ回路は、ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさに応じて制御される。
図２に、出力電流に応じてスナバ回路を制御する回路を示す。ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６のサージ電圧の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流と正の相関関係があるから、図２に記載するスナバ回路は、ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさに応じて制御される。
【0031】
バイパスコンデンサ１１０、ＭＯＳＦＥＴ１２１～１２６、トランス１３０、スナバ回路１４０、１４１、チョークコイル１５０、出力電流検出回路２６０、比較回路２７０を有する。
【0032】
バイパスコンデンサ１１０の一方は端子Ｐ１に接続され、バイパスコンデンサ１１０の他方は端子Ｐ２に接続されている。
【0033】
ＭＯＳＦＥＴ１２１のドレインは端子Ｐ１に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１２１のソースはＭＯＳＦＥＴ１２２のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１２２のソースは端子Ｐ２に接続されている。
【0034】
ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレインは端子Ｐ１に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソースはＭＯＳＦＥＴ１２４のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１２４のソースは端子Ｐ２に接続されている。
【0035】
トランス１３０の入力の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２１のソース及びＭＯＳＦＥＴ１２２のドレインに接続され、トランス１３０の入力の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース及びＭＯＳＦＥＴ１２４のドレインに接続されている。トランス１３０の出力の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のドレインに接続され、トランス１３０の出力の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のドレインに接続されている。
【0036】
ＭＯＳＦＥＴ１２５のソースとＭＯＳＦＥＴ１２６のソースは、どちらも端子Ｐ４に接続されている。
【0037】
スナバ回路１４０の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のドレインに接続され、スナバ回路１４０の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のソースに接続されている。スナバ回路１４０はＭＯＳＦＥＴ１２５の保護回路である。
【0038】
スナバ回路１４１の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のドレインに接続され、スナバ回路１４１の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のソースに接続されている。スナバ回路１４１はＭＯＳＦＥＴ１２６の保護回路である。
【0039】
スナバ回路１４０及び１４１は、抵抗、コンデンサ、及びＭＯＳＦＥＴが直列に接続されているが、他の回路構成でもよい。
【0040】
チョークコイル１５０の一方は、トランス１３０の出力の中点に接続され、チョークコイル１５０の他方は、端子Ｐ３に接続されている。
【0041】
出力電流検出回路２６０は、端子Ｐ４の出力電流に応じた検出電圧Ｖｓを出力する。
【0042】
比較回路２７０は、出力電流検出回路２６０の検出電圧Ｖｓが比較値Ｖｒｅｆ＿２より大きい場合に、スナバ回路１４０及び１４１を動作させる駆動信号Ｖｇを出力する。駆動信号Ｖｇは、スナバ回路１４０及び１４１に含まれているＭＯＳＦＥＴのゲートに接続されている。すなわち、出力電流が所定電流以上の場合に、スナバ回路１４０及び１４１を動作させる。
【0043】
比較回路２７０の代わりに、ソフトウェアによる判断、すなわち、プロセッサが、検出電圧Ｖｓのデジタル値と比較値Ｖｒｅｆ＿２とを比較して、検出電圧Ｖｓが比較値Ｖｒｅｆ＿２以上の場合に、出力回路がスナバ回路１４０及び１４１を動作させる駆動信号Ｖｇを出力してもよい。
【0044】
＜実施の形態３＞
図３に、入力電圧及び出力電流に応じてスナバ回路を制御する回路を示す。ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６のサージ電圧の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧及び出力電流と正の相関関係があるから、図３に記載するスナバ回路は、ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさに応じて制御される。
図３に、入力電圧及び出力電流に応じてスナバ回路を制御する回路を示す。ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６のサージ電圧の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧及び出力電流と正の相関関係があるから、図３に記載するスナバ回路は、ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさに応じて制御される。
【0045】
バイパスコンデンサ１１０、ＭＯＳＦＥＴ１２１～１２６、トランス１３０、スナバ回路１４０、１４１、チョークコイル１５０、入力電圧検出回路１６０、比較回路１７０、出力電流検出回路２６０、比較回路２７０、ＡＮＤ回路３８０を有する。
【0046】
バイパスコンデンサ１１０の一方は端子Ｐ１に接続され、バイパスコンデンサ１１０の他方は端子Ｐ２に接続されている。
【0047】
ＭＯＳＦＥＴ１２１のドレインは端子Ｐ１に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１２１のソースはＭＯＳＦＥＴ１２２のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１２２のソースは端子Ｐ２に接続されている。
【0048】
ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレインは端子Ｐ１に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソースはＭＯＳＦＥＴ１２４のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１２４のソースは端子Ｐ２に接続されている。
【0049】
トランス１３０の入力の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２１のソース及びＭＯＳＦＥＴ１２２のドレインに接続され、トランス１３０の入力の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース及びＭＯＳＦＥＴ１２４のドレインに接続されている。トランス１３０の出力の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のドレインに接続され、トランス１３０の出力の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のドレインに接続されている。
【0050】
ＭＯＳＦＥＴ１２５のソースとＭＯＳＦＥＴ１２６のソースは、どちらも端子Ｐ４に接続されている。
【0051】
スナバ回路１４０の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のドレインに接続され、スナバ回路１４０の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のソースに接続されている。スナバ回路１４０はＭＯＳＦＥＴ１２５の保護回路である。
【0052】
スナバ回路１４１の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のドレインに接続され、スナバ回路１４１の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のソースに接続されている。スナバ回路１４１はＭＯＳＦＥＴ１２６の保護回路である。
【0053】
スナバ回路１４０及び１４１は、抵抗、コンデンサ、及びＭＯＳＦＥＴが直列に接続されているが、他の回路構成でもよい。
【0054】
チョークコイル１５０の一方は、トランス１３０の出力の中点に接続され、チョークコイル１５０の他方は、端子Ｐ３に接続されている。
【0055】
入力電圧検出回路１６０は、端子Ｐ１と端子Ｐ２の間の入力電圧Ｖｉｎを出力し、比較回路１７０は、入力電圧検出回路１６０が検出した入力電圧Ｖｉｎが比較値Ｖｒｅｆ＿１より大きい場合に、出力Ｖｏｕｔ＿１を出力する。
【0056】
出力電流検出回路２６０は、端子Ｐ４の出力電流に応じた検出電圧Ｖｓを出力し、比較回路２７０は、出力電流検出回路２６０の検出電圧Ｖｓが比較値Ｖｒｅｆ＿２より大きい場合に、出力Ｖｏｕｔ＿２を出力する。
【0057】
ＡＮＤ回路３８０は、Ｖｏｕｔ＿１及びＶｏｕｔ＿２が出力されている場合に、スナバ回路１４０及び１４１を動作させる駆動信号Ｖｇを出力する。駆動信号Ｖｇは、スナバ回路１４０及び１４１に含まれているＭＯＳＦＥＴのゲートに接続されている。すなわち、入力電圧が所定電圧以上であり、出力電流が所定電流以上の場合に、スナバ回路１４０及び１４１を動作させる。
【0058】
図４に、ＭＯＳＦＥＴのスナバ回路を動作させる範囲を示す。数字は、２次側同期整流ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧例を示している。領域４１０は、電気自動車の利用者が効率を重視する領域の一例であり、領域４２０は、スナバ回路を動作させる領域の一例である。電気自動車の運転状況によれば、ＤＣ／ＤＣコンバータは領域４１０のような比較的軽負荷で動作している時間が大半である。したがって、ＤＣ／ＤＣコンバータは軽負荷で動作している場合の効率が、電気自動車全体の効率、すなわち電気自動車の電費に大きく影響する。このような背景を考慮すれば、軽負荷領域においてスナバ回路の動作による損失を低減させることが電気自動車の効率を改善する上で効果的であるから、軽負荷における損失の低減が重要視されている。
【0059】
図４は、電気自動車の利用者が効率を重視する領域であるＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流が４２Ａ以下においてはスナバ回路を動作させないこととし、かつ、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧が４００Ｖ以上の場合に、サージ電圧が大きくなることを考慮して、ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流が６４Ａ以上の場合であって、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧が４００Ｖ以上の場合に、スナバ回路を動作させることとした例を示している。すなわちＶｒｅｆ＿１は４００Ｖ、Ｖｒｅｆ＿２は６４Ａに対応する電圧である。
【0060】
スナバ回路を動作させる入力電圧の値と出力電流の値は他の値でもよい。
【0061】
比較回路１７０、２７０、及びＡＮＤ回路３８０の代わりに、ソフトウェアによる判断、すなわち、プロセッサが、入力電圧Ｖｉｎおよび検出電圧Ｖｓのデジタル値と比較値Ｖｒｅｆ＿１およびＶｒｅｆ＿２とをそれぞれ比較して、入力電圧Ｖｉｎが比較値Ｖｒｅｆ＿１以上、かつ、検出電圧Ｖｓが比較値Ｖｒｅｆ＿２以上の場合に、出力回路がスナバ回路１４０及び１４１を動作させる駆動信号Ｖｇを出力してもよい。
【0062】
＜実施の形態４＞
図５に、入力電圧及び出力電流に応じてスナバ回路を制御する別の回路を示す。ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６のサージ電圧の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧及び出力電流と正の相関関係があるから、図５に記載するスナバ回路は、ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさに応じて制御される。図４とは、入力電圧検出回路１６０の出力Ｖｉｎ、出力電流検出回路２６０の出力Ｖｓを用いる判断の方法が異なる。
図５に、入力電圧及び出力電流に応じてスナバ回路を制御する別の回路を示す。ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６のサージ電圧の大きさは、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧及び出力電流と正の相関関係があるから、図５に記載するスナバ回路は、ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさに応じて制御される。図４とは、入力電圧検出回路１６０の出力Ｖｉｎ、出力電流検出回路２６０の出力Ｖｓを用いる判断の方法が異なる。
【0063】
バイパスコンデンサ１１０、ＭＯＳＦＥＴ１２１～１２６、トランス１３０、スナバ回路１４０、１４１、チョークコイル１５０、入力電圧検出回路１６０、比較回路１７０、出力電流検出回路２６０、演算回路５７０を有する。
【0064】
バイパスコンデンサ１１０の一方は端子Ｐ１に接続され、バイパスコンデンサ１１０の他方は端子Ｐ２に接続されている。
【0065】
ＭＯＳＦＥＴ１２１のドレインは端子Ｐ１に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１２１のソースはＭＯＳＦＥＴ１２２のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１２２のソースは端子Ｐ２に接続されている。
【0066】
ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレインは端子Ｐ１に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソースはＭＯＳＦＥＴ１２４のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１２４のソースは端子Ｐ２に接続されている。
【0067】
トランス１３０の入力の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２１のソース及びＭＯＳＦＥＴ１２２のドレインに接続され、トランス１３０の入力の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース及びＭＯＳＦＥＴ１２４のドレインに接続されている。トランス１３０の出力の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のドレインに接続され、トランス１３０の出力の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のドレインに接続されている。
【0068】
ＭＯＳＦＥＴ１２５のソースとＭＯＳＦＥＴ１２６のソースは、どちらも端子Ｐ４に接続されている。
【0069】
スナバ回路１４０の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のドレインに接続され、スナバ回路１４０の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のソースに接続されている。スナバ回路１４０はＭＯＳＦＥＴ１２５の保護回路である。
【0070】
スナバ回路１４１の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のドレインに接続され、スナバ回路１４１の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のソースに接続されている。スナバ回路１４１はＭＯＳＦＥＴ１２６の保護回路である。
【0071】
スナバ回路１４０及び１４１は、抵抗、コンデンサ、及びＭＯＳＦＥＴが直列に接続されているが、他の回路構成でもよい。
【0072】
チョークコイル１５０の一方は、トランス１３０の出力の中点に接続され、チョークコイル１５０の他方は、端子Ｐ３に接続されている。
【0073】
入力電圧検出回路１６０は、端子Ｐ１と端子Ｐ２の間の入力電圧Ｖｉｎを出力し、
出力電流検出回路２６０は、端子Ｐ４の出力電流に応じた検出電圧Ｖｓを出力する。
出力電流検出回路２６０は、端子Ｐ４の出力電流に応じた検出電圧Ｖｓを出力する。
【0074】
演算回路５７０は、入力電圧Ｖｉｎ及び検出電圧Ｖｓに基づいて、スナバ回路を動作させるか否かを出力する。サージ電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧及び出力電流と正の相関関係があるから、演算回路によりサージ電圧の大きさを求めることができるので、スナバ回路を動作させるか否かを決定することができる。
【0075】
演算回路５７０において、Ｖｉｎ及びＶｓが共に所定値以上である場合に「１」、Ｖｉｎ及びＶｓの少なくとも１つが所定値以下である場合に「０」となる演算を行えば、図４と同じ結果が得られる。
【0076】
演算回路５７０の代わりに、ソフトウェアによる判断、すなわち、プロセッサが、入力電圧Ｖｉｎおよび検出電圧Ｖｓのデジタル値から、出力回路がスナバ回路１４０及び１４１を動作させる駆動信号Ｖｇを出力してもよい。
【0077】
＜実施の形態５＞
図６に、ＭＯＳＦＥＴの電圧に応じてスナバ回路を制御する回路を示す。ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６のサージ電圧の大きさは、ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６の電圧により検出することが可能であるから、図５に記載するスナバ回路は、ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさに応じて制御される。
図６に、ＭＯＳＦＥＴの電圧に応じてスナバ回路を制御する回路を示す。ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６のサージ電圧の大きさは、ＭＯＳＦＥＴ１２５、１２６の電圧により検出することが可能であるから、図５に記載するスナバ回路は、ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさに応じて制御される。
【0078】
バイパスコンデンサ１１０、ＭＯＳＦＥＴ１２１～１２６、トランス１３０、スナバ回路１４０、１４１、チョークコイル１５０、電圧検出回路６６０、６６１、比較回路６７０、６１１を有する。
【0079】
バイパスコンデンサ１１０の一方は端子Ｐ１に接続され、バイパスコンデンサ１１０の他方は端子Ｐ２に接続されている。
【0080】
ＭＯＳＦＥＴ１２１のドレインは端子Ｐ１に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１２１のソースはＭＯＳＦＥＴ１２２のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１２２のソースは端子Ｐ２に接続されている。
【0081】
ＭＯＳＦＥＴ１２３のドレインは端子Ｐ１に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソースはＭＯＳＦＥＴ１２４のドレインに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１２４のソースは端子Ｐ２に接続されている。
【0082】
トランス１３０の入力の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２１のソース及びＭＯＳＦＥＴ１２２のドレインに接続され、トランス１３０の入力の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２３のソース及びＭＯＳＦＥＴ１２４のドレインに接続されている。トランス１３０の出力の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のドレインに接続され、トランス１３０の出力の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のドレインに接続されている。
【0083】
ＭＯＳＦＥＴ１２５のソースとＭＯＳＦＥＴ１２６のソースは、どちらも端子Ｐ４に接続されている。
【0084】
スナバ回路１４０の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のドレインに接続され、スナバ回路１４０の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２５のソースに接続されている。スナバ回路１４０はＭＯＳＦＥＴ１２５の保護回路である。
【0085】
スナバ回路１４１の一方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のドレインに接続され、スナバ回路１４１の他方は、ＭＯＳＦＥＴ１２６のソースに接続されている。スナバ回路１４１はＭＯＳＦＥＴ１２６の保護回路である。
【0086】
スナバ回路１４０及び１４１は、抵抗、コンデンサ、及びＭＯＳＦＥＴが直列に接続されているが、他の回路構成でもよい。
【0087】
チョークコイル１５０の一方は、トランス１３０の出力の中点に接続され、チョークコイル１５０の他方は、端子Ｐ３に接続されている。
【0088】
電圧検出回路６６０は、ＭＯＳＦＥＴ１２５の電圧を検出する。電圧検出回路６６０はＭＯＳＦＥＴ１２５の電圧を検出する。
【0089】
電圧検出回路６６１は、ＭＯＳＦＥＴ１２６の電圧を検出する。電圧検出回路６６０はＭＯＳＦＥＴ１２６の電圧を検出する。
【0090】
比較回路６７０は、電圧検出回路６６０の検出電圧Ｖｄ１が比較値Ｖｒｅｆ＿３より大きい場合に、駆動信号Ｖｇ１を出力する。駆動信号Ｖｇ１は、スナバ回路１４０に含まれているＭＯＳＦＥＴのゲートに接続されている。すなわち、ＭＯＳＦＥＴ１２５の電圧が所定電圧以上の場合に、スナバ回路１４０が動作する。
【0091】
比較回路６７１は、電圧検出回路６６１の検出電圧Ｖｄ２が比較値Ｖｒｅｆ＿４より大きい場合に、駆動信号Ｖｇ２を出力する。駆動信号Ｖｇ２は、スナバ回路１４１に含まれているＭＯＳＦＥＴのゲートに接続されている。すなわち、ＭＯＳＦＥＴ１２６の電圧が所定電圧以上の場合に、スナバ回路１４１が動作する
【0092】
比較回路６７０及び６７１の代わりに、ソフトウェアによる判断を行ってもよい。例えば、比較回路６７０の代わりに、プロセッサが、検出電圧Ｖｄ１のデジタル値と比較値Ｖｒｅｆ＿３とを比較して、検出電圧Ｖｄ１が比較値Ｖｒｅｆ＿３以上の場合に、出力回路がスナバ回路１４０を動作させる駆動信号Ｖｇ１を出力してもよい。また、比較回路７７１の代わりに、プロセッサが、検出電圧Ｖｄ２のデジタル値と比較値Ｖｒｅｆ＿４とを比較して、検出電圧Ｖｄ２が比較値Ｖｒｅｆ＿４以上の場合に、出力回路がスナバ回路１４１を動作させる駆動信号Ｖｇ２を出力してもよい。
【0093】
＜変形例＞
スナバ回路以外の保護回路についても、保護回路が接続されているＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさを検出して、動作を制御することができる。また、ＭＯＳＦＥＴ以外の半導体スイッチについても、半導体スイッチのサージ電圧の大きさを検出して、半導体スイッチに接続されている保護回路の動作を制御することができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の半導体スイッチについても半導体スイッチのサージ電圧の大きさを検出して、半導体スイッチに接続されている保護回路の動作を制御することができる。
スナバ回路以外の保護回路についても、保護回路が接続されているＭＯＳＦＥＴのサージ電圧の大きさを検出して、動作を制御することができる。また、ＭＯＳＦＥＴ以外の半導体スイッチについても、半導体スイッチのサージ電圧の大きさを検出して、半導体スイッチに接続されている保護回路の動作を制御することができる。ＤＣ／ＤＣコンバータ以外の半導体スイッチについても半導体スイッチのサージ電圧の大きさを検出して、半導体スイッチに接続されている保護回路の動作を制御することができる。
【0094】
以上、図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかである。そのような変更例又は修正例についても、本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態における各構成要素は任意に組み合わされてよい。
【0095】
（１）本開示の一実施例における保護装置は、ＭＯＳＦＥＴに接続された保護回路と、前記ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧を検出する検出回路と、を備え、前記サージ電圧に応じて動作が制御される。
【0096】
（２）本開示の一実施例における保護装置は、（１）の保護装置において、前記保護回路は、スナバ回路である。
【0097】
（３）本開示の一実施例における保護装置は、（１）の保護装置において、前記ＭＯＳＦＥＴは、ＤＣ／ＤＣコンバータの２次側の同期整流用のスイッチである。
【0098】
（４）本開示の一実施例における保護装置は、（１）の保護装置において、前記検出回路は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を検出する出力電流検出回路と、前記出力電流に応じた電圧を基準電圧と比較する比較回路と、をさらに備え、前記保護回路は、比較回路の出力により動作が制御される。
【0099】
（５）本開示の一実施例における保護装置は、（１）の保護装置において、前記検出回路は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの出力電流を検出する出力電流検出回路と、を備え、前記保護回路は、前記入力電圧及び前記出力電流に応じた電圧の出力により動作が制御される。
【0100】
（６）本開示の一実施例における保護装置は、（１）の保護装置において、前記検出回路は、前記入力電圧を基準電圧と比較する第１の比較回路と、前記出力電流に応じた電圧を基準電圧と比較する第２の比較回路と、を備え、前記保護回路は、第１の比較回路及び第２の比較回路の出力により動作が制御される。
【0101】
（７）本開示の一実施例における保護装置は、（１）の保護装置において、前記検出回路は、前記ＤＣ／ＤＣコンバータの入力電圧を検出する入力電圧検出回路と、前記入力電圧を基準電圧と比較する比較回路と、を備え、前記保護回路は、比較回路の出力により動作が制御される。
【0102】
（８）本開示の一実施例における保護装置は、（１）の保護装置において、前記検出回路は、前記ＭＯＳＦＥＴの両端の電圧を検出する電圧検出回路と、検出した前記電圧を基準電圧と比較する比較回路と、を備え、前記保護回路は、比較回路の出力により動作が制御される。
【0103】
（９）本開示の一実施例における車両は、（１）に記載の保護装置を備える。
【0104】
（１０）本開示の一実施例における保護方法は、ＭＯＳＦＥＴのサージ電圧を検出するステップと、前記サージ電圧に応じて前記ＭＯＳＦＥＴに接続された保護回路の動作を制御するステップと、を含む。
【符号の説明】
【0105】
１１０ バイパスコンデンサ
１２１～１２６ ＭＯＳＦＥＴ
１３０ トランス
１４０、１４１ スナバ回路
１５０ チョークコイル
１６０ 入力電圧検出回路
１７０、２７０、６７０、６７１ 比較回路
２６０ 出力電流検出回路
３８０ ＡＮＤ回路
４１０ 電気自動車の利用者が効率を重視する領域
４２０ スナバ回路を動作させる領域
５７０ 演算回路
６６０、６６１ 電圧検出回路
７１０ 交流電源
７２０ ＡＣフィルタ
７３０ 力率改善回路
７４０、７７０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
７５０ モータ駆動用バッテリー
７６０ 負荷
７８０ 補機用バッテリー
７９０ 補機類
１２１～１２６ ＭＯＳＦＥＴ
１３０ トランス
１４０、１４１ スナバ回路
１５０ チョークコイル
１６０ 入力電圧検出回路
１７０、２７０、６７０、６７１ 比較回路
２６０ 出力電流検出回路
３８０ ＡＮＤ回路
４１０ 電気自動車の利用者が効率を重視する領域
４２０ スナバ回路を動作させる領域
５７０ 演算回路
６６０、６６１ 電圧検出回路
７１０ 交流電源
７２０ ＡＣフィルタ
７３０ 力率改善回路
７４０、７７０ ＤＣ／ＤＣコンバータ
７５０ モータ駆動用バッテリー
７６０ 負荷
７８０ 補機用バッテリー
７９０ 補機類
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】