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(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】P2024014300
(43)【公開日】2024-02-01
(54)【発明の名称】インバータ
(51)【国際特許分類】
H02M 7/48 20070101AFI20240125BHJP
【ＦＩ】
H02M7/48 M
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022117019
(22)【出願日】2022-07-22
(71)【出願人】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】新谷 祐介
【テーマコード（参考）】
5H770
【Ｆターム（参考）】
5H770BA05
5H770DA03
5H770DA41
5H770HA02X
5H770JA02X
5H770LA02X
5H770LA05X
5H770LB07
(57)【要約】
【課題】短絡異常の種類に応じたスイッチング素子の保護を図ることができる。
【解決手段】保護回路３０は、第１抵抗素子Ｒ１と、第２抵抗素子Ｒ２と、判別部３３と、切替部３５と、を備える。駆動部２１の出力信号は、第１抵抗素子Ｒ１を介してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に伝わる。第２抵抗素子Ｒ２は、第１抵抗素子Ｒ１に並列接続可能に設けられている。判別部３３は、第１短絡異常と第２短絡異常と、を判別する。保護回路３０は、判別部３３が第２短絡異常と判別すると、切替部３５によって、第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子Ｒ２とを並列接続に切り替える。
【選択図】図２
【解決手段】保護回路３０は、第１抵抗素子Ｒ１と、第２抵抗素子Ｒ２と、判別部３３と、切替部３５と、を備える。駆動部２１の出力信号は、第１抵抗素子Ｒ１を介してスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２に伝わる。第２抵抗素子Ｒ２は、第１抵抗素子Ｒ１に並列接続可能に設けられている。判別部３３は、第１短絡異常と第２短絡異常と、を判別する。保護回路３０は、判別部３３が第２短絡異常と判別すると、切替部３５によって、第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子Ｒ２とを並列接続に切り替える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
インバータ回路を構成するスイッチング素子と、
前記スイッチング素子を駆動する駆動部と、
前記駆動部の出力信号を第１抵抗素子を介して前記スイッチング素子に伝える保護回路と、を備えるインバータであって、
前記保護回路は、
前記第１抵抗素子に並列接続可能に設けられた第２抵抗素子と、
前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とを並列接続に切替える切替部と、
前記インバータの上アームと下アームとのうち、どちらか一方のアームのスイッチング素子が短絡故障した状態で他方のアームのスイッチング素子をターンオンする第１短絡異常と、どちらか一方のアームのスイッチング素子がオンした状態で他方のアームのスイッチング素子が短絡故障する第２短絡異常と、を判別する判別部と、を有し、
前記保護回路は、前記判別部が前記第２短絡異常と判別すると、前記切替部によって、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とを並列接続に切り替える、インバータ。
前記スイッチング素子を駆動する駆動部と、
前記駆動部の出力信号を第１抵抗素子を介して前記スイッチング素子に伝える保護回路と、を備えるインバータであって、
前記保護回路は、
前記第１抵抗素子に並列接続可能に設けられた第２抵抗素子と、
前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とを並列接続に切替える切替部と、
前記インバータの上アームと下アームとのうち、どちらか一方のアームのスイッチング素子が短絡故障した状態で他方のアームのスイッチング素子をターンオンする第１短絡異常と、どちらか一方のアームのスイッチング素子がオンした状態で他方のアームのスイッチング素子が短絡故障する第２短絡異常と、を判別する判別部と、を有し、
前記保護回路は、前記判別部が前記第２短絡異常と判別すると、前記切替部によって、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とを並列接続に切り替える、インバータ。
【請求項2】
前記判別部は、前記スイッチング素子に流れる電流の単位時間当たりの増加量が第１閾値以上の場合、前記第１短絡異常と判別し、前記スイッチング素子に流れる電流の単位時間当たりの増加量が第２閾値以上の場合、前記第２短絡異常と判別し、
前記第２閾値は、前記第１閾値よりも大きい値である、請求項１に記載のインバータ。
前記第２閾値は、前記第１閾値よりも大きい値である、請求項１に記載のインバータ。
【請求項3】
前記保護回路は、前記スイッチング素子に流れる電流が電流閾値未満の場合、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子との並列接続を解除する、請求項１又は請求項２に記載のインバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、インバータに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１に開示のインバータは、上下のアームを構成するスイッチング素子と、ソフト遮断用抵抗体と、ソフト遮断用スイッチング素子と、を備える。スイッチング素子は、制御端子を備える。スイッチング素子は、制御端子に電圧が印加されることでオンする。ソフト遮断用抵抗体は、ソフト遮断用スイッチング素子を介してスイッチング素子の制御端子に接続されている。上下のアームを構成するスイッチング素子のうち一方が短絡故障した場合、上下のアームを構成するスイッチング素子のうち他方を保護する必要がある。短絡故障が生じたスイッチング素子を短絡素子とし、保護する必要があるスイッチング素子を保護素子とする。特許文献１に開示のインバータでは、短絡故障が生じた場合、ソフト遮断用スイッチング素子をオンすることで保護素子の制御端子とソフト遮断用抵抗体とを接続できる。これにより、制御端子に印加された電圧を低下させることで保護素子を保護することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－８８０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
短絡素子に短絡故障が生じたタイミングで、保護素子がオフ状態かオン状態かで短絡異常は２つの種類に分類できる。短絡素子に短絡故障が生じたタイミングで、保護素子がオフ状態の場合、短絡故障が生じた状態で保護素子がターンオンすることによって保護素子に流れる電流は徐々に大きくなる。短絡素子に短絡故障が生じたタイミングで、保護素子がオン状態の場合、保護素子に流れる電流は急激に大きくなる。２つの種類の短絡異常に応じて適切にスイッチング素子を保護することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するインバータは、インバータ回路を構成するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動する駆動部と、前記駆動部の出力信号を第１抵抗素子を介して前記スイッチング素子に伝える保護回路と、を備えるインバータであって、前記保護回路は、前記第１抵抗素子に並列接続可能に設けられた第２抵抗素子と、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とを並列接続に切替える切替部と、前記インバータの上アームと下アームとのうち、どちらか一方のアームのスイッチング素子が短絡故障した状態で他方のアームのスイッチング素子をターンオンする第１短絡異常と、どちらか一方のアームのスイッチング素子がオンした状態で他方のアームのスイッチング素子が短絡故障する第２短絡異常と、を判別する判別部と、を有し、前記保護回路は、前記判別部が前記第２短絡異常と判別すると、前記切替部によって、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とを並列接続に切り替える。
【0006】
判別部が第２短絡異常と判別すると、第１抵抗素子と第２抵抗素子とが並列接続される。第１抵抗素子と第２抵抗素子とを並列接続した合成抵抗の抵抗値は、第１抵抗素子の抵抗値よりも低い。従って、短絡異常の種類に応じたスイッチング素子の保護を図ることができる。
【0007】
上記インバータについて、前記判別部は、前記スイッチング素子に流れる電流の単位時間当たりの増加量が第１閾値以上の場合、前記第１短絡異常と判別し、前記スイッチング素子に流れる電流の単位時間当たりの増加量が第２閾値以上の場合、前記第２短絡異常と判別し、前記第２閾値は、前記第１閾値よりも大きい値であってもよい。
【0008】
上記インバータについて、前記保護回路は、前記スイッチング素子に流れる電流が電流閾値未満の場合、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子との並列接続を解除してもよい。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、短絡異常の種類に応じたスイッチング素子の保護を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【発明を実施するための形態】
【0011】
インバータの一実施形態について説明する。
図１に示すように、モータ駆動装置１０は、モータ１１を駆動するための装置である。モータ１１は、３つのコイルＵ，Ｖ，Ｗを備える３相交流モータである。モータ１１は、どのような装置に搭載されるものであってもよい。モータ１１は、例えば、電動圧縮機、産業車両、又は乗用車に搭載される。
図１に示すように、モータ駆動装置１０は、モータ１１を駆動するための装置である。モータ１１は、３つのコイルＵ，Ｖ，Ｗを備える３相交流モータである。モータ１１は、どのような装置に搭載されるものであってもよい。モータ１１は、例えば、電動圧縮機、産業車両、又は乗用車に搭載される。
【0012】
＜モータ駆動装置＞
モータ駆動装置１０は、バッテリＢＡと、平滑コンデンサＣと、インバータＩｎｖと、を備える。インバータＩｎｖは、インバータ回路２０と、インバータ制御装置１２と、を備える。
モータ駆動装置１０は、バッテリＢＡと、平滑コンデンサＣと、インバータＩｎｖと、を備える。インバータＩｎｖは、インバータ回路２０と、インバータ制御装置１２と、を備える。
【0013】
インバータ回路２０は、６つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６と、６つのダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６と、を備える。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６としては、例えば、IGBT（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）やMOSFET（金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）が用いられる。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６は、第１端子Ｔ１と、第２端子Ｔ２と、制御端子Ｔ３と、センス端子Ｔ４と、を備える。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６がIGBTであれば、第１端子Ｔ１はコレクタ、第２端子Ｔ２はエミッタ、制御端子Ｔ３はゲートである。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６がMOSFETであれば、第１端子Ｔ１はドレイン、第２端子Ｔ２はソース、制御端子Ｔ３はゲートである。
【0014】
スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２とは互いに直列接続されている。スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４とは互いに直列接続されている。スイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６とは互いに直列接続されている。２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、２つのスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４、及び２つのスイッチング素子Ｑ５，Ｑ６のそれぞれによってレグが構成されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５は上アームを構成している。スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６は下アームを構成している。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６にはそれぞれダイオードＤ１～Ｄ６が並列接続されている。
【0015】
各スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６には、平滑コンデンサＣを介してバッテリＢＡが接続されている。インバータ回路２０は、バッテリＢＡから入力される直流電力を交流電力に変換してモータ１１に出力する。これにより、モータ１１が駆動する。バッテリＢＡは、例えば、定格電圧が８００［Ｖ］である。
【0016】
スイッチング素子Ｑ１とスイッチング素子Ｑ２との接続点は、コイルＵに接続されている。スイッチング素子Ｑ３とスイッチング素子Ｑ４との接続点は、コイルＶに接続されている。スイッチング素子Ｑ５とスイッチング素子Ｑ６との接続点は、コイルＷに接続されている。
【0017】
インバータ制御装置１２は、コントローラ１３と、駆動部２１と、保護回路３０と、を備える。
コントローラ１３は、駆動部２１に制御信号を出力する。コントローラ１３は、プロセッサと、記憶部と、を備える。プロセッサとしては、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、又はDSP（Digital Signal Processor）が用いられる。記憶部は、RAM（Random Access Memory）、及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。コントローラ１３は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路であるコントローラ１３は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。
コントローラ１３は、駆動部２１に制御信号を出力する。コントローラ１３は、プロセッサと、記憶部と、を備える。プロセッサとしては、例えば、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、又はDSP（Digital Signal Processor）が用いられる。記憶部は、RAM（Random Access Memory）、及びROM（Read Only Memory）を含む。記憶部は、処理をプロセッサに実行させるように構成されたプログラムコードまたは指令を格納している。記憶部、即ち、コンピュータ可読媒体は、汎用または専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。コントローラ１３は、ASIC（Application Specific Integrated Circuit）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等のハードウェア回路によって構成されていてもよい。処理回路であるコントローラ１３は、コンピュータプログラムに従って動作する１つ以上のプロセッサ、ASICやFPGA等の１つ以上のハードウェア回路、或いは、それらの組み合わせを含み得る。
【0018】
駆動部２１は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６毎に個別に設けられている。駆動部２１は、コントローラ１３からの制御信号に応じてスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のスイッチング動作を行う。
【0019】
図２に示すように、駆動部２１は、短絡検出端子２２と、保護端子２３と、を備える。
＜保護回路＞
保護回路３０は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６毎に個別に設けられている。保護回路３０は、当該保護回路３０が設けられたスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の保護を行う。保護回路３０は、駆動部２１とスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６との間に設けられている。保護回路３０は、第１抵抗素子Ｒ１と、第２抵抗素子Ｒ２と、切替回路３１と、を備える。切替回路３１は、シャント抵抗３２と、判別部３３と、ラッチ回路３４と、切替部３５と、閾値検出回路３６と、を備える。
＜保護回路＞
保護回路３０は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６毎に個別に設けられている。保護回路３０は、当該保護回路３０が設けられたスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の保護を行う。保護回路３０は、駆動部２１とスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６との間に設けられている。保護回路３０は、第１抵抗素子Ｒ１と、第２抵抗素子Ｒ２と、切替回路３１と、を備える。切替回路３１は、シャント抵抗３２と、判別部３３と、ラッチ回路３４と、切替部３５と、閾値検出回路３６と、を備える。
【0020】
第１抵抗素子Ｒ１は、制御端子Ｔ３と保護端子２３とを接続している。第１抵抗素子Ｒ１は、制御端子Ｔ３と保護端子２３との間に直列接続されている。駆動部２１は、出力信号を第１抵抗素子Ｒ１を介してスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に伝える。
【0021】
第２抵抗素子Ｒ２は、第１抵抗素子Ｒ１に並列接続可能に設けられている。第２抵抗素子Ｒ２の抵抗値［Ω］は、第１抵抗素子Ｒ１の抵抗値と同一値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【0022】
シャント抵抗３２は、センス端子Ｔ４に接続されている。センス端子Ｔ４には、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に流れる電流に比例した微小な電流が流れる。シャント抵抗３２では、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に流れる電流に応じた電圧降下が生じる。シャント抵抗３２とセンス端子Ｔ４との接続点には、駆動部２１の短絡検出端子２２が接続されている。
【0023】
駆動部２１は、シャント抵抗３２での電圧降下量に基づきスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流が短絡検出閾値以上か否かを判定する。短絡検出閾値は、予め定められている。短絡検出閾値は、通常使用電流領域よりも高い値に設定されている。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流とは、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間を流れる電流である。駆動部２１は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流が短絡検出閾値以上の場合、当該スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に直列接続されたスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に短絡異常が生じたと判定する。例えば、スイッチング素子Ｑ２に設けられた駆動部２１が、スイッチング素子Ｑ２に流れる電流が短絡検出閾値以上になったことを検出すると、スイッチング素子Ｑ１に短絡故障が生じたと判定できる。
【0024】
判別部３３は、短絡異常の種類を判別するための回路である。上下のアームを構成するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６のうち短絡故障が生じたスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を短絡素子とし、短絡素子に直列接続されたスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を保護素子とする。短絡素子が短絡故障した状態で保護素子をターンオンすることを第１短絡異常とする。保護素子がオンした状態で短絡素子が短絡故障することを第２短絡異常とする。第１短絡異常は、上アームと下アームとのうち、どちらか一方のアームのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６が短絡故障した状態で他方のアームのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をターンオンする短絡異常である。第２短絡異常は、上アームと下アームとのうち、どちらか一方のアームのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６がオンした状態で他方のアームのスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６が短絡故障する短絡異常である。
【0025】
図３に示すように、時刻Ｔ１１で短絡素子に短絡故障が生じたとする。線Ｌ１で示すように、第１短絡異常では、短絡素子に短絡故障が生じた状態で保護素子がターンオンすることによって保護素子に流れる電流は徐々に大きくなる。線Ｌ２で示すように、第２短絡異常では、短絡素子に短絡故障が生じることによって上アームを構成するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ３，Ｑ５と下アームを構成するスイッチング素子Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６とが短絡する。これによって、保護素子に流れる電流は急激に大きくなる。
【0026】
図２に示すように、判別部３３は、センス端子Ｔ４とシャント抵抗３２との接続点に接続されている。判別部３３は、シャント抵抗３２での電圧降下量に基づきスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流の単位時間当たりの増加量が第１閾値以上か否かを判定する。判別部３３は、シャント抵抗３２での電圧降下量に基づきスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流の単位時間当たりの増加量が第２閾値以上か否かを判定する。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流の単位時間当たりの増加量は、電流を縦軸、時間を横軸とした場合の電流の傾きである。
【0027】
第１閾値としては、第１短絡異常を判別できるように設定されている。第１短絡異常が生じた場合、短絡異常が生じていない場合よりも単位時間当たりの電流の増加量が多い。従って、短絡異常が生じていない場合の単位時間当たりの電流の増加量よりも高い値を第１閾値として設定することで、判別部３３は第１短絡異常が生じたことを判別できる。詳細にいえば、判別部３３は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流の単位時間当たりの増加量が第１閾値以上であり、かつ、第２閾値未満の場合、第１短絡異常が生じたと判別する。
【0028】
第２閾値は、第１閾値よりも大きい値である。第２閾値としては、第２短絡異常を判別できるように設定されている。第２短絡異常が生じた場合、第１短絡異常が生じた場合よりも単位時間当たりの電流の増加量が多い。従って、第１短絡異常が生じた場合の単位時間当たりの電流の増加量よりも高い値を第２閾値として設定することで、判別部３３は第２短絡異常が生じたことを判別できる。判別部３３は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流の単位時間当たりの増加量が第２閾値以上の場合、第２短絡異常が生じたと判別する。判別部３３は、第２短絡異常が生じた場合、切替部３５をオンする。例えば、判別部３３は、第２短絡異常が生じた場合、ラッチ回路３４にハイレベルの信号を出力することによって切替部３５をオンする。
【0029】
ラッチ回路３４は、判別部３３によって切替部３５がオンされると、オン状態を維持する。
切替部３５は、第２抵抗素子Ｒ２に直列接続されている。切替部３５と第２抵抗素子Ｒ２とは、第１抵抗素子Ｒ１に並列接続されている。切替部３５がオン状態の場合、第２抵抗素子Ｒ２と第１抵抗素子Ｒ１とは並列接続される。切替部３５がオフ状態の場合、第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子Ｒ２との並列接続は解除される。切替部３５としては、トランジスタ等の任意のスイッチング素子を用いることができる。
切替部３５は、第２抵抗素子Ｒ２に直列接続されている。切替部３５と第２抵抗素子Ｒ２とは、第１抵抗素子Ｒ１に並列接続されている。切替部３５がオン状態の場合、第２抵抗素子Ｒ２と第１抵抗素子Ｒ１とは並列接続される。切替部３５がオフ状態の場合、第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子Ｒ２との並列接続は解除される。切替部３５としては、トランジスタ等の任意のスイッチング素子を用いることができる。
【0030】
閾値検出回路３６は、センス端子Ｔ４とシャント抵抗３２との接続点に接続されている。閾値検出回路３６は、センス端子Ｔ４とシャント抵抗３２との間に接続されている。閾値検出回路３６は、シャント抵抗３２での電圧降下量に基づきスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流が電流閾値未満になったか否かを判定する。閾値検出回路３６は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を流れる電流が電流閾値未満になると、ラッチ回路３４を制御することによって切替部３５をオフする。電流閾値は、予め定められている。
【0031】
［本実施形態の作用］
一例として上下のアームを構成するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のうち上アームを構成するスイッチング素子Ｑ１に短絡故障が生じた場合を例に挙げて保護回路３０の作用について説明を行う。下アームを構成するスイッチング素子Ｑ２に短絡故障が生じた場合であっても保護回路３０の作用は同様である。また、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６に設けられた保護回路３０についても同様に機能する。
一例として上下のアームを構成するスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２のうち上アームを構成するスイッチング素子Ｑ１に短絡故障が生じた場合を例に挙げて保護回路３０の作用について説明を行う。下アームを構成するスイッチング素子Ｑ２に短絡故障が生じた場合であっても保護回路３０の作用は同様である。また、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６に設けられた保護回路３０についても同様に機能する。
【0032】
短絡異常が第１短絡異常の場合、判別部３３が切替部３５をオンしない。このため、第１抵抗素子Ｒ１及び第２抵抗素子Ｒ２のうち第１抵抗素子Ｒ１のみがスイッチング素子Ｑ２の制御端子Ｔ３に接続される。
【0033】
駆動部２１は、スイッチング素子Ｑ２に流れる電流が短絡検出閾値以上の場合、制御端子Ｔ３に印加された電圧を低下させることによってスイッチング素子Ｑ２をオフする。短絡異常が第１短絡異常の場合、第１抵抗素子Ｒ１を介して保護端子２３に向けて電流が流れる。図３に示すように、時刻Ｔ１２で制御端子Ｔ３に印加された電圧の低下が開始されたとすると、スイッチング素子Ｑ２がオフしていくことによってスイッチング素子Ｑ２に流れる電流が減少していく。スイッチング素子Ｑ２がオフすることで、スイッチング素子Ｑ２を過電流から保護することができる。
【0034】
短絡異常が第２短絡異常の場合、判別部３３が切替部３５をオンする。このため、第１抵抗素子Ｒ１及び第２抵抗素子Ｒ２がスイッチング素子Ｑ２の制御端子Ｔ３に接続される。
【0035】
駆動部２１は、スイッチング素子Ｑ２に流れる電流が短絡検出閾値以上の場合、制御端子Ｔ３に印加された電圧を低下させることによってスイッチング素子Ｑ２をオフする。短絡異常が第２短絡異常の場合、第１抵抗素子Ｒ１及び第２抵抗素子Ｒ２を介して保護端子２３に向けて電流が流れる。第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子Ｒ２との合成抵抗の抵抗値は、第１抵抗素子Ｒ１の抵抗値に比べて小さい。このため、第１抵抗素子Ｒ１のみが制御端子Ｔ３に接続されている場合に比べて、制御端子Ｔ３に印加された電圧を低下させやすい。
【0036】
短絡異常が第２短絡異常の場合、時刻Ｔ１２で制御端子Ｔ３に印加された電圧の低下が開始されたとすると、制御端子Ｔ３に印加された電圧が短時間で低下することによってスイッチング素子Ｑ２が急峻にオフしようとする。スイッチング素子Ｑ２が急峻にオフすると、サージによりスイッチング素子Ｑ２が破損するおそれがある。このため、スイッチング素子Ｑ２に流れる電流が電流閾値未満になると、閾値検出回路３６によって切替部３５がオフされる。制御端子Ｔ３に第１抵抗素子Ｒ１のみが接続されるようになることで、制御端子Ｔ３に印加された電圧が低下しにくくなる。これにより、スイッチング素子Ｑ２が急峻にオフされることを抑制している。電流閾値は、サージによってスイッチング素子Ｑ２が破損しないように設定されている。
【0037】
［本実施形態の効果］
（１）保護回路３０は、短絡異常が生じた場合、制御端子Ｔ３に印加された電圧を低下させることによってスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオフする。これにより、保護回路３０は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を保護する。第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子Ｒ２を並列接続した合成抵抗の抵抗値は、第１抵抗素子Ｒ１の抵抗値よりも低い。制御端子Ｔ３に接続されている抵抗素子の抵抗値が低いほど、制御端子Ｔ３に印加された電圧を低下させやすい。短絡異常の種類に応じて第２抵抗素子Ｒ２を第１抵抗素子Ｒ１に並列接続するか否かを切り替えることで、短絡異常の種類に応じたスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の保護を図ることができる。
（１）保護回路３０は、短絡異常が生じた場合、制御端子Ｔ３に印加された電圧を低下させることによってスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオフする。これにより、保護回路３０は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を保護する。第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子Ｒ２を並列接続した合成抵抗の抵抗値は、第１抵抗素子Ｒ１の抵抗値よりも低い。制御端子Ｔ３に接続されている抵抗素子の抵抗値が低いほど、制御端子Ｔ３に印加された電圧を低下させやすい。短絡異常の種類に応じて第２抵抗素子Ｒ２を第１抵抗素子Ｒ１に並列接続するか否かを切り替えることで、短絡異常の種類に応じたスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の保護を図ることができる。
【0038】
（２）判別部３３は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流の単位時間当たりの増加量が第２閾値以上の場合、短絡異常が第２短絡異常と判別する。従って、第２短絡異常が発生した場合に、第２抵抗素子Ｒ２を第１抵抗素子Ｒ１に並列接続することができる。
【0039】
（３）閾値検出回路３６は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流が電流閾値未満の場合、第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子Ｒ２との並列接続を解除する。短絡異常が第２短絡異常の場合に、スイッチング素子Ｑ２が急峻にオフされることを抑制することができる。サージによりスイッチング素子Ｑ２が破損することを抑制できる。
【0040】
（４）短絡異常が第１短絡異常か第２短絡異常かを判別することによって、短絡異常の種類に応じて異なる手法でスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を保護している。詳細にいえば、短絡異常が第１短絡異常であれば第１抵抗素子Ｒ１のみを用いて制御端子Ｔ３に印加された電圧を低下させている。短絡異常が第２短絡異常であれば第１抵抗素子Ｒ１及び第２抵抗素子Ｒ２を用いて制御端子Ｔ３に印加された電圧を低下させている。短絡異常が第１短絡異常であっても第２短絡異常であっても、同様の手法でスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を保護することも考えられる。例えば、短絡異常が第１短絡異常であっても第２短絡異常であっても第１抵抗素子Ｒ１のみを用いてスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６をオフすることも考えられる。この場合、第２短絡異常からスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を保護するために、短絡検出閾値を小さくする必要がある。すると、通常使用電流領域であっても短絡異常が検出される場合があり、短絡異常が生じていないにも関わらず短絡異常が生じていると判定されるおそれがある。また、第２短絡異常に適した手法を採用して、当該手法によって第１短絡異常からもスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を保護しようとすると、第１短絡異常でスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６が破損してしまう場合がある。このように、短絡異常が第１短絡異常であっても第２短絡異常であっても、同様の手法でスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を保護することは困難である。本実施形態のように、短絡異常の種類に応じて異なる手法によってスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６を保護することによって、短絡異常の種類に応じてスイッチング素子Ｑ１～Ｑ６の適切な保護を図ることができる。
【0041】
［変更例］
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
実施形態は、以下のように変更して実施することができる。実施形態及び以下の変形例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
【0042】
○切替回路３１は、閾値検出回路３６を備えていなくてもよい。この場合、短絡異常が第２短絡異常の場合、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流によって第１抵抗素子Ｒ１と第２抵抗素子Ｒ２との並列接続を解除しなくてもよい。
【0043】
○切替回路３１は、駆動部２１に内蔵されていてもよい。
○第１抵抗素子Ｒ１、及び第２抵抗素子Ｒ２は、それぞれ、複数の抵抗素子によって構成されていてもよい。
○第１抵抗素子Ｒ１、及び第２抵抗素子Ｒ２は、それぞれ、複数の抵抗素子によって構成されていてもよい。
【0044】
○判別部３３は、短絡異常が第２短絡異常か否かを判別できればよく、短絡異常が第１短絡異常か第２短絡異常かを判別できなくてもよい。例えば、判別部３３は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流の単位時間当たりの増加量が第２閾値以上の場合、短絡異常が第２短絡異常と判別する。判別部３３は、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ６に流れる電流の単位時間当たりの増加量が第１閾値以上か否かを判別しなくてもよい。判別部３３は、第２短絡異常が生じた場合、切替部３５をオンする。判別部３３は、短絡異常が第２短絡異常の場合に切替部３５をオンするため、第１短絡異常を判別しない場合であっても、実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0045】
［付記］
実施形態、及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
インバータ回路を構成するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動する駆動部と、前記駆動部の出力信号を第１抵抗素子を介して前記スイッチング素子に伝える保護回路と、を備えるインバータであって、前記保護回路は、前記第１抵抗素子に並列接続可能に設けられた第２抵抗素子と、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とを並列接続に切替える切替部と、前記インバータの上アームと下アームとのうち、どちらか一方のアームのスイッチング素子が短絡故障した状態で他方のアームのスイッチング素子をターンオンすることを第１短絡異常とし、どちらか一方のアームのスイッチング素子がオンした状態で他方のアームのスイッチング素子が短絡故障することを第２短絡異常とした場合、前記第２短絡異常が発生したか否かを判別する判別部と、を有し、前記保護回路は、前記判別部によって前記第２短絡異常が発生したと判別されると、前記切替部によって、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とを並列接続に切り替える、インバータ。
実施形態、及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。
インバータ回路を構成するスイッチング素子と、前記スイッチング素子を駆動する駆動部と、前記駆動部の出力信号を第１抵抗素子を介して前記スイッチング素子に伝える保護回路と、を備えるインバータであって、前記保護回路は、前記第１抵抗素子に並列接続可能に設けられた第２抵抗素子と、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とを並列接続に切替える切替部と、前記インバータの上アームと下アームとのうち、どちらか一方のアームのスイッチング素子が短絡故障した状態で他方のアームのスイッチング素子をターンオンすることを第１短絡異常とし、どちらか一方のアームのスイッチング素子がオンした状態で他方のアームのスイッチング素子が短絡故障することを第２短絡異常とした場合、前記第２短絡異常が発生したか否かを判別する判別部と、を有し、前記保護回路は、前記判別部によって前記第２短絡異常が発生したと判別されると、前記切替部によって、前記第１抵抗素子と前記第２抵抗素子とを並列接続に切り替える、インバータ。
【符号の説明】
【0046】
Ｉｎｖ…インバータ、Ｑ１～Ｑ６…スイッチング素子、Ｒ１…第１抵抗素子、Ｒ２…第２抵抗素子、２０…インバータ回路、３０…保護回路、３３…判別部、３５…切替部。
【図1】
【図2】
【図3】