特開 2025-114272 電力変換装置の制御装置および電力変換装置の制御方法

(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】P2025114272

(43)【公開日】2025-08-05

(54)【発明の名称】電力変換装置の制御装置および電力変換装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20250729BHJP

   H02M 1/00 20070101ALI20250729BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 M

H02M1/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024008871

(22)【出願日】2024-01-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 大樹

(72)【発明者】

【氏名】矢野 新也

(72)【発明者】

【氏名】沼倉 啓一郎

【テーマコード（参考）】

5H740

5H770

【Ｆターム（参考）】

5H740BA11

5H740BA12

5H740BB05

5H740BB09

5H740BC01

5H740BC02

5H740JA01

5H740JB01

5H740KK01

5H740MM12

5H770BA02

5H770CA06

5H770DA03

5H770DA10

5H770DA41

5H770GA03

5H770HA02X

5H770LA02X

5H770LB07

(57)【要約】

【課題】電力変換装置のスイッチング素子に過電流が流れ続けることを抑制する制御装置を提供する。
【解決手段】スイッチング素子Ｑ１の制御電極に所定の第１制御電圧Ｖｇ１の振幅のパルス幅変調電圧を印加し、スイッチング素子Ｑ１の主電極に流れる素子電流Ｉｄに基づく動作信号Ｖｃを生成する、スイッチング素子Ｑ１を用いた電力変換装置１の制御方法において、動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１に達した場合、振幅を第１制御電圧Ｖｇ１よりも小さい第２制御電圧Ｖｇ２に制限して素子電流Ｉｄを抑制し、第２制御電圧Ｖｇ２に制限してから所定の抑制時間ΔＴ１が経過する前に動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１よりも大きい第２基準値Ｖｃ２に達した場合、振幅を第２制御電圧Ｖｇ２よりも小さい第３制御電圧Ｖｇ３に制限して素子電流を更に抑制する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチング素子を用いた電力変換装置の制御方法であって、
前記スイッチング素子の制御電極に所定の第１制御電圧の振幅のパルス幅変調電圧を印加し、
前記スイッチング素子の主電極に流れる素子電流に基づく動作信号を生成し、
前記動作信号が第１基準値に達した場合、前記振幅を前記第１制御電圧よりも小さい第２制御電圧に制限して前記素子電流を抑制し、
前記第２制御電圧に制限してから所定の抑制時間が経過する前に前記動作信号が第１基準値よりも大きい第２基準値に達した場合、前記振幅を前記第２制御電圧よりも小さい第３制御電圧に制限して前記素子電流を更に抑制する、
電力変換装置の制御方法。

【請求項2】

前記振幅を前記第２制御電圧に制限してから前記抑制時間が経過しても前記動作信号が第２基準値に達しなかった場合には、前記振幅を前記第２制御電圧から前記第１制御電圧に戻す、請求項１に記載の電力変換装置の制御方法。

【請求項3】

スイッチング素子を用いた電力変換装置の制御装置であって、
前記スイッチング素子の制御電極に所定の第１制御電圧の振幅のパルス幅変調電圧を印加する駆動回路部と、
前記スイッチング素子の主電極に流れる素子電流に基づく動作信号を生成する過電流検出部と、
前記動作信号が第１基準値に達した場合、前記振幅を前記第１制御電圧よりも小さい第２制御電圧に制限する制御電圧抑制部と、
前記第２制御電圧に制限してから所定の抑制時間が経過する前に前記動作信号が前記第１基準値よりも大きい第２基準値に達した場合、前記振幅を前記第２制御電圧よりも小さい第３制御電圧に制限する過電流判定部と、
を備えた電力変換装置の制御装置。

【請求項4】

前記制御電圧抑制部は、前記振幅を前記第２制御電圧に制限してから前記抑制時間が経過しても前記動作信号が第２基準値に達しなかった場合には、前記振幅を前記第２制御電圧から前記第１制御電圧に戻す、請求項３に記載の電力変換装置の制御装置。

【請求項5】

前記制御電圧抑制部は、前記第１基準値を設定する抑制開始判定部と、前記抑制時間を設定する抑制時間調整部と、前記第２制御電圧を設定する抑制電圧生成部とを備える、請求項３また４に記載の電力変換装置の制御装置。

【請求項6】

前記抑制時間調整部は、抵抗とコンデンサにより構成された回路を備え、
前記抑制時間は、前記回路の時定数により設定される、
請求項５に記載の電力変換装置の制御装置。

【請求項7】

前記抑制電圧生成部は、定電圧ダイオードと抵抗の直列回路を備え、
前記第２制御電圧は、前記定電圧ダイオードの定電圧の値により設定される、
請求項５に記載の電力変換装置の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力変換装置の制御装置および電力変換装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、スイッチング素子を有する電力変換装置において、スイッチング素子に短絡が発生したことを検出してスイッチング素子をオフさせることでスイッチング素子の保護を図る電力変換装置の保護装置が記載されている。特許文献１の電力変換装置の保護回路は、スイッチング素子に過電流が生じるとスイッチング素子のゲート電圧を下げるとともに、スイッチング素子の過電流状態の継続時間をタイマで計測する。そして、電力変換装置の保護回路は、誤判定防止のために、スイッチング素子の過電流状態が一定時間継続した場合を短絡と判断して、スイッチング素子をオフする。一方で、スイッチング素子の過電流状態が一定時間以内に継続しなくなった場合には、電力変換装置の保護回路はゲート電圧を元の値に上昇させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５－０１２７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の電力変換装置の保護装置では、誤判定防止のために、スイッチング素子の過電流状態が一定時間継続した場合に短絡と判断してスイッチング素子をオフするという構成である。このため、一定時間の間にスイッチング素子に過電流が流れ続けてしまうために、スイッチング素子にダメージが発生してしまうおそれがあるという課題がある。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、電力変換装置のスイッチング素子に過電流が流れ続けることを抑制することができる電力変換装置の制御装置および電力変換装置の制御方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様に係わる電力変換装置の制御方法は、スイッチング素子の制御電極に所定の第１制御電圧の振幅のパルス幅変調電圧を印加し、スイッチング素子の主電極に流れる素子電流に基づく動作信号を生成する。動作信号が第１基準値に達した場合、振幅を第１制御電圧よりも小さい第２制御電圧に制限して素子電流を抑制する。第２制御電圧に制限してから所定の抑制時間が経過する前に動作信号が第１基準値よりも大きい第２基準値に達した場合、振幅を第２制御電圧よりも小さい第３制御電圧に制限して素子電流を更に抑制する。

【発明の効果】

【0007】

本発明の電力変換装置の制御装置および電力変換装置の制御方法によれば、電力変換装置のスイッチング素子に過電流が流れ続けることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る制御装置を適応した電力変換装置の一例を示す回路図である。

【図2】図２は、実施形態に係る制御装置の制御電圧抑制部の一例を示す回路図である。

【図3】図３は、実施形態に係る制御装置の第１の動作を説明するタイムチャートである。

【図4】図４は、実施形態に係る制御装置の第２の動作を説明するタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図面を参照して、実施形態に係る電力変換装置の保護装置を説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

【0010】

図１，２を用いて実施形態に係る制御装置を適応した電力変換装置の一例を説明する。

【0011】

電力変換装置１は、例えば、電気自動車に搭載され、直流電源２と交流負荷である三相モータＭとの間で電力変換を行うためのものであり、複数のスイッチング素子Ｑ１－Ｑ６を備えた双方向三相インバータ回路を用いた場合を例として説明する。ただし、これには限定されず、電力変換装置１は、例えば、複数のスイッチング素子を備えた単方向の単相インバータであってもよい。交流負荷は、モータに限定されず、任意の交流負荷を用いることができる。スイッチング素子Ｑ１－Ｑ６は、実施形態ではＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いているが、これには限定されず、ＩＧＢＴ等のパワー半導体素子を用いることができる。

【0012】

電力変換装置１は、直流電源２から供給された直流電力を交流電力に変換して三相モータＭを駆動すると共に、三相モータＭから供給された交流電力を直流電力に変換して直流電源２を充電することができる。直流電源２は、例えば、充電可能な２次電池であるリチウムイオン電池を用いることができる。直流電源２から出力される直流電圧Ｖ０は、例えば、４００Ｖである。三相モータＭの三相交流電圧は、実効値が例えば１００Ｖで、周波数が例えば５０Ｈｚの低周波数である。

【0013】

電力変換装置１は、それぞれ直流電源２に並列に接続されている、平滑コンデンサＣ０と、第１上下アームＳ１と、第２上下アームＳ２と、第３上下アームＳ３とを備える。第１上下アームＳ１は、直列接続された上アーム素子としてのスイッチング素子Ｑ１と下アーム素子としてのスイッチング素子Ｑ２を備え、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２の接続点が三相交流のＵ相電極Ｕとなる。第２上下アームＳ２は、直列接続された上アーム素子としてのスイッチング素子Ｑ３と下アーム素子としてのスイッチング素子Ｑ４を備え、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４の接続点が三相交流のＶ相電極Ｖとなる。第３上下アームＳ３は、直列接続された上アーム素子としてのスイッチング素子Ｑ５と下アーム素子としてのスイッチング素子Ｑ６を備え、スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６の接続点が三相交流のＷ相電極Ｗとなる。三相交流のＵ相電極ＵとＶ相電極ＶとＷ相電極Ｗには、交流負荷である三相モータＭの電源端子が接続されている。

【0014】

各々のスイッチング素子Ｑ１－Ｑ６の制御電極であるゲート電極Ｇには、スイッチング素子Ｑ１－Ｑ６を制御するための制御装置４が接続されている。なお、図１では、回路図の煩雑化をさけるために、スイッチング素子Ｑ１のゲート電極Ｇのみに制御装置４が接続されている状態を図示し、スイッチング素子Ｑ２－Ｑ６についての構成は省略している。また、以下では、制御装置４がスイッチング素子Ｑ１を制御する場合を例に説明するが、スイッチング素子Ｑ２－Ｑ６についても同様に構成されている。

【0015】

制御装置４は、駆動回路部５と、過電流検出部６と、制御電圧抑制部７と、過電流判定部８とを備える。駆動回路部５は、例えば、数百ｋＨｚの高周波のキャリア電圧に基づき生成された、所定の第１制御電圧Ｖｇ１の振幅の高周波のパルス幅変調電圧をスイッチング素子Ｑ１のゲート電極Ｇに制御電圧としてのゲート電圧Ｖｇとして印加する。所定の第１制御電圧Ｖｇ１は、スイッチング素子Ｑ１を完全にオンするのに十分な値であり、例えば、１８．０Ｖである。これにより、スイッチング素子Ｑ１は、直流電源２から三相モータＭまたは三相モータＭから直流電源２に電力を供給するための直流電力―交流電力変換に適した動作を行うことができる。複数のスイッチング素子Ｑ１－Ｑ６を備えた双方向三相インバータ回路の基本動作は、既知のものであるため、ここでの詳細な説明は省略する。

【0016】

過電流検出部６は、スイッチング素子Ｑ１の第１主電極であるドレイン電極Ｄに流れる素子電流であるドレイン電流Ｉｄに基づく動作信号Ｖｃを生成する。動作信号Ｖｃは、制御電圧抑制部７と過電流判定部８の入力に伝送される。

【0017】

制御電圧抑制部７は、動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１に達するとオンとなり、スイッチング素子Ｑ１のゲート電極に印加されるパルス幅変調電圧の振幅を第１制御電圧Ｖｇ１よりも小さい第２制御電圧Ｖｇ２に所定の抑制時間ΔＴ１の期間だけ制限する。第２制御電圧Ｖｇ２は、スイッチング素子Ｑ１が完全にオフにはならない範囲に調整される。第１制御電圧Ｖｇ１よりも小さい第２制御電圧Ｖｇ２に制限することにより、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流Ｉｄの上昇が抑制され、スイッチング素子Ｑ１の発熱も抑制される。抑制時間ΔＴ１の期間に動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１よりも大きい第２基準値Ｖｃ２に達しなかった場合は、制御電圧抑制部７がオフとなり、駆動回路部５がスイッチング素子Ｑ１のゲート電極に印加するパルス幅変調電圧の振幅が第１制御電圧Ｖｇ１に戻る。

【0018】

過電流判定部８は、抑制時間ΔＴ１の期間内に動作信号Ｖｃが第２基準値Ｖｃ２に達すると、過電流が発生していると判定し、スイッチング素子Ｑ１のゲート電極に印加されるパルス幅変調電圧の振幅を第２制御電圧Ｖｇ２より小さい第３制御電圧Ｖｇ３に制限する。例えば、過電流判定部８が、駆動回路部５によりスイッチング素子Ｑ１のゲート電極に印加されるパルス幅変調電圧の振幅を第３制御電圧Ｖｇ３＝０にすれば、スイッチング素子Ｑ１の動作がオフとなり、ドレイン電流Ｉｄが０となる。また、例えば、動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１よりも小さくなったときに、過電流判定部８がオフとなり、駆動回路部５がスイッチング素子Ｑ１のゲート電極に印加するパルス幅変調電圧の振幅が第１制御電圧Ｖｇ１に戻る。

【0019】

次に、実施形態に係る制御装置４における過電流検出部６の構成をより詳細に説明する。過電流検出部６は、ダイオードＤ１と、抵抗Ｒ１と、コンデンサＣ１と、定電流源１０とを備える。

【0020】

ダイオードＤ１のカソードは、スイッチング素子Ｑ１の第１主電極であるドレイン電極に接続されている。抵抗Ｒ１は、第１端がダイオードＤ１のアノードに接続され、第２端が制御電圧抑制部７および過電流判定部８の入力に接続されている。コンデンサＣ１は、抵抗Ｒ１の第２端と制御電圧抑制部７および過電流判定部８の入力の接続点とグランド電位との間に接続されている。定電流源１０は、抵抗Ｒ１の第２端と制御電圧抑制部７および過電流判定部８の入力の接続点とグランド電位との間に接続され、直流電流Ｉ１を出力する。

【0021】

スイッチング素子Ｑ１にドレイン電流Ｉｄが流れていないときには、定電流源１０の直流電流Ｉ１は、抵抗Ｒ１とダイオードＤ１を経て、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電極に流れていく。このため、制御電圧抑制部７と過電流判定部８の入力の電位である動作信号Ｖｃは０となる。抵抗Ｒ１とダイオードＤ１の接続点の電位Ｖ１は、直流電流Ｉ１と抵抗Ｒ１の抵抗値Ｒ１の積であるＩ１・Ｒ１になっている。スイッチング素子Ｑ１がオンとなり、ドレイン電流Ｉｄが流れると、ドレイン電位Ｖｄが発生する。そして、ドレイン電位Ｖｄが抵抗Ｒ１とダイオードＤ１の接続点の電位Ｖ１以上になると、定電流源１０の直流電流Ｉ１がダイオードＤ１を超えて流れなくなるため、コンデンサＣ１が直流電流Ｉ１により充電される。このため、直流電流Ｉ１とコンデンサＣ１の静電容量Ｃ１の値に応じて、動作信号Ｖｃが時間の経過とともに上昇する。また、ドレイン電流Ｉｄの減少に応じて、ドレイン電位Ｖｄが抵抗Ｒ１とダイオードＤ１の接続点の電位Ｖ１よりも小さくなると、直流電流Ｉ１が抵抗Ｒ１とダイオードＤ１を経てスイッチング素子Ｑ１のドレイン電極に流れていく。このため、動作信号Ｖｃが再びゼロとなる。このような構成の過電流検出部６では、動作信号Ｖｃが第２基準値Ｖｃ２に達する時間ΔＴ２は直流電流Ｉ１とコンデンサＣ１の静電容量Ｃ１の値に応じて設定される。この時間ΔＴ２は、抑制時間ΔＴ１よりも短い時間で、かつスイッチング素子Ｑ１が過電流によりダメージを受けない時間に設定すればよい。

【0022】

なお、過電流検出部６の構成は、これには限定されない。例えば、定電流源１０を定電圧源に置き換えても、同様に動作することができる。また、例えば、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電流Ｉｄ、ドレイン電位Ｖｄ、ドレイン－ソース間電圧Ｖｄｓのいずれかを測定し、それに比例する電圧を動作信号Ｖｃとして出力するようにしてもよい。

【0023】

次に、実施形態に係る制御装置４における制御電圧抑制部７の構成をより詳細に説明する。制御電圧抑制部７は、抑制開始判定部１１と抑制時間調整部１２と抑制電圧生成部１３とを備える。

【0024】

抑制開始判定部１１は、コンパレータＣＰと、直流電位Ｖｅとスイッチング素子Ｑ１の第２主電極であるソース電極Ｓの間に接続された抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂの直列回路とを備える。コンパレータＣＰの正入力端子＋は、制御電圧抑制部７の入力となっており、動作信号Ｖｃが入力される。コンパレータＣＰの負入力端子－は、抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂの接続点に接続され、直流電位Ｖｅと抵抗Ｒａの抵抗値Ｒａと抵抗Ｒｂの抵抗値Ｒｂにより設定される第１基準値Ｖｃ１が入力される。コンパレータＣＰの出力は、動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１よりも小さいときにはＬ信号（例えば０Ｖ）となり、動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１以上のときはＨ信号（例えば、１８Ｖ）となる。コンパレータＣＰの出力は、抑制時間調整部１２の入力に接続されている。

【0025】

抑制時間調整部１２は、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２とにより構成された回路を備える。コンデンサＣ２は、コンパレータＣＰの出力と抑制電圧生成部１３の入力との間に接続される。抵抗Ｒ２は、コンデンサＣ２と抑制電圧生成部１３の入力の接続点とスイッチング素子Ｑ１のソース電極の間に接続されている。抑制時間調整部１２は、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２とにより構成された回路の時定数により所定の抑制時間ΔＴ１を設定する。なお、抑制時間調整部１２は、汎用ＩＣやタイマ回路を用いた回路としてもよいが、図２のように、コンデンサＣ２と抵抗Ｒ２のみを用いることにより、汎用ＩＣやタイマ回路を用いるよりも回路規模を抑えることができる。

【0026】

抑制電圧生成部１３は、定電圧ダイオードＤｚと抵抗Ｒ３とスイッチング素子Ｑ７との直列回路を備える。スイッチング素子Ｑ７は、実施形態ではＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いているが、これには限定されず、ＩＧＢＴ等のパワー半導体素子を用いることができる。定電圧ダイオードＤｚのカソードは、駆動回路部５の出力とスイッチング素子Ｑ１のゲート電極Ｇの接続点に接続されている。抵抗Ｒ３は、定電圧ダイオードＤｚのアノードとスイッチング素子Ｑ７のドレイン電極に接続されている。スイッチング素子Ｑ７のソース電極は、スイッチング素子Ｑ１のソース電極Ｓに接続されている。スイッチング素子Ｑ７のゲート電極が抑制電圧生成部１３の入力となっている。定電圧ダイオードＤｚの定電圧Ｖｚにより、第２制御電圧Ｖｇ２を設定する。抵抗Ｒ３は、低抵抗のものを用いることで、スイッチング素子Ｑ１のゲート－ソース間にたまった電荷を高速で放電することができ、少ない回路規模で急峻にスイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇを第１制御電圧Ｖｇ１から第２制御電圧Ｖｇ２に制限可能である。スイッチング素子Ｑ７のゲート電極に入力されるゲート電圧がＬ信号からＨ信号に切り替わると、スイッチング素子Ｑ７がオンとなって導通する。すると、スイッチング素子Ｑ１のゲート電極に接続されている駆動回路部５の出力パルス電圧の振幅が第１制御電圧Ｖｇ１から高速で下がり定電圧ダイオードＤｚにより設定された第２制御電圧Ｖｇ２に制限される。

【0027】

制御電圧抑制部７は、動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１に達すると、スイッチング素子Ｑ１のゲート電極に印加される振幅を第１制御電圧Ｖｇ１よりも小さい第２制御電圧Ｖｇ２に高速に下げ、所定の抑制時間ΔＴ１の期間だけ制限することができる。

【0028】

次に、図３を用いて、制御装置４の第１の動作を説明する。

【0029】

駆動回路部５の出力により、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇが時刻０で０Ｖから第１制御電圧Ｖｇ１に切り替わる。すると、スイッチング素子Ｑ１にドレイン電流Ｉｄが流れ始める。そして、時刻ｔ１でドレイン電流Ｉｄが所定値Ｉｄ１に達すると、過電流検出部６がオンとなり、動作信号Ｖｃが生成される。時刻ｔ２で動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１に達すると、制御電圧抑制部７がオンとなり、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇが第１制御電圧Ｖｇ１から第２制御電圧Ｖｇ２に制限されて、ドレイン電流Ｉｄの値が減少する。更に、時刻ｔ２から所定の抑制時間ΔＴ１が経過する前に、時刻ｔ３で動作信号Ｖｃが第２基準値Ｖｃ２に達すると、過電流判定部８がオンとなることにより、駆動回路部５の出力が第２制御電圧Ｖｇ２よりも小さい第３制御電圧Ｖｇ３＝０Ｖに切り替わる。すると、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇが第３制御電圧Ｖｇ３＝０Ｖになることにより、スイッチング素子Ｑ１がオフとなり、ドレイン電流Ｉｄが０Ａとなることで、スイッチング素子Ｑ１が過電流による素子ダメージから保護される。このとき、時刻ｔ４で動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１以下となることにより、定電流源１０の直流電流Ｉ１は、抵抗Ｒ１とダイオードＤ１を経て、スイッチング素子Ｑ１のドレイン電極に流れるようになって、過電流検出部６がオフとなり動作信号Ｖｃが０となる。

【0030】

このように、制御装置４の第１の動作では、動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１に達すると、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇが第１制御電圧Ｖｇ１から第２制御電圧Ｖｇ２に制限されることで、ドレイン電流Ｉｄが抑制される。更に、抑制時間ΔＴ１が経過する前に動作信号Ｖｃが第１基準値Ｖｃ１から第２基準値Ｖｃ２に達すると、スイッチング素子Ｑ１がオフとなり、ドレイン電流Ｉｄが０となる。このような構成により、電力変換装置１のスイッチング素子Ｑ１に過電流が流れ続けることを抑制し、スイッチング素子Ｑ１が過電流による素子ダメージから保護される。

【0031】

次に、図４を用いて、制御装置４の第２の動作を説明する。

【0032】

制御装置４の第２の動作では、駆動回路部５の出力により、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇが時刻０で０Ｖから第１制御電圧Ｖｇ１に切り替わる。すると、スイッチング素子Ｑ１にドレイン電流Ｉｄが流れ始めるが、ドレイン電流Ｉｄが所定値Ｉｄ１に達しないため、過電流検出部６の出力である動作信号Ｖｃは０のままである。しかし、過電流検出部６の出力である動作信号Ｖｃにノイズが流入しているため、時刻ｔ５で動作信号Ｖｃのノイズレベルが第１基準値Ｖｃ１に達してしまう。すると、制御電圧抑制部７が動作することにより、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇが第１制御電圧Ｖｇ１から第２制御電圧Ｖｇ２に制限されることにより、ドレイン電流Ｉｄの値が減少する。そして、ドレイン電流Ｉｄが所定値Ｉｄ１に達しないままなので、時刻ｔ５から所定の抑制時間ΔＴ１だけ経過した時刻ｔ６になっても、動作信号Ｖｃが第２基準値Ｖｃ２に達しない。このため、制御電圧抑制部７がオフとなり、スイッチング素子Ｑ１のゲート電圧Ｖｇが第２制御電圧Ｖｇ２から第１制御電圧Ｖｇ１に復帰する。

【0033】

制御電圧抑制部７の第１基準値Ｖｃ１よりも過電流判定部８の第２基準値Ｖｃ２を大きくしておくことで、過電流検出部６の出力である動作信号Ｖｃにノイズが断続的に流入しても、ノイズによる誤判定でスイッチング素子Ｑ１がオフとなることを抑制できる。

【0034】

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【符号の説明】

【0035】

１ 電力変換装置
２ 直流電源
４ 制御装置
５ 駆動回路部
６ 過電流検出部
７ 制御電圧抑制部
８ 過電流判定部
１０ 定電流源
１１ 抑制開始判定部
１２ 抑制時間調整部
１３ 抑制電圧生成部
Ｃ０ 平滑コンデンサ
Ｉｄ 素子電流（ドレイン電流）
Ｍ 三相モータ
Ｑ１－Ｑ６ スイッチング素子
Ｓ１ 第１上下アーム
Ｓ２ 第２上下アーム
Ｓ３ 第３上下アーム
Ｖｃ 動作信号
Ｖｃ１ 第１基準値
Ｖｃ２ 第２基準値
Ｖｄ ドレイン電位
Ｖｇ 制御電圧（ゲート電圧）
Ｖｇ１ 第１制御電圧
Ｖｇ２ 第２制御電圧
Ｖｇ３ 第３制御電圧
ΔＴ１ 抑制時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】