特開 2025-11750 制御装置、半導体遮断システム、半導体スイッチの制御方法、制御プログラム、及び記録媒体

(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】P2025011750

(43)【公開日】2025-01-24

(54)【発明の名称】制御装置、半導体遮断システム、半導体スイッチの制御方法、制御プログラム、及び記録媒体

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/16 20060101AFI20250117BHJP

   H03K 17/082 20060101ALI20250117BHJP

   H02H 7/16 20060101ALI20250117BHJP

   H02J 1/00 20060101ALI20250117BHJP

【ＦＩ】

H03K17/16 F

H03K17/082

H02H7/16 A

H02H7/16 B

H02J1/00 309H

H02J1/00 309Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023114043

(22)【出願日】2023-07-11

(71)【出願人】

【識別番号】000003942

【氏名又は名称】日新電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】豊田 玄紀

【テーマコード（参考）】

5G053

5G165

5J055

【Ｆターム（参考）】

5G053AA05

5G053AA10

5G053BA01

5G053BA04

5G053CA04

5G053EA01

5G053EC03

5G165BB01

5G165BB04

5G165CA01

5G165EA02

5G165HA01

5G165HA07

5G165HA17

5G165JA07

5G165KA05

5G165LA01

5G165LA02

5G165MA10

5G165NA05

5G165PA01

5J055AX25

5J055AX34

5J055AX53

5J055AX56

5J055AX65

5J055BX16

5J055CX23

5J055DX03

5J055DX09

5J055DX22

5J055EX01

5J055EX04

5J055EY01

5J055EY29

5J055EZ24

5J055EZ29

5J055EZ39

5J055FX04

5J055FX13

5J055FX19

5J055FX22

5J055GX02

5J055GX03

5J055GX05

(57)【要約】

【課題】半導体スイッチに接続される負荷に関わらず、サージ電圧の発生を抑制することができる制御装置等を提供する。
【解決手段】制御装置（３）は、検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得部（３１）と、検出電流傾き取得部（３１）の取得結果を使用して、半導体スイッチ（２）の開閉制御を行う開閉制御部（３２）と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、
前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、を備える半導体システムにおいて、前記半導体スイッチを制御する制御装置であって、
前記電流センサで検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得部と、
前記検出電流傾き取得部の取得結果を使用して、前記半導体スイッチの開閉制御を行う開閉制御部と、を備える、制御装置。

【請求項2】

前記開閉制御部は、
前記電流センサで検出された検出電流と、予め定められた過電流閾値との比較を行うことにより、前記半導体スイッチの遮断動作の要否について判定する遮断判定処理部、を備える、請求項１に記載の制御装置。

【請求項3】

前記開閉制御部は、
予め定められたＮ個（Ｎは２以上の整数）の遮断動作領域のうち、前記取得結果に基づいて、いずれか一つの遮断動作領域を選択する遮断動作選択部と、
前記遮断動作選択部が選択した遮断動作領域に対応して、遮断動作を前記半導体スイッチに実行させる遮断動作実行部と、を備える、請求項１に記載の制御装置。

【請求項4】

前記Ｎ個の値の上限値は、前記半導体スイッチでの遮断電流の大きさを基に定められている、請求項３に記載の制御装置。

【請求項5】

前記遮断動作実行部は、前記Ｎ個の前記遮断動作領域ごとに、予め定められたゲート電圧変更情報に基づいて、前記半導体スイッチのゲート電極を制御して、遮断動作を行わせる、請求項３に記載の制御装置。

【請求項6】

前記ゲート電圧変更情報は、前記ゲート電極への印加電圧及び印加時間からなる複数組の変更情報を含む、請求項５に記載の制御装置。

【請求項7】

前記遮断動作実行部は、前記検出電流が零となったことを判別した場合、前記半導体スイッチでの遮断動作を終了させる、請求項３に記載の制御装置。

【請求項8】

一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、
前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、
請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置と、を含む、半導体遮断システム。

【請求項9】

前記半導体スイッチには、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、またはＩＧＢＴが用いられている、請求項８に記載の半導体遮断システム。

【請求項10】

一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、を備える半導体システムにおいて、前記半導体スイッチを制御する制御方法であって、
前記電流センサで検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得ステップと、
前記検出電流傾き取得ステップの取得結果を使用して、前記半導体スイッチの開閉制御を行う開閉制御ステップと、を含む、半導体スイッチの制御方法。

【請求項11】

請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、前記検出電流傾き取得部及び前記開閉制御部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。

【請求項12】

請求項１１に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、遮断動作を行う半導体スイッチの制御装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電源からの電力を負荷に供給する電力系統には、半導体スイッチを備えた半導体遮断システムが用いられている。このような半導体遮断システムは、負荷側での短絡事故の発生時などにおいて、過電流が半導体スイッチに流れたときに、半導体スイッチを動作させることによって高速に遮断する。

【0003】

従来の半導体スイッチの制御装置には、半導体スイッチでの遮断動作時において、その開始から終了までの期間内で当該半導体スイッチのゲート電極に対する印加電圧の電圧変化率を変化させたパターン電圧を発生するゲート電圧パターン発生器と、前記パターン電圧に従って半導体スイッチをターンオフ駆動するゲート電圧駆動アンプと、を設けることが開示されている（例えば、下記特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１１－１５０４６２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記のような従来の半導体スイッチの制御装置では、半導体スイッチに接続される負荷によっては、サージ電圧の発生を抑制できないという問題点を生じることがあった。

【0006】

本開示は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、半導体スイッチに接続される負荷に関わらず、サージ電圧の発生を抑制することができる制御装置等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】

【0007】

上記の課題を解決するために、本開示の一側面に係る制御装置は、一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、を備える半導体システムにおいて、前記半導体スイッチを制御する制御装置であって、前記電流センサで検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得部と、前記検出電流傾き取得部の取得結果を使用して、前記半導体スイッチの開閉制御を行う開閉制御部と、を備える。

【0008】

また、本開示の一側面に係る半導体遮断システムは、一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、上記制御装置と、を含む。

【0009】

また、本開示の一側面に係る半導体スイッチの制御方法は、一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、を備える半導体システムにおいて、前記半導体スイッチを制御する制御方法であって、前記電流センサで検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得ステップと、前記検出電流傾き取得ステップの取得結果を使用して、前記半導体スイッチの開閉制御を行う開閉制御ステップと、を含む。

【0010】

また、本開示の一側面に係る制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記制御装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記制御装置をコンピュータにて実現させる制御装置の制御プログラム、及びそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本開示の範疇に入る。

【発明の効果】

【0011】

本開示の一態様によれば、半導体スイッチに接続される負荷に関わらず、サージ電圧の発生を抑制することができる制御装置等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の一実施形態に係る制御装置及びこれを備えた半導体遮断システムを示す概略構成図である。

【図2】図１に示したドライバの具体的な構成例を説明する図である。

【図3】上記制御装置の動作例を示すフローチャートである。

【図4】図１に示した半導体スイッチでの通過電流（検出電流）の時間的変化とＮ個との関係を説明する波形図である。

【図5】上記Ｎ個と検出電流の傾きとの関係を示す表である。

【図6】上記制御装置における、上記半導体スイッチのゲート電極への具体的な印加電圧の変化を示す波形図である。

【図7】上記Ｎ個ごとの上記ゲート電極への印加電圧と印加時間との具体例を説明する図である。

【図8】上記制御装置の動作例を説明する波形図である。

【図9】上記制御装置の別の動作例を説明する波形図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

〔実施形態〕
以下、本開示の一実施形態について、詳細に説明する。

【0014】

（半導体遮断システム１が適用される電力系統の構成）
図１は、本開示の一実施形態に係る制御装置３及びこれを備えた半導体遮断システム１を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施形態の半導体遮断システム１は、その入力側に電源５１が電気的に接続されるとともに、その出力側に負荷５２が電気的に接続されている。なお、以下の説明では、本実施形態の半導体遮断システム１が直流電力系統Ｋに適用された場合を例示して説明する。

【0015】

本実施形態の半導体遮断システム１は、電源５１側からの直流電力を適宜遮断するシステムであり、半導体遮断システム１は、電源５１から負荷５２への電流を遮断する半導体遮断器である。なお、電源５１は、直流電源に限定されるものではなく、交流電源であってもよい。但し、電源５１が交流電源である場合には、半導体遮断システム１との間にＡＣ－ＤＣ変換器が設置されて、電源５１からの交流電力がＡＣ－ＤＣ変換器により直流電力に変換された後に半導体遮断システム１に供給される。

【0016】

負荷５２は、直流電力によって動作する装置である。負荷５２は、その入力側にコンデンサ及びコイルからなるＬＣフィルタを備えており、入力電力の安定化やノイズ対策等を行うようになっている。また、負荷５２は、その入力側にコンデンサ等の蓄電装置が設けられており、前記蓄電装置は、直流電力の供給が瞬断した場合に動作用電圧を補償するように構成されている。なお、上記の説明以外に、交流電力で動作する負荷５２を用いることができる。この場合には、例えば、負荷５２の内部に半導体遮断システム１からの直流電力を交流電力に変換するＤＣ－ＡＣ変換器が設置される。

【0017】

（半導体遮断システム１の構成）
図１に示すように、本実施形態の半導体遮断システム１は、第１線Ｌ１、第２線Ｌ２、半導体スイッチ２、制御装置３、及び電流センサ４を備えている。第１線Ｌ１は、電源５１の正極（不図示）と負荷５２とをつなぐ。第２線Ｌ２は、電源５１の負極（不図示）と負荷５２とをつなぐ。第１線Ｌ１及び第２線Ｌ２は、直流電力系統Ｋの本線及び帰線のそれぞれ一部を構成している。

【0018】

半導体スイッチ２は、第１線１１において電源５１と負荷５２との間に位置しており、一端側が電源５１に接続され、他端側が負荷５２に接続されている。半導体スイッチ２は、半導体スイッチ本体２１と、当該半導体スイッチ本体２１に形成された寄生ダイオード２２と、を備えている。制御装置３は、電流センサ４の検出結果と、当該制御装置３に予め設定されている遮断動作領域（後掲の図４及び図５）とを用いて、半導体スイッチ２の制御を行う（詳細は後述。）。

【0019】

また、半導体スイッチ２は、他端側が負荷５２に接続されているので、当該半導体スイッチ２を介して電源５１から負荷５２に直流電力が供給される場合、当該負荷５２に突入電流が流れることがある。すなわち、負荷５２には、上記のように、蓄電装置が設けられているため、負荷５２は、電源５１からみると容量成分を有している。このため、直流電力が供給される場合、電源５１から半導体遮断システム１を介して負荷５２の蓄電装置への過大な充電電流である、突入電流が流れることがある。

【0020】

図１に示すように、電流センサ４は、電源５１と半導体スイッチ２との間に設けられている。電流センサ４は、公知の変流器などの電流計を用いて構成されており、電源５１から半導体スイッチ２に流れる電流（つまり、負荷５２に向かって半導体スイッチ２を通過する通過電流）を検出電流として検出する。電流センサ４は、その検出結果（検出電流の値）を制御装置３に出力する。

【0021】

また、半導体スイッチ２には、例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、またはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が用いられている。

【0022】

（制御装置３の構成）
制御装置３は、検出電流傾き取得部３１と、開閉制御部３２と、ドライバ３３と、記憶部３４と、を備えている。制御装置３は、上記半導体スイッチ本体２１に指示信号を出力することにより、半導体スイッチ２を制御する。換言すれば、制御装置３は、半導体スイッチ本体２１が備えるゲート電極２１ｇ（以下、半導体スイッチ２のゲート電極２１ｇという）に上記指示信号としての電圧印加を行うことで半導体スイッチ２を制御する。

【0023】

具体的にいえば、制御装置３は、半導体スイッチ２の遮断動作を行う場合、後述の検出電流の傾きに基づいて、予め定められたＮ個（Ｎは２以上の整数）の上記遮断動作領域から一つの遮断動作領域を選択する。そして、制御装置３は、選択した遮断動作領域に対応して予め定められたゲート電圧変更情報を基に半導体スイッチ２のゲート電極２１ｇ（図２）に出力される指示信号を生成する。そして、制御装置３は、生成した指示信号をドライバ３３からゲート電極２１ｇに出力することにより、半導体スイッチ２を制御する。

【0024】

検出電流傾き取得部３１は、電流センサ４で検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する。検出電流傾き取得部３１は、取得した検出電流の傾きを開閉制御部３２に出力する。

【0025】

なお、上記の説明では、検出電流傾き取得部３１が半導体スイッチ２のオン動作時（つまり、半導体スイッチ２をオン状態として電源５１から負荷５２への通電許容時）に検出電流の傾きを常に取得する場合を例示して説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではなく、例えば、開閉制御部３２の後述の遮断判定処理部３２ａによって半導体スイッチ２に遮断動作を行う必要があると判定された場合にのみ、検出電流傾き取得部３１は、検出電流の傾きを取得してもよい。

【0026】

開閉制御部３２は、遮断判定処理部３２ａと、遮断動作選択部３２ｂと、遮断動作実行部３２ｃと、を備えている。遮断判定処理部３２ａは、電流センサ４で検出された検出電流と、予め定められた過電流閾値との比較を行うことにより、半導体スイッチ２の遮断動作の要否について判定する。遮断動作選択部３２ｂは、検出電流傾き取得部３１からの検出電流の傾きの取得結果に基づいて、予め定められたＮ個の遮断動作領域のうち、一つの遮断動作領域を選択する。遮断動作実行部３２ｃは、遮断動作選択部３２ｂが選択した遮断動作領域に対応して、遮断動作を半導体スイッチ２に実行させる。

【0027】

具体的にいえば、遮断動作実行部３２ｃは、Ｎ個の遮断動作領域ごとに、予め定められたゲート電圧変更情報（図７）に基づいて、上記指示信号を作成して半導体スイッチ２のゲート電極２１ｇに出力することにより、当該ゲート電極２１ｇを制御して、半導体スイッチ２に遮断動作を行わせる。また、ゲート電圧変更情報は、後に詳述するように、ゲート電極２１ｇへの印加電圧及び印加時間からなる複数組の変更情報を含んでいる。

【0028】

また、遮断動作実行部３２ｃは、電流センサ４からの検出結果を基に、半導体スイッチ２を通過して負荷５２に向かって流れる検出電流が零となったことを判別した場合、半導体スイッチ２での遮断動作を終了させる。これにより、本実施形態では、半導体スイッチ２での遮断動作を適切に終了させることができるので、当該半導体スイッチ２の制御を精度よく行うことが可能となる。なお、この説明以外に、上記検出電流が零となったことを遮断判定処理部３２ａによって判別された場合に、遮断動作実行部３２ｃが半導体スイッチ２での遮断動作を終了させてもよい。

【0029】

ここで、図２を参照して、ドライバ３３について具体的に説明する。図２は、図１に示したドライバ３３の具体的な構成例を説明する図である。

【0030】

ドライバ３３は、ＤＡＣ（Digital Analog Converter）３３ａと、バッファ回路３３ｂと、ゲート抵抗３３ｃと、を備えている。ＤＡＣ３３ａは、開閉制御部３２の遮断動作実行部３２ｃからの指示信号に対して、ＤＡ変換を行って、アナログの指示信号（電圧信号）を生成して、バッファ回路３３ｂに出力する。バッファ回路３３ｂは、ＤＡＣ３３ａからの指示信号に対して、所定の電圧補正を行い、ゲート抵抗３３ｃに出力する。

【0031】

ゲート抵抗３３ｃには、半導体スイッチ２の誤動作防止を行うために、所定の抵抗を有する抵抗が用いられており、バッファ回路３３ｂからの電圧信号の電圧値を適切に低減して、低減後の電圧信号をゲート電極２１ｇに供給する。このようにドライバ３３は、開閉制御部３２からの指示信号に基づいて、半導体スイッチ２を駆動する。

【0032】

記憶部３４は、例えば、書き換え可能な不揮発性メモリを用いて構成されており、制御装置３の各部を制御する制御プログラムを記憶可能となっている。また、記憶部３４は、上記過電流閾値、上記Ｎ個の遮断動作領域、及び上記ゲート電圧変更情報が予め記憶されている。

【0033】

（制御装置３の動作）
次に、図３乃至図７も参照して、本実施形態の制御装置３の動作例について具体的に説明する。図３は、上記制御装置３の動作例を示すフローチャートである。図４は、図１に示した半導体スイッチ２での通過電流（検出電流）の時間的変化とＮ個との関係を説明する波形図である。図５は、上記Ｎ個と検出電流の傾きとの関係を示す表である。図６は、上記制御装置３における、上記半導体スイッチ２のゲート電極２１ｇへの具体的な印加電圧の変化を示す波形図である。図７は、上記Ｎ個ごとの上記ゲート電極２１ｇへの印加電圧と印加時間との具体例を説明する図である。

【0034】

図３のステップＳ１に示すように、制御装置３においては、検出電流傾き取得部３１が電流センサ４の検出結果に基づいて、検出電流の傾きを取得する。換言すれば、検出電流傾き取得部３１において、電流センサ４で検出された検出電流の時間的変化（ｄｉd／ｄｔ）を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾き（ｄｉd_set／ｄｔ）として取得する検出電流傾き取得ステップが行われる。そして、制御装置３では、検出電流傾き取得部３１は、取得した検出電流の傾きを開閉制御部３２に出力する。これにより、制御装置３では、開閉制御部３２により、検出電流傾き取得ステップの取得結果を使用して、半導体スイッチ２の開閉制御を行う開閉制御ステップが実行される。

【0035】

具体的にいえば、まず、ステップＳ２に示すように、制御装置３においては、遮断判定処理部３２ａが電流センサ４の検出結果に基づいて、半導体スイッチ２を通過する通過電流が過電流であるか否かについて判定する。換言すれば、遮断判定処理部３２ａにおいて、電流センサ４で検出された検出電流と、予め定められた過電流閾値との比較を行うことにより、半導体スイッチ２の遮断動作の要否について判定する遮断判定ステップが行われる。

【0036】

遮断判定処理部３２ａは、電流センサ４からの検出電流の値が記憶部３４に保持されている過電流閾値よりも小さいことを判別すると（ステップＳ２でＮＯ）、遮断判定処理部３２ａは、半導体スイッチ２を開く必要がないと判断して、ステップＳ１に戻る。換言すれば、開閉制御部３２は、半導体スイッチ２での遮断動作が不要であると判断して、半導体スイッチ２をオン状態（閉じた導通状態）で維持する。

【0037】

一方、遮断判定処理部３２ａは、電流センサ４からの検出電流の値が記憶部３４に保持されている過電流閾値以上であることを判別すると（ステップＳ２でＹＥＳ）、遮断判定処理部３２ａは、半導体スイッチ２を即座に開く必要があると判断して、ステップＳ３に進む。換言すれば、開閉制御部３２は、半導体スイッチ２での遮断動作が必要であると判断して、半導体スイッチ２をオフ状態（開いた開放状態）とする。

【0038】

続いて、ステップＳ３に示すように、制御装置３においては、遮断動作選択部３２ｂが検出電流傾き取得部３１からの検出電流の傾き（ｄｉd_set／ｄｔ）に対応したＮ個のＮの値を選択する。換言すれば、遮断動作選択部３２ｂにおいて、予め定められたＮ個の遮断動作領域のうち、上記検出電流傾き取得ステップの取得結果に基づいて、いずれか一つの遮断動作領域を選択する選択ステップが行われる。

【0039】

ここで、本実施形態において、遮断動作選択部３２ｂが選択する、Ｎ個の遮断動作領域について具体的に説明する。まず図４を用いて、検出電流傾き取得部３１によって取得される検出電流の傾き（ｄｉd_set／ｄｔ）について具体的に説明する。続いて図５を用いて、検出電流の傾き（ｄｉd_set／ｄｔ）とＮ個の遮断動作領域との関係について具体的に説明する。

【0040】

図４の両矢印７０にて示すように、制御装置３においては、電流センサ４で検出され得る、検出電流の単位時間当たりの時間的変化（ｄｉd／ｄｔ）が、例えば、最大値ｄｉd_(1)／ｄｔと最小値ｄｉd_(k+1)／ｄｔとで示される領域の範囲となるとしている。そして、制御装置３においては、上記領域が分割されたＮ個の遮断動作領域を予め定めて記憶部３４に保持している。

【0041】

具体的にいえば、制御装置３においては、図４及び図５に示すように、検出電流の傾き（ｄｉd_set／ｄｔ）が、時間的変化の値ｄｉd_(1)／ｄｔ以下で、時間的変化の値ｄｉd_(2)／ｄｔ以上である場合、遮断動作選択部３２ｂは、Ｎ個の遮断動作領域のうち、Ｎの値が１の遮断動作領域を選択する。また、検出電流の傾き（ｄｉd_set／ｄｔ）が、時間的変化の値ｄｉd_(2)／ｄｔ未満で、時間的変化の値ｄｉd_(3)／ｄｔ以上である場合、遮断動作選択部３２ｂは、Ｎ個の遮断動作領域のうち、Ｎの値が２の遮断動作領域を選択する。また、検出電流の傾き（ｄｉd_set／ｄｔ）が、時間的変化の値ｄｉd_(k)／ｄｔ未満で、時間的変化の値ｄｉd_(k+1)／ｄｔ以上である場合、遮断動作選択部３２ｂは、Ｎ個の遮断動作領域のうち、Ｎの値がＮの遮断動作領域を選択する。

【0042】

なお、本実施形態の制御装置３においては、Ｎの値は半導体スイッチ２での遮断電流の大きさを基に、ユーザなどの使用者が２以上の値から適宜決定して、記憶部３４に設定されたものである。換言すれば、本実施形態の制御装置３においては、Ｎの値の上限値は、半導体スイッチ２での遮断電流の大きさを基に定められている。

【0043】

また、本実施形態の制御装置３においては、Ｎ個の各遮断動作領域における、kの値は、１以上の整数であり、使用者が半導体スイッチ２の動作特性、半導体スイッチ２に接続される電源５１の供給電力等の出力特性、及び／または負荷５２の使用電力等の負荷特性などに応じて適宜決定されたものが、記憶部３４に記憶されている。また、kの値は、Ｎ個の各遮断動作領域において、遮断動作の順序を示す値である。具体的にいえば、kの値は、図７に示す、パルス幅ｔsと印加電圧ＶGSを設定している順序を示している。そして、kの値は、遮断動作の実施回数に応じて、１の値が順次インクリメントされる（図３のステップＳ７参照）。さらに、kの値は、Ｎ個の各遮断動作領域において、互いに同一の値または互いに異なる値に設定し得る。

【0044】

次に、本実施形態において、遮断動作実行部３２ｃが実行する、ゲート電圧変更情報を用いた遮断動作の具体例について図６を用いて具体的に説明する。

【0045】

図６に示すように、本実施形態の制御装置３においては、遮断動作実行部３２ｃはドライバ３３に出力する指示信号として、ゲート電極２１ｇへの印加電圧ＶGSが段階的に小さくなるように、当該指示信号を生成してドライバ３３に供給する。

【0046】

具体的にいえば、遮断動作実行部３２ｃは、上記指示信号として時点０から時点Ｔ１の間では所定の印加電圧を印加させるとともに。時点Ｔ１を経過して時点Ｔ２までの期間ｔsにおいては上記所定の印加電圧よりもΔＶGSだけ小さくした印加電圧をゲート電極２１ｇに供給するよう指示する。以降、遮断動作実行部３２ｃは、時点Ｔ２を経過して時点Ｔ３までの期間、及び時点Ｔ３を経過して時点Ｔ４までの期間において、順次印加電圧を低減してゲート電極２１ｇに供給するよう指示する。

【0047】

また、遮断動作実行部３２ｃは、Ｎ個の各遮断動作領域に関わらず、ゲート電極２１ｇへの印加電圧ＶGSが段階的に小さくなるように、半導体スイッチ２での遮断動作を行わせるように構成されている。但し、各遮断動作領域においては、ゲート電極２１ｇへの印加電圧の大きさ（段階的に低減する印加電圧の大きさ）及び印加時間は、半導体スイッチ２の遮断特性などに応じて、遮断動作領域ごとに、ゲート電極２１ｇへの印加電圧及び印加時間からなる複数組の変更情報を含んだゲート電圧変更情報として予め決定されて、記憶部３４に保持されている。

【0048】

具体的にいえば、Ｎの値が１である場合には、当該Ｎの値が１の遮断動作領域のゲート電圧印加情報として図７の７０１に示すテーブルが記憶部３４に予め保持されている。つまりこのゲート電圧印加情報によれば、図７の７０１に示すように、遮断動作の開始時点からパルス幅ｔsで指定される印加時間ｔs_(11)までの期間には、ゲート電極２１ｇへの印加電圧としてＶGS_(11)が印加される。その後、印加時間ｔs_(12)、印加時間ｔs_(13)、・・・、及び印加時間ｔs_(1k)を順次経過するまでの期間に、ゲート電極２１ｇへの印加電圧として大きさが順次低減された、ＶGS_(12)、ＶGS_(13)、・・・、及びＶGS_(1k)がそれぞれ印加される。

【0049】

同様に、Ｎの値が２である場合には、当該Ｎの値が２の遮断動作領域のゲート電圧印加情報として図７の７０２に示すテーブルが記憶部３４に予め保持されている。つまりこのゲート電圧印加情報によれば、図７の７０２に示すように、遮断動作の開始時点からパルス幅ｔsで指定される印加時間ｔs_(21)までの期間には、ゲート電極２１ｇへの印加電圧としてＶGS_(21)が印加される。その後、印加時間ｔs_(22)、印加時間ｔs_(23)、・・・、及び印加時間ｔs_(2k)を順次経過するまでの期間に、ゲート電極２１ｇへの印加電圧として大きさが順次低減された、ＶGS_(22)、ＶGS_(23)、・・・、及びＶGS_(2k)がそれぞれ印加される。

【0050】

同様に、Ｎの値が３である場合には、当該Ｎの値が３の遮断動作領域のゲート電圧印加情報として図７の７０３に示すテーブルが記憶部３４に予め保持されている。つまりこのゲート電圧印加情報によれば、図７の７０３に示すように、遮断動作の開始時点からパルス幅ｔsで指定される印加時間ｔs_(31)までの期間には、ゲート電極２１ｇへの印加電圧としてＶGS_(31)が印加される。その後、印加時間ｔs_(32)、印加時間ｔs_(33)、・・・、及び印加時間ｔs_(3k)を順次経過するまでの期間に、ゲート電極２１ｇへの印加電圧として大きさが順次低減された、ＶGS_(32)、ＶGS_(33)、・・・、及びＶGS_(3k)がそれぞれ印加される。

【0051】

同様に、Ｎの値がＮである場合には、当該Ｎの値がＮの遮断動作領域のゲート電圧印加情報として図７の７０４に示すテーブルが記憶部３４に予め保持されている。つまりこのゲート電圧印加情報によれば、図７の７０４に示すように、遮断動作の開始時点からパルス幅ｔsで指定される印加時間ｔs_(N1)までの期間には、ゲート電極２１ｇへの印加電圧としてＶGS_(N1)が印加される。その後、印加時間ｔs_(N2)、印加時間ｔs_(N3)、・・・、及び印加時間ｔs_(Nk)を順次経過するまでの期間に、ゲート電極２１ｇへの印加電圧として大きさが順次低減された、ＶGS_(N2)、ＶGS_(N3)、・・・、及びＶGS_(Nk)がそれぞれ印加される。

【0052】

なお、図７の７０１～７０４において、上記の説明では、図６に示したように、ゲート電極２１ｇへの印加電圧の大きさを順次低減する場合について説明した。しかしながら、本開示は、これに限定されるものではなく、異なる印加期間において、同一の印加電圧を用いたり、前回の印加電圧よりも大きい値としたりすることもできる。また、印加時間においても、互いに同一の時間を使用したり、互いに異なる時間を使用したりすることができる。

【0053】

但し、上記のように、ゲート電極２１ｇへの印加電圧の大きさを順次低減する場合の方が、サージ電圧を低減することができる点で好ましい。具体的にいえば、例えば、上記印加電圧の大きさを急峻に低下させると、負荷５２への供給電流、すなわち上記通過電流の時間的変化di/dtが高くなり、これに伴って負荷５２での電圧ＶL（=L×di/dt、Lは負荷５２の配線インダクタンス）の値もまた大きくなる。このため、印加電圧の大きさを順次低減する場合に比べて、サージ電圧が大きくなることがあるからである。

【0054】

図３のステップＳ４に戻って、遮断動作選択部３２ｂが、Ｎの値として、例えば、Ｎの値を選択して、上記検出電流の傾きがＮの遮断動作領域であることを選択すると、遮断動作実行部３２ｃは、対応するＮの遮断動作領域、つまり図７の７０４に示したテーブルを今回の遮断動作に適用することを決定する。

【0055】

次に、遮断動作実行部３２ｃは、kの値の初期化、つまりk＝１を選択する（ステップＳ５）。続いて、遮断動作実行部３２ｃは、記憶部３４に保持されている、図７の７０４に示したテーブルを参照することにより、ｋ＝１の印加電圧及び印加時間を示すゲート電圧変更情報を読み出す。具体的にいえば、遮断動作実行部３２ｃは、記憶部３４から印加時間ｔs_(N1)と印加電圧ＶGS_(N1)とを読み出す。そして、遮断動作実行部３２ｃは、読み出した印加時間ｔs_(N1)と印加電圧ＶGS_(N1)とを基に指示信号を作成して、ドライバ３３を介して半導体スイッチ２での１回目の遮断動作を行わせる（ステップＳ６）。

【0056】

続いて、遮断動作実行部３２ｃは、kの値に１を加算する（ステップＳ７）。具体的にいえば、遮断動作実行部３２ｃは、k＝２を選択する。次に、遮断動作実行部３２ｃは、記憶部３４に保持されている、図７の７０４に示したテーブルを参照することにより、k＝２の印加電圧及び印加時間を示すゲート電圧変更情報を読み出す。具体的にいえば、遮断動作実行部３２ｃは、記憶部３４から印加時間ｔs_(N2)と印加電圧ＶGS_(N2)とを読み出す。そして、遮断動作実行部３２ｃは、読み出した印加時間ｔs_(N2)と印加電圧ＶGS_(N2)とを基に指示信号を作成して、ドライバ３３を介して半導体スイッチ２での２回目の遮断動作を行わせる（ステップＳ８）。

【0057】

次に、遮断判定処理部３２ａは、電流センサ４からの検出結果を基に、半導体スイッチ２を流れる通過電流（検出電流）が零となったか否かについて判別する（ステップＳ９）。遮断判定処理部３２ａが、検出電流が零となっていないことを判別した場合（ステップＳ９でＮＯ）、遮断動作実行部３２ｃは、ステップＳ７に戻って、その処理を続行することにより、３回目以降の遮断動作を半導体スイッチ２に実行させる。

【0058】

一方、遮断判定処理部３２ａが、検出電流が零となっていることを判別した場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、遮断動作実行部３２ｃも、検出電流が零となったことを判別して、ゲート電極２１ｇへの印加電圧ＶGSとして当該印加電圧ＶGSの最小値である、ゲート保持電圧ＶGS_minを適用する（ステップＳ１０）。これにより、本実施形態では、半導体スイッチ２での遮断動作を終了させて半導体スイッチ２を開放状態とする。

【0059】

以上のステップＳ４～Ｓ１０により、制御装置３では、選択ステップで選択した遮断動作領域に対応して、遮断動作を半導体スイッチ２に実行させる遮断動作実行ステップが実行される。

【0060】

また、制御装置３においては、上記開閉制御ステップは、ステップＳ２に示した遮断判定ステップと、ステップＳ３に示した選択ステップと、ステップＳ４～Ｓ１０に示した遮断動作実行ステップと、を含んでいる。

【0061】

また、本実施形態の制御装置３は、ステップＳ６～ステップＳ９から明らかなように、少なくとも２回の遮断動作を行わせるので、サージ電圧の抑制効果を確実に奏することができる。

【0062】

以上のように構成された本実施形態の制御装置３では、電流センサ４で検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得部３１と、検出電流傾き取得部３１の取得結果を使用して、半導体スイッチ２の開閉制御を行う開閉制御部３２と、を備えている。

【0063】

以上の構成により、本実施形態の制御装置３では、開閉制御部３２は、検出電流傾き取得部３１が取得した検出電流の傾きを基に、半導体スイッチ２をオン状態またはオフ状態とする。これにより、本実施形態の制御装置３においては、開閉制御部３２が半導体スイッチ２を通過して負荷５２に向かって流れる検出電流を鑑みて、当該半導体スイッチ２に遮断動作を行わせることができる。この結果、本実施形態の制御装置３においては、上記従来例と異なり、半導体スイッチ２に接続される負荷５２に関わらず、半導体スイッチ２での遮断動作を適切に行わせることができ、サージ電圧の発生を抑制することができる。

【0064】

さらに、本実施形態の制御装置３においては、サージ電圧の発生を抑制することができることから、当該制御装置３を用いた半導体遮断システム１では、例えば、サージ電圧を抑制するためのスナバ回路の設置を省略することができる。これにより、部品点数が少なく、コストが安価でコンパクトな半導体遮断システム１を容易に構成することができる。

【0065】

また、本実施形態の制御装置３では、遮断判定処理部３２ａが開閉制御部３２に設けられているので、半導体スイッチ２の遮断動作の要否について適切に判定することができる。この結果、開閉制御部３２は、半導体スイッチ２の開閉制御を適切に行うことができる。

【0066】

また、本実施形態の制御装置３では、遮断動作選択部３２ｂ及び遮断動作実行部３２ｃが開閉制御部３２に設けられている。これにより、開閉制御部３２は、検出電流傾き取得部３１が取得した検出電流の傾きの取得結果に基づいて、予め定められたＮ個の遮断動作領域のうち、一つの遮断動作領域を選択することができる。さらに、開閉制御部３２は、選択された一つの遮断動作領域に対応した、遮断動作を半導体スイッチ２に実行させることが可能となり、半導体スイッチ２に接続される負荷５２に関わらず、サージ電圧の発生をより抑制することができる。

【0067】

また、本実施形態の制御装置３では、Ｎ個の上限値は半導体スイッチ２での遮断電流の大きさを基に定められているので、Ｎ個の範囲を半導体スイッチ２での遮断電流の大きさに基づき、適切に定めることができる。これにより、本実施形態の制御装置３では、半導体スイッチ２の特性に応じて、適切な遮断動作領域を確実に定めることができ、負荷５２に関わらず、当該半導体スイッチ２の遮断動作を適切に行わせることができる。

【0068】

また、本実施形態の制御装置３では、遮断動作実行部３２ｃがＮ個の遮断動作領域ごとに、予め定められたゲート電圧変更情報に基づいて、半導体スイッチ２のゲート電極２１ｇを制御して、遮断動作を行わせている。これにより、本実施形態の制御装置３では、上記検出電流に応じて、半導体スイッチ２の適切な遮断動作を確実に行わせることができる。

【0069】

また、本実施形態の制御装置３では、ゲート電圧変更情報はゲート電極２１ｇへの印加電圧及び印加時間からなる複数組の変更情報を含んでいる。これにより、本実施形態の制御装置３では、ゲート電極２１ｇひいては半導体スイッチ２を段階的に動作させることができ、当該半導体スイッチ２での適切な遮断動作を確実に行わせることができる。

【0070】

ここで、図８及び図９も参照して、本実施形態の制御装置３の効果について具体的に説明する。図８は、上記制御装置３の動作例を説明する波形図である。図９は、上記制御装置３の別の動作例を説明する波形図である。なお、以下の説明では、図８の動作例では、例えば、負荷５２に対して突入電流などの急峻な電流が半導体スイッチ２を介して流れた場合を例示して説明する。また、図９の動作例では、例えば、負荷５２での配線インダクタンスが大きく負荷５２への電流の増加が比較的緩やかである場合を例示して説明する。

【0071】

図８の８０１に示す、半導体スイッチ２での遮断動作例においては、実線８０にて示すように、時点０から時点Ｔ２１までの期間ｔs_(11)に、印加電圧ＶGS_(11)がゲート電極２１ｇに印加される。また、時点Ｔ２１から時点Ｔ２２までの期間ｔs_(12)に、印加電圧ＶGS_(12)がゲート電極２１ｇに印加される。また、時点Ｔ２２から時点Ｔ２３までの期間ｔs_(13)に、印加電圧ＶGS_(13)がゲート電極２１ｇに印加される。

【0072】

また、時点Ｔ２３から時点Ｔ２４までの期間ｔs_(14)に、印加電圧ＶGS_(14)がゲート電極２１ｇに印加される。そして、時点Ｔ２４において、制御装置３においては、遮断動作実行部３２ｃが、半導体スイッチ２を通過する通過電流が零となったことを判別して、ゲート電極２１ｇにゲート保持電圧ＶGS_minを印加する。これにより、制御装置３においては、半導体スイッチ２を開放状態として遮断動作を終了する。

【0073】

また、上記のように４つの期間ｔs_(11)、ｔs_(12)、ｔs_(13)、及びｔs_(14)において、印加電圧ＶGS_(11)、ＶGS_(12)、ＶGS_(13)、及びＶGS_(14)がゲート電極２１ｇにそれぞれ印加されると、電流センサ４で検出される検出電流、すなわち半導体スイッチ２の通過電流は、図８の８０２の実線９０に示すように、変化する。この結果、この遮断動作例では、制御装置３が４回の遮断動作を繰り返して行わせることにより、半導体スイッチ２を開放状態とすることができることが確かめられた。

【0074】

図９の９０１に示す、半導体スイッチ２での遮断動作例においては、実線８１にて示すように、時点０から時点Ｔ３１までの期間ｔs_(N1)に、印加電圧ＶGS_(N1)がゲート電極２１ｇに印加される。また、時点Ｔ３１から時点Ｔ３２までの期間ｔs_(N2)に、印加電圧ＶGS_(N2)がゲート電極２１ｇに印加される。また、時点Ｔ３２から時点Ｔ３３までの期間ｔs_(N3)に、印加電圧ＶGS_(N3)がゲート電極２１ｇに印加される。

【0075】

また、時点Ｔ３３から時点Ｔ３４までの期間ｔs_(N4)に、印加電圧ＶGS_(N4)がゲート電極２１ｇに印加される。さらに、時点Ｔ３４からの期間ｔs_(N5)に、印加電圧ＶGS_(N5)がゲート電極２１ｇに印加された後、当該印加電圧ＶGS_(N5)よりも小さい印加電圧を用いた遮断動作が行われる。その後、制御装置３においては、遮断動作実行部３２ｃが、半導体スイッチ２を通過する通過電流が零となったことを判別して、ゲート電極２１ｇにゲート保持電圧ＶGS_minを印加する。これにより、制御装置３においては、半導体スイッチ２を開放状態として遮断動作を終了する。

【0076】

また、上記のように５つの期間ｔs_(N1)、ｔs_(N2)、ｔs_(N3)、ｔs_(N4)、及びｔs_(N5)において、印加電圧ＶGS_(N1)、ＶGS_(N2)、ＶGS_(N3)、ＶGS_(N4)、及びＶGS_(N5)がゲート電極２１ｇにそれぞれ印加されると、電流センサ４で検出される検出電流、すなわち半導体スイッチ２の通過電流は、図９の９０２の実線９１に示すように、変化する。この結果、この遮断動作例では、制御装置３が５回以上の遮断動作を繰り返して行わせることにより、半導体スイッチ２を開放状態とすることができることが確かめられた。

【0077】

図８の８０２の実線９０及び図９の９０２の実線９１に示したように、遮断動作時での通過電流の傾きは、半導体スイッチ２での遮断動作の動作内容、つまりゲート電極２１ｇへの印加電圧及び／または印加時間に応じて、変化させることが可能であることが確認された、換言すれば、本実施形態の制御装置３では、過電流を検出したときの検出電流の傾きに応じて、遮断動作時での通過電流の傾きを変化させることができ、半導体スイッチ２に接続される負荷５２に関わらず、半導体スイッチ２での遮断動作を適切に行わせることが実証された。

【0078】

尚、上記の説明では、過電流閾値、Ｎ個の遮断動作領域、及び各遮断動作領域における、ゲート電圧変更情報を記憶部３４に設定して予め記憶させる構成について説明した。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではなく、半導体遮断システム１に設けた通信インターフェース等を介在させてサーバ等の外部装置から過電流閾値、Ｎ個の遮断動作領域、または各遮断動作領域における、ゲート電圧変更情報を適宜設定する構成でもよい。

【0079】

〔ソフトウェアによる実現例〕
制御装置３（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の制御ブロック（特に、検出電流傾き取得部３１及び開閉制御部３２）としてコンピュータを機能させるための制御プログラムにより実現することができる。

【0080】

この場合、上記装置は、上記制御プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記制御プログラムを実行することにより、上記実施形態で説明した各機能が実現される。

【0081】

上記制御プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

【0082】

また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本発明の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

【0083】

上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

【0084】

また、上記実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

【0085】

〔まとめ〕
上記の課題を解決するために、本開示の態様１に係る制御装置は、一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、を備える半導体システムにおいて、前記半導体スイッチを制御する制御装置であって、前記電流センサで検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得部と、前記検出電流傾き取得部の取得結果を使用して、前記半導体スイッチの開閉制御を行う開閉制御部と、を備える。

【0086】

上記構成によれば、開閉制御部は、検出電流傾き取得部が取得した検出電流の傾きを基に、半導体スイッチをオン状態またはオフ状態とする。このように、開閉制御部は、半導体スイッチを通過して負荷に向かって流れる検出電流を鑑みて、当該半導体スイッチに遮断動作を行わせているので、半導体スイッチに接続される負荷に関わらず、サージ電圧の発生を抑制することができる。

【0087】

また、本開示の態様２に係る制御装置は、態様１において、前記開閉制御部は、前記電流センサで検出された検出電流と、予め定められた過電流閾値との比較を行うことにより、前記半導体スイッチの遮断動作の要否について判定する遮断判定処理部、を備えてもよい。

【0088】

上記構成によれば、開閉制御部は、遮断判定処理部により、半導体スイッチの遮断動作の要否について適切に判定することが可能となる。これにより、開閉制御部は、半導体スイッチの開閉制御を適切に行うことができる。

【0089】

また、本開示の態様２に係る制御装置は、態様１または態様２において、前記開閉制御部は、予め定められたＮ個（Ｎは２以上の整数）の遮断動作領域のうち、前記取得結果に基づいて、いずれか一つの遮断動作領域を選択する遮断動作選択部と、前記遮断動作選択部が選択した遮断動作領域に対応して、遮断動作を前記半導体スイッチに実行させる遮断動作実行部と、を備えてもよい。

【0090】

上記構成によれば、遮断動作選択部が、上記取得結果に基づいて、一つの遮断動作領域を選択する。遮断動作実行部が、選択された遮断動作領域に対応した、遮断動作を半導体スイッチに実行させる。これにより、開閉制御部は、半導体スイッチの遮断動作をより適切に行わせることができ、半導体スイッチに接続される負荷に関わらず、サージ電圧の発生をより抑制することができる。

【0091】

また、本開示の態様４に係る制御装置は、態様３において、前記Ｎ個の値の上限値は、前記半導体スイッチでの遮断電流の大きさを基に定められてもよい。

【0092】

上記構成によれば、２以上の整数である、Ｎ個の範囲を半導体スイッチでの遮断電流の大きさに基づき、適切に定めることができる。これにより、半導体スイッチの特性に応じて、適切な遮断動作領域を確実に定めることができ、負荷に関わらず、当該半導体スイッチの遮断動作を適切に行わせることができる。

【0093】

また、本開示の態様５に係る制御装置は、態様３または態様４において、前記遮断動作実行部は、前記Ｎ個の前記遮断動作領域ごとに、予め定められたゲート電圧変更情報に基づいて、前記半導体スイッチのゲート電極を制御して、遮断動作を行わせてもよい。

【0094】

上記構成によれば、遮断動作実行部が、遮断動作領域ごとのゲート電圧変更情報に基づき半導体スイッチのゲート電極を制御することにより、当該半導体スイッチに遮断動作を実行させる。これにより、上記検出電流に応じて、半導体スイッチの適切な遮断動作を確実に行わせることができる。

【0095】

また、本開示の態様６に係る制御装置は、態様５において、前記ゲート電圧変更情報は、前記ゲート電極への印加電圧及び印加時間からなる複数組の変更情報を含んでもよい。

【0096】

上記構成によれば、ゲート電極ひいては半導体スイッチを段階的に動作させることができ、当該半導体スイッチでの適切な遮断動作を確実に行わせることができる。

【0097】

また、本開示の態様７に係る制御装置は、態様３から態様６のいずれかの態様において、前記遮断動作実行部は、前記検出電流が零となったことを判別した場合、前記半導体スイッチでの遮断動作を終了させてもよい。

【0098】

上記構成によれば、半導体スイッチでの遮断動作を適切に終了させることができるので、当該半導体スイッチの制御を精度よく行うことが可能となる。

【0099】

また、本開示の態様８に係る半導体遮断システムは、一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、態様１から態様７のいずれかの態様の制御装置と、を含む。

【0100】

また、本開示の態様９に係る半導体遮断システムは、態様８において、前記半導体スイッチには、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、またはＩＧＢＴが用いられてもよい。

【0101】

また、本開示の態様１０に係る半導体スイッチの制御方法は、一端が電源に接続され、他端が負荷に接続され、前記電源から前記負荷への電流を遮断する半導体スイッチと、前記電源から前記半導体スイッチに流れる電流を検出する電流センサと、を備える半導体システムにおいて、前記半導体スイッチを制御する制御方法であって、前記電流センサで検出された検出電流の時間的変化を求めて、求めた検出電流の時間的変化を当該検出電流の傾きとして取得する検出電流傾き取得ステップと、前記検出電流傾き取得ステップの取得結果を使用して、前記半導体スイッチの開閉制御を行う開閉制御ステップと、を含む。

【0102】

また、本開示の態様１１に係る制御プログラムは、態様１から態様５のいずれかの態様の制御装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、前記検出電流傾き取得部及び前記開閉制御部としてコンピュータを機能させる。

【0103】

また、本開示の態様１２に係る記録媒体は、態様９の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

【0104】

態様８から態様１２の構成によれば、態様１と同様の効果を奏する。

【0105】

本開示は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0106】

１ 半導体遮断システム
２ 半導体スイッチ
２１ｇ ゲート電極
３ 制御装置
３１ 検出電流傾き取得部
３２ 開閉制御部
３２ａ 遮断判定処理部
３２ｂ 遮断動作選択部
３２ｃ 遮断動作実行部
４ 電流センサ
５１ 電源
５２ 負荷

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】