特許 7394740 ゲート駆動用電源装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-30

(45)【発行日】2023-12-08

(54)【発明の名称】ゲート駆動用電源装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 1/08 20060101AFI20231201BHJP

   H02M 3/28 20060101ALI20231201BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20231201BHJP

【ＦＩ】

H02M1/08 C

H02M3/28 W

H02M7/48 M

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020195264

(22)【出願日】2020-11-25

(65)【公開番号】P2022083752

(43)【公開日】2022-06-06

【審査請求日】2023-05-02

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100141139

【弁理士】

【氏名又は名称】及川 周

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(72)【発明者】

【氏名】後藤 勝敏

(72)【発明者】

【氏名】中村 優太

(72)【発明者】

【氏名】鷺谷 吉則

(72)【発明者】

【氏名】黒川 和成

(72)【発明者】

【氏名】植野 修吾

(72)【発明者】

【氏名】田井 慎太郎

【審査官】柳下 勝幸

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０８３１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０６５７２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１９９７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０９１１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３６５００１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ １／０８

Ｈ０２Ｍ ３／２８

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子とを複数備える変換回路を複数備える電力変換装置の前記上アーム用スイッチング素子及び前記下アーム用スイッチング素子ごとに設けられた複数のゲート駆動回路に直流電源を各々供給するゲート駆動用電源装置であって、
前記変換回路の少なくとも１つが直交電力変換あるいは交直電力変換を行う多相変換回路であり、
前記多相変換回路の複数の下アーム用スイッチング素子のうちいずれかあるいは前記多相変換回路の複数の上アーム用スイッチング素子のうちいずれかに設けられた前記ゲート駆動回路と、他の前記変換回路の上アーム用スイッチング素子あるいは下アーム用スイッチング素子に設けられた前記ゲート駆動回路とに直流電源を共通に供給する共通電源ユニットを備える
ことを特徴とするゲート駆動用電源装置。

【請求項2】

前記共通電源ユニットが、前記多相変換回路の前記下アーム用スイッチング素子に設けられた前記ゲート駆動回路に前記直流電源を供給し、
前記共通電源ユニットと別に、前記多相変換回路の前記上アーム用スイッチング素子に設けられた前記ゲート駆動回路の各々に対して備えられて直流電源を供給する複数の個別電源ユニットを備える
ことを特徴とする請求項１記載のゲート駆動用電源装置。

【請求項3】

前記多相変換回路が３つ以上の前記下アーム用スイッチング素子を有し、
前記共通電源ユニットから直流電源が供給されない前記ゲート駆動回路が設けられた前記下アーム用スイッチング素子に設けられた前記ゲート駆動回路の複数に直流電源を共通に供給する多相変換回路内共通電源ユニットを備えることを特徴とする請求項２記載のゲート駆動用電源装置。

【請求項4】

前記変換回路として、
前記多相変換回路からなる力行用インバータと、
前記力行用インバータに昇圧電力を供給する昇降圧コンバータと
が備えられている
ことを特徴とする請求項１～３いずれか一項に記載のゲート駆動用電源装置。

【請求項5】

前記共通電源ユニットは、
前記力行用インバータの複数の下アーム用スイッチング素子のうちいずれかあるいは前記力行用インバータの複数の上アーム用スイッチング素子のうちいずれかに設けられた前記ゲート駆動回路と、
前記昇降圧コンバータの上アーム用スイッチング素子あるいは下アーム用スイッチング素子に設けられた前記ゲート駆動回路と
に直流電源を共通に供給する
ことを特徴とする請求項４記載のゲート駆動用電源装置。

【請求項6】

複数の前記ゲート駆動回路が単一のプリント基板に実装されており、
前記共通電源ユニットは、前記プリント基板上で隣接配置された２つの前記ゲート駆動回路に直流電源を共通に供給する
ことを特徴とする請求項１～５いずれか一項に記載のゲート駆動用電源装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゲート駆動用電源装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、インバータ回路の各アームのスイッチング素子を駆動するゲート駆動回路と、当該ゲート駆動回路のうち、上段側アームの各ゲート駆動回路（上段側ゲート駆動回路）及び下段側アームの各ゲート駆動回路（下段側ゲート駆動回路）に個別に電力を供給する電力供給回路を備えるモータの制御装置が開示されている。このモータの制御装置における電力供給回路は、ゲート駆動回路の個数（６個）分のトランスを備え、各トランスの出力を整流することにより、各ゲート駆動回路に個別に電力を供給する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２００９－１３０９６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、上記電力供給回路は、トランスと整流回路とからなる電源生成回路をゲート駆動回路毎に備えるゲート駆動用電源装置であり、実装面積（実装体積）が比較的大きいという問題がある。例えば、複数のインバータ回路を駆動する複数のゲート駆動回路を１枚のプリント基板に実装しようとした場合、電源生成回路がインバータ回路の相数にインバータ回路の個数に乗じた数だけ必要になるので、プリント基板が大型化すると共にコストアップを招くという問題が生じる。このため、複数のゲート駆動回路に対して１つの電源生成回路（電源ユニット）から共通に直流電源を供給することが考えられる。

【0005】

一方で、例えば三相インバータではいずれかのスイッチング素子が設けられたチップに短絡故障が発生した場合に、短絡故障したチップのみに大電流が流れることを防止するために、他のスイッチング素子を強制的に導通可能とする三相短絡制御を行うことが好ましい。このとき、三相インバータの例えば下アームの全てが単一の電源ユニットから電力を供給されていると、この電源ユニットがチップの短絡故障と同時に故障した場合に、他の下アームのスイッチング素子を強制的に導通可能とすることができなくなり、短絡故障したチップのみに大きな電流が流れることになる。

【0006】

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、電源ユニットの共通化によるゲート駆動用電源装置の小型化を可能にしつつ、電力変換装置が備える多相変換回路に短絡故障が生じた場合であっても単一のチップに局所的に大電流が流れることを防止可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

【0008】

第１の発明は、上アーム用スイッチング素子と下アーム用スイッチング素子とを複数備える変換回路を複数備える電力変換装置の上記上アーム用スイッチング素子及び上記下アーム用スイッチング素子ごとに設けられた複数のゲート駆動回路に直流電源を各々供給するゲート駆動用電源装置であって、上記変換回路の少なくとも１つが直流電力あるいは交流電力に電力変換を行う多相変換回路であり、上記多相変換回路の複数の下アーム用スイッチング素子のうちいずれかあるいは上記多相変換回路の複数の上アーム用スイッチング素子のうちいずれかに設けられた上記ゲート駆動回路と、他の上記変換回路の上アーム用スイッチング素子あるいは下アーム用スイッチング素子に設けられた上記ゲート駆動回路とに直流電源を共通に供給する共通電源ユニットを備えるという構成を採用する。

【0009】

第２の発明は、上記第１の発明において、上記共通電源ユニットが、上記多相変換回路の上記下アーム用スイッチング素子に設けられた上記ゲート駆動回路に上記直流電源を供給し、上記共通電源ユニットと別に、上記多相変換回路の上記上アーム用スイッチング素子に設けられた上記ゲート駆動回路の各々に対して備えられて直流電源を供給する複数の個別電源ユニットを備えるという構成を採用する。

【0010】

第３の発明は、上記第２の発明において、上記多相変換回路が３つ以上の上記下アーム用スイッチング素子を有し、上記共通電源ユニットから直流電源が供給されない上記ゲート駆動回路が設けられた上記下アーム用スイッチング素子に設けられた上記ゲート駆動回路の複数に直流電源を共通に供給する多相変換回路内共通電源ユニットを備えるという構成を採用する。

【0011】

第４の発明は、上記第１～第３いずれかの発明において、上記変換回路として、上記多相変換回路からなる力行用インバータと、上記力行用インバータに昇圧電力を供給する昇降圧コンバータとが備えられているという構成を採用する。

【0012】

第５の発明は、上記第４の発明において、上記共通電源ユニットが、上記力行用インバータの複数の下アーム用スイッチング素子のうちいずれかあるいは上記力行用インバータの複数の上アーム用スイッチング素子のうちいずれかに設けられた上記ゲート駆動回路と、上記昇降圧コンバータの上アーム用スイッチング素子あるいは下アーム用スイッチング素子に設けられた上記ゲート駆動回路とに直流電源を共通に供給するという構成を採用する。

【0013】

第６の発明は、上記第１～第５いずれかの発明において、複数の上記ゲート駆動回路が単一のプリント基板に実装されており、上記共通電源ユニットが、上記プリント基板上で隣接配置された２つの上記ゲート駆動回路に直流電源を共通に供給するという構成を採用する。

【発明の効果】

【0014】

本発明においては、多相変換回路の複数の下アーム用スイッチング素子のうちいずれかあるいは多相変換回路の複数の上アーム用スイッチング素子のうちいずれかに設けられたゲート駆動回路と、他の変換回路の上アーム用スイッチング素子あるいは下アーム用スイッチング素子に設けられたゲート駆動回路とに直流電源を共通に供給する共通電源ユニットを備えている。つまり、本発明においては、全ての上アーム用スイッチング素子に設けられたゲート駆動回路と、全ての下アーム用スイッチング素子に設けられたゲート駆動回路との各々に電源ユニットを設置する場合と比較すると、電源ユニットの設置数を減少させることができ、ゲート駆動用電源装置を小型化することが可能となる。

【0015】

また、本発明においては、共通電源ユニットが多相変換回路の複数の下アーム用スイッチング素子のうちいずれかあるいは多相変換回路の複数の上アーム用スイッチング素子のうちいずれかに設けられたゲート駆動回路に直流電源を供給する。このため、多相変換回路の共通電源ユニットから直流電源を供給されない下アーム用スイッチング素子及び上アーム用スイッチング素子に設けられたゲート駆動回路には、他の電源ユニットから直流電源が供給される。このため、多相変換回路においてスイッチング素子が設けられたチップに短絡故障が生じ、このチップに直流電源を供給する電源ユニットが同時に故障した場合であっても、他の電源ユニット（共通電源ユニットを含む）から、短絡故障が生じていないチップに直流電源を供給することが可能となり、短絡故障が生じていないチップに設けられたスイッチング素子を強制的に導通可能とすることができる。したがって、短絡故障が生じたチップのみに大電流が局所的に流れることを防止することができる。

【0016】

よって、本発明によれば、電源ユニットの共通化によるゲート駆動用電源装置の小型化を可能にしつつ、電力変換装置が備える多相変換回路に短絡故障が生じた場合であっても単一のチップに局所的に大電流が流れることを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態に係るゲート駆動用電源装置の構成を示す回路図である。

【図2】本発明の第１実施形態における基板レイアウトを示す模式図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係るゲート駆動用電源装置の構成を示す模式図及び第１実施形態における電力変換回路の回路図である。

【図4】本発明の第１実施形態の変形例における基板レイアウトを示す模式図である。

【図5】本発明の第２実施形態における基板レイアウトを示す模式図である。

【図6】本発明の第２実施形態に係るゲート駆動用電源装置の構成を示す模式図及び第１実施形態における電力変換回路の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、本発明に係るゲート駆動用電源装置の一実施形態について説明する。

【0019】

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るゲート駆動用電源装置の構成を示す回路図である。第１実施形態に係るゲート駆動用電源装置は、図１に示すように１１個の第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１及び単一の電源駆動回路Ｄを備える。なお、電源ユニットＰ１～Ｐ１１の各々に対して電源駆動回路を備える構成であっても良い。１１個の第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１は、図２に示す合計１６の第１～第１６ゲート駆動回路Ｇ１～Ｇ１６に直流電源を供給する直流電源回路であり、図１に示すように入力側が電源駆動回路Ｄの出力端と回路電源Ｖｃｃ（直流電源）との間に並列接続されている。

【0020】

図１では便宜的に第１ゲート駆動回路Ｇ１に直流電源を供給する第１電源ユニットＰ１の詳細構成のみを示しているが、合計１１個の第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１は、全て同一の構成を備えている。図２は、本発明の第１実施形態における基板レイアウトを示す模式図である。この図に示すように、第１電源ユニットＰ１は第１ゲート駆動回路Ｇ１に直流電源を供給する。

【0021】

一方、第２電源ユニットＰ２は、図２に示すように、３つのゲート駆動回路に直流電源を供給する。つまり、第２電源ユニットＰ２は、第２ゲート駆動回路Ｇ２、第４ゲート駆動回路Ｇ４及び第６ゲート駆動回路Ｇ６に直流電源を供給する。また、第３電源ユニットＰ３は、第３ゲート駆動回路Ｇ３に直流電源を供給する。第４電源ユニットＰ４は、第５ゲート駆動回路Ｇ５に直流電源を供給する。第５電源ユニットＰ５は、第７ゲート駆動回路Ｇ７に直流電源を供給する。

【0022】

また、第６電源ユニットＰ６は、第９ゲート駆動回路Ｇ９に直流電源を供給する。第７電源ユニットＰ７は、３つのゲート駆動回路に直流電源を供給する。つまり、第７電源ユニットＰ７は、第８ゲート駆動回路Ｇ８、第１０ゲート駆動回路Ｇ１０及び第１２ゲート駆動回路Ｇ１２に直流電源を供給する。さらに、第８電源ユニットＰ８は、第１１ゲート駆動回路Ｇ１１に直流電源を供給する。第９電源ユニットＰ９は、第１３ゲート駆動回路Ｇ１３に直流電源を供給する。

【0023】

また、第１０電源ユニットＰ１０は、第１５ゲート駆動回路Ｇ１５に直流電源を供給する。第１１電源ユニットＰ１１は、２つのゲート駆動回路に直流電源を供給する。つまり、第１１電源ユニットＰ１１は、第１４ゲート駆動回路Ｇ１４及び第１６ゲート駆動回路Ｇ１６に直流電源を供給する。

【0024】

すなわち、合計１１個の第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１のうち、第１電源ユニットＰ１、第３電源ユニットＰ３、第４電源ユニットＰ４、第５電源ユニットＰ５、第６電源ユニットＰ６、第８電源ユニットＰ８、第９電源ユニットＰ９及び第１０電源ユニットＰ１０は、単一のゲート駆動回路に直流電源を供給するが、第２電源ユニットＰ２は３つのゲート駆動回路に直流電源を供給し、第７電源ユニットＰ７は３つのゲート駆動回路に直流電源を供給し、第１１電源ユニットＰ１１は２つのゲート駆動回路に直流電源を供給する。第１、第３、第４、第５、第６、第８、第９、第１０電源ユニットＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０は、本発明の個別電源ユニットに相当する。第７電源ユニットＰ７は、本発明の共通電源ユニットに相当する。第２電源ユニットＰ２、第１１電源ユニットＰ１１は、本発明の多相変換回路内共通電源ユニットに相当する。

【0025】

図３は、本発明の第１実施形態に係るゲート駆動用電源装置の構成を示す模式図及び第１実施形態における電力変換回路の回路図である。ここで、合計１６のゲート駆動回路Ｇ１～Ｇ１６は、図３に示す電力変換装置を駆動する駆動回路である。この電力変換装置は、例えば車両に搭載されるＰＣＵ（パワーコントロールユニット）であり、昇降圧コンバータＥ１、発電用コンバータＥ２及び走行用インバータＥ３（力行用インバータ）から構成されている。なお、昇降圧コンバータＥ１、発電用コンバータＥ２及び走行用インバータＥ３は、本発明の変換回路に相当する。また、走行用インバータＥ３は、本発明の多相変換回路に相当する。

【0026】

このような電力変換装置について、上述した第１～第６ゲート駆動回路Ｇ１～Ｇ６は、発電用コンバータＥ２を駆動する。また第７～第１０ゲート駆動回路Ｇ７～Ｇ１０は、昇降圧コンバータＥ１を駆動する。また第１１～第１６ゲート駆動回路Ｇ１１～Ｇ１６は、走行用インバータＥ３を駆動する。

【0027】

昇降圧コンバータＥ１は、双方向の昇降圧回路であり、図３に示すように第１平滑コンデンサ１、第１リアクトル２、第２リアクトル３、上アーム用スイッチング素子４，６（上アーム用スイッチング素子）及び下アーム用スイッチング素子５，７（下アーム用スイッチング素子）を備える。

【0028】

この昇降圧コンバータＥ１は、外部から入出力端ａ１，ａ２に入力される第１直流電力を昇圧し、第２直流電力（昇圧電力）として走行用インバータＥ３に出力する昇圧機能と、発電用コンバータＥ２あるいは／及び走行用インバータＥ３から入力される第２直流電力を降圧し、第１直流電力として入出力端ａ１，ａ２に出力する降圧機能とを有する。なお、例えば入出力端ａ１は高電位とされ、入出力端ａ２は低電位とされる。なお、上アーム用スイッチング素子４，６及び下アーム用スイッチング素子５，７は、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であり、例えば各々がチップ化されている。

【0029】

このような昇降圧コンバータＥ１において、第１平滑コンデンサ１は、外部から入出力端ａ１，ａ２に入力される第１直流電力の電圧を平滑する平滑コンデンサである。第１リアクトル２と第２リアクトル３とは、互いに磁気結合されている。第１リアクトル２は、一端が第１平滑コンデンサ１の一端と接続されており、他端が上アーム用スイッチング素子４と下アーム用スイッチング素子５との接続点と接続されている。第２リアクトル３は、一端が第１平滑コンデンサ１の一端と接続されており、他端が上アーム用スイッチング素子６と下アーム用スイッチング素子７との接続点と接続されている。また、上アーム用スイッチング素子４と下アーム用スイッチング素子５とが接続され、上アーム用スイッチング素子６と下アーム用スイッチング素子７とが接続されている。

【0030】

上アーム用スイッチング素子４は、第５電源ユニットＰ５から電源供給を受ける第７ゲート駆動回路Ｇ７によって駆動される。また、下アーム用スイッチング素子５は、第７電源ユニットＰ７から電源供給を受ける第８ゲート駆動回路Ｇ８によって駆動される。

【0031】

また、上アーム用スイッチング素子６は、第６電源ユニットＰ６から電源供給を受ける第９ゲート駆動回路Ｇ９によって駆動される。また、下アーム用スイッチング素子７は、第７電源ユニットＰ７から電源供給を受ける第１０ゲート駆動回路Ｇ１０によって駆動される。

【0032】

発電用コンバータＥ２は、発電用モータＭ１を電力供給源とする三相コンバータであり、３つの上アーム用スイッチング素子８，１０，１２及び３つの下アーム用スイッチング素子９，１１，１３を備える。この発電用コンバータＥ２は、発電用モータＭ１から入力される交流電力を直流電力に交直電力変換して昇降圧コンバータＥ１に出力する。なお、発電用モータＭ１は、交流発電機として機能するモータである。

【0033】

この発電用コンバータＥ２において、上アーム用スイッチング素子８及び下アーム用スイッチング素子９は、第１スイッチングレグを構成している。また、上アーム用スイッチング素子１０及び下アーム用スイッチング素子１１は、第２スイッチングレグを構成している。さらに、上アーム用スイッチング素子１２及び下アーム用スイッチング素子１３は、第３スイッチングレグを構成している。

【0034】

このような発電用コンバータＥ２において、上アーム用スイッチング素子８は第１電源ユニットＰ１から電源供給を受ける第１ゲート駆動回路Ｇ１によって駆動される。下アーム用スイッチング素子９は、第２電源ユニットＰ２から電源供給を受ける第２ゲート駆動回路Ｇ２によって駆動される。

【0035】

また、上アーム用スイッチング素子１０は、第３電源ユニットＰ３から電源供給を受ける第３ゲート駆動回路Ｇ３によって駆動される。下アーム用スイッチング素子１１は、第２電源ユニットＰ２から電源供給を受ける第４ゲート駆動回路Ｇ４によって駆動される。

【0036】

さらに、上アーム用スイッチング素子１２は、第４電源ユニットＰ４から電源供給を受ける第５ゲート駆動回路Ｇ５によって駆動される。下アーム用スイッチング素子１３は、第２電源ユニットＰ２から電源供給を受ける第６ゲート駆動回路Ｇ６によって駆動される。なお、上記上アーム用スイッチング素子８，１０，１２及び下アーム用スイッチング素子９，１１，１３は、例えばＩＧＢＴであり、例えば各々がチップ化されている。

【0037】

走行用インバータＥ３は、走行用モータＭ２を負荷として駆動する三相インバータ（多相変換回路）であり、３つの上アーム用スイッチング素子１４，１６，１８及び３つの下アーム用スイッチング素子１５，１７，１９を備える。この発電用コンバータＥ２は、昇降圧コンバータＥ１から入力される第２直流電力を第２交流電力に直交電力変換して走行用モータＭ２に出力する。なお、上記走行用モータＭ２は、車輪を駆動するモータである。

【0038】

この走行用インバータＥ３において、上アーム用スイッチング素子１４及び下アーム用スイッチング素子１５は、第４スイッチングレグを構成している。また、上アーム用スイッチング素子１６及び下アーム用スイッチング素子１７は、第５スイッチングレグを構成している。さらに、上アーム用スイッチング素子１８及び下アーム用スイッチング素子１９は、第６スイッチングレグを構成している。

【0039】

このような走行用インバータＥ３において、上アーム用スイッチング素子１４は、第８電源ユニットＰ８から電源供給を受ける第１１ゲート駆動回路Ｇ１１によって駆動される。下アーム用スイッチング素子１５は、第７電源ユニットＰ７から電源供給を受ける第１２ゲート駆動回路Ｇ１２によって駆動される。

【0040】

また、上アーム用スイッチング素子１６は、第９電源ユニットＰ９から電源供給を受ける第１３ゲート駆動回路Ｇ１３によって駆動される。下アーム用スイッチング素子１７は、第１１電源ユニットＰ１１から電源供給を受ける第１４ゲート駆動回路Ｇ１４によって駆動される。

【0041】

さらに、上アーム用スイッチング素子１８は、第１０電源ユニットＰ１０から電源供給を受ける第１５ゲート駆動回路Ｇ１５によって駆動される。下アーム用スイッチング素子１９は、第１１電源ユニットＰ１１から電源供給を受ける第１６ゲート駆動回路Ｇ１６によって駆動される。なお、上記上アーム用スイッチング素子１４，１６，１８及び下アーム用スイッチング素子１５，１７，１９は、例えばＩＧＢＴであり、例えば各々がチップ化されている。

【0042】

なお、このような電力変換装置は、第２直流電力の出力用に第２平滑コンデンサ２０を備えている。すなわち、この第２平滑コンデンサ２０は、一端が昇降圧コンバータＥ１における一方の出力端に接続され、他端が昇降圧コンバータＥ１における他方の出力端に接続されており、昇降圧コンバータＥ１の出力を平滑化する。

【0043】

電源駆動回路Ｄは、パルス発生回路Ｓと駆動トランジスタＴｒとを備える。パルス発生回路Ｓは、所定周期かつ所定デューティ比のパルス信号を発生し、駆動トランジスタＴｒのベース端子に出力する。駆動トランジスタＴｒは、ベース端子がパルス発生回路Ｓの出力端に接続され、エミッタ端子が接地され、またコレクタ端子が上記トランスＴ１における一次巻線の一端に接続されている。このような電源駆動回路Ｄは、第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１の入力側、つまり互いに直列接続された第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１の各トランスの一次巻線にパルス状の電力（パルス電力）を印加させる。

【0044】

第１電源ユニットＰ１は、このような電源駆動回路ＤによってトランスＴ１の一次巻線に印加されるパルス電力をトランスＴ１で変圧かつ整流回路で整流することにより所定電圧の直流電力を生成し、整流コンデンサＣ１の両端からゲート駆動回路Ｇ１に出力する。
また、他の第２～第１１電源ユニットＰ２～Ｐ１１も、第１電源ユニットＰ１と同様に電源駆動回路ＤによってトランスＴ１の一次巻線に印加されるパルス電力をトランスで変圧かつ整流回路で整流することにより所定電圧の直流電力を生成し、整流コンデンサの両端から第２～第１６ゲート駆動回路Ｇ２～Ｇ１６に出力する。

【0045】

ここで、上述した合計１６のゲート駆動回路Ｇ１～Ｇ１６は、図２に示す制御回路ＣＴによって統一的に制御される。第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１と第１～第１６ゲート駆動回路Ｇ１～Ｇ１６との直流電力の受給電関係は上述した通りであるが、第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１、第１～第１６ゲート駆動回路Ｇ１～Ｇ１６及び制御回路ＣＴは、図２に示すように単一のプリント基板Ｋ上に実装されている。また、第１～第１６ゲート駆動回路Ｇ１～Ｇ１６及び制御回路ＣＴは、第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１と別の基板に実装することもできる。この場合には、例えば制御回路ＣＴの位置に電源駆動回路Ｄが設置される。

【0046】

すなわち、上アーム用スイッチング素子４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８を駆動する第１、第３、第５、第７、第９、第１１、第１３、Ｇ１５ゲート駆動回路Ｇ１、Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７，Ｇ９，Ｇ１１，Ｇ１３，Ｇ１５に直流電源を供給する第１、第３、第４、第５、第６、第８、第９、第１１電源ユニットＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１１と、下アーム用スイッチング素子９，１１，１３を駆動する第２、第４、第６ゲート駆動回路Ｇ２、Ｇ４，Ｇ６に直流電源を供給する第２電源ユニットＰ２、下アーム用スイッチング素子５，７，１５を駆動する第８、第１０、第１２ゲート駆動回路Ｇ８、Ｇ１０，Ｇ１２に直流電源を供給する第７電源ユニットＰ７、及び下アーム用スイッチング素子１７，１９を駆動する第１４、第１９ゲート駆動回路Ｇ１４，Ｇ１９に直流電源を供給する第１１電源ユニットＰ１１とで制御回路ＣＴ（または、電源駆動回路Ｄ）を挟むように配置（レイアウト）されている。

【0047】

より詳細には、長方形のプリント基板Ｋに対して、制御回路ＣＴ（または、電源駆動回路Ｄ）は長辺に沿って中央部に長尺状に配置される。この制御回路ＣＴ（または、電源駆動回路Ｄ）の端部には、外部と電源及び信号の授受を行うためのコネクタＣＮが配置される。また、ゲート駆動回路Ｇ１～Ｇ１６と制御回路ＣＴを単一の基板で構成する場合は、制御回路ＣＴにおいて、コネクタＣＮの近傍には制御回路ＣＴ用の電源を生成する電源回路Ｐｃが実装される。

【0048】

第１、第３、第４、第５、第６、第８、第９、第１０電源ユニットＰ１，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０は、このような制御回路ＣＴ（または、電源駆動回路Ｄ）の一方側にプリント基板Ｋの長辺に沿って一列に配置される。さらに、第２電源ユニットＰ２、第７電源ユニットＰ７及び第１１電源ユニットＰ１１は、制御回路ＣＴ（または、電源駆動回路Ｄ）の他方側にプリント基板Ｋの長辺に沿って一列に配置される。すなわち、第１、第３、第４電源ユニットＰ１，Ｐ３，Ｐ４は、制御回路ＣＴ（または、電源駆動回路Ｄ）を挟んで第２電源ユニットＰ２とプリント基板Ｋの短辺方向に対峙した状態に配置される。また第５、第６、第８電源ユニットＰ５，Ｐ６，Ｐ８は、制御回路ＣＴ（または、電源駆動回路Ｄ）を挟んで第７電源ユニットＰ７とプリント基板Ｋの短辺方向に対峙した状態に配置される。また第９、第１０電源ユニットＰ９，Ｐ１０は、制御回路ＣＴ（または、電源駆動回路Ｄ）を挟んで第１１電源ユニットＰ１１とプリント基板Ｋの短辺方向に対峙した状態に配置される。

【0049】

また、上記プリント基板Ｋは、少なくとも両面にパターン配線が形成された多層プリント基板である。第１～第１６ゲート駆動回路Ｇ１～Ｇ１６は、プリント基板Ｋの一方の表面に実装される。第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１は、プリント基板Ｋの他方の表面に実装される。すなわち、第１～第１６ゲート駆動回路Ｇ１～Ｇ１６と、当該第１～第１６ゲート駆動回路Ｇ１～Ｇ１６に直流電源を供給する第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１とは、プリント基板Ｋにおいて裏表の位置関係で実装されている。

【0050】

より具体的には、図２に示すように、第１ゲート駆動回路Ｇ１と第１電源ユニットＰ１とは、裏表の位置関係で実装されている。第２、第４、第６ゲート駆動回路Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６と第２電源ユニットＰ２とは、裏表の位置関係で実装されている。また、第３ゲート駆動回路Ｇ３と第３電源ユニットＰ３とは、裏表の位置関係で実装されている。第５ゲート駆動回路Ｇ５と第４電源ユニットＰ４とは、裏表の位置関係で実装されている。第７ゲート駆動回路Ｇ７と第５電源ユニットＰ５とは裏表の位置関係で実装されている。

【0051】

また、第９ゲート駆動回路Ｇ９と第６電源ユニットＰ６とは、裏表の位置関係で実装されている。第８、第１０、第１２ゲート駆動回路Ｇ８，Ｇ１０，Ｇ１２と第７電源ユニットＰ７とは、裏表の位置関係で実装されている。さらに、第１１ゲート駆動回路Ｇ１１と第８電源ユニットＰ８とは裏表の位置関係で実装されている。第１３ゲート駆動回路Ｇ１３と第９電源ユニットＰ９とは裏表の位置関係で実装されている。第１５ゲート駆動回路Ｇ１５と第１０電源ユニットＰ１０とは表裏の位置関係で実装されている。第１４、第１６駆動回路Ｇ１４，Ｇ１６と第１１電源ユニットＰ１１とは表裏の位置関係で実装されている。

【0052】

続いて、第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１の詳細要素について、図１を参照して説明する。ただし、第１～第１１電源ユニットＰ１～Ｐ１１は全て同一の構成備えているので、以下では第１電源ユニットＰ１の詳細構成を代表として説明する。

【0053】

第１電源ユニットＰ１は、トランスＴ１、一対のダイオードＤ１１，Ｄ１２及び整流コンデンサＣ１を備えている。トランスＴ１は、一次巻線と二次巻線とを備える変圧器である。このトランスＴ１は、一次巻線の一端が電源駆動回路Ｄの出力端に接続され、一次巻線の他端が第２電源ユニットＰ２の一方の入力端つまり第２電源ユニットＰ２のトランス（図示略）における一次巻線の一端に接続されている。

【0054】

また、このトランスＴ１は、二次巻線の一端が一方のダイオードＤ１１のアノード端子に接続され、二次巻線の他端が他方のダイオードＤ１２のアノード端子に接続されている。さらに、このトランスＴ１は、二次巻線の中間タップが整流コンデンサＣ１の他端に接続されている。

【0055】

一対のダイオードＤ１１，Ｄ１２のうち、一方のダイオードＤ１１は、アノード端子がトランスＴ１の二次巻線の一端に接続され、カソード端子が他方のダイオードＤ１２のカソード端子及び整流コンデンサＣ１の一端に接続されている。他方のダイオードＤ１２は、アノード端子がトランスＴ１の二次巻線の他端に接続され、カソード端子が一方のダイオードＤ１１のカソード端子及び整流コンデンサＣ１の一端に接続されている。

【0056】

整流コンデンサＣ１は、一端が一対のダイオードＤ１１，Ｄ１２の各カソード端子に接続され、他端がトランスＴ１における二次巻線の中間タップに接続されている。このような一対のダイオードＤ１１，Ｄ１２及び整流コンデンサＣ１は、トランスＴ１の二次巻線から入力されるパルス電力（パルス電圧）を整流して直流電力（直流電圧）に変換する整流回路を構成している。

【0057】

このゲート駆動用電源装置では、図２及び図３に示すように、走行用インバータＥ３の複数の下アーム用スイッチング素子１５，１７，１９のうち下アーム用スイッチング素子１５に設けられた第１２ゲート駆動回路Ｇ１２と、昇降圧コンバータＥ１の下アーム用スイッチング素子５，７に設けられた第８、第１０ゲート駆動回路Ｇ８，Ｇ１０とに直流電源を共通に供給する第７電源ユニットＰ７を備えている。

【0058】

したがって、全ての上アーム用スイッチング素子４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８に設けられた第１、第３、第５、第７、第９、第１１、第１３、第１５ゲート駆動回路Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７，Ｇ９，Ｇ１１，Ｇ１３，Ｇ１５と、全ての下アーム用スイッチング素子５，７，９，１１，１３，１５，１７，１９に設けられた第２、第４、第６、第８、第１０、第１２、第１４、第１６ゲート駆動回路Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６，Ｇ８，Ｇ１０，Ｇ１２，Ｇ１４，Ｇ１６との各々に電源ユニットを設置する場合と比較すると、電源ユニットの設置数を減少させることができ、ゲート駆動用電源装置を小型化することが可能となる。

【0059】

また、このゲート駆動用電源装置においては、第７電源ユニットＰ７が走行用インバータＥ３の複数の下アーム用スイッチング素子１５，１７，１９のうち下アーム用スイッチング素子１５に設けられた第１２ゲート駆動回路Ｇ１２と、昇降圧コンバータＥ１の下アーム用スイッチング素子５，７に設けられた第８、第１０ゲート駆動回路Ｇ８，Ｇ１０とに直流電源を共通に供給する。このため、走行用インバータＥ３の第７電源ユニットＰ７から直流電源を供給されない下アーム用スイッチング素子１７，１９に設けられた第１４、第１６ゲート駆動回路Ｇ１４，Ｇ１６には、他の電源ユニットである第１１電源ユニットＰ１１から直流電源が供給される。

【0060】

このため、例えば走行用インバータＥ３において下アーム用スイッチング素子１５が設けられたチップ、下アーム用スイッチング素子１７が設けられたチップ、下アーム用スイッチング素子１９が設けられたチップのいずれかに短絡故障が生じ、短絡故障したチップに設けられた下アーム用スイッチング素子に対して設けられたゲート駆動回路に直流電源を供給する電源ユニットが同時に故障した場合であっても、他の電源ユニットの電力によって短絡故障が生じていないチップに設けられたスイッチング素子を強制的に導通可能とすることができる。したがって、短絡故障が生じたチップのみに大電流が局所的に流れることを防止することができる。

【0061】

例えば、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１７が設けられたチップに短絡故障が発生し、下アーム用スイッチング素子１７に設けられた第１４ゲート駆動回路Ｇ１４に直流電源を供給する第１１電源ユニットＰ１１が同時に故障したとする。この場合であっても、第７電源ユニットＰ７によって第１２ゲート駆動回路Ｇ１２に直流電源を供給することで、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１５を強制的に導通状態とすることができる。したがって、回転中の走行用モータＭ２からで生じる電流が短絡故障した下アーム用スイッチング素子１７が設けられたチップのみに流れることを防止することができる。

【0062】

また、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１９が設けられたチップに短絡故障が発生し、下アーム用スイッチング素子１９に設けられた第１６ゲート駆動回路Ｇ１６に直流電源を供給する第１１電源ユニットＰ１１が同時に故障したとする。この場合であっても、第７電源ユニットＰ７によって第１２ゲート駆動回路Ｇ１２に直流電源を供給することで、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１５を強制的に導通状態とすることができる。したがって、回転中の走行用モータＭ２からで生じる電流が短絡故障した下アーム用スイッチング素子１９が設けられたチップのみに流れることを防止することができる。

【0063】

さらに、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１５が設けられたチップに短絡故障が発生し、下アーム用スイッチング素子１５に設けられた第１２ゲート駆動回路Ｇ１２に直流電源を供給する第７電源ユニットＰ７が同時に故障したとする。この場合であっても、第１１電源ユニットＰ１１によって第１４、第１６ゲート駆動回路Ｇ１４，Ｇ１６に直流電源を供給することで、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１７，１９を強制的に導通状態とすることができる。したがって、回転中の走行用モータＭ２からで生じる電流が短絡故障した下アーム用スイッチング素子１５が設けられたチップのみに流れることを防止することができる。

【0064】

以上説明したように、ゲート駆動用電源装置によれば、電源ユニットの共通化による小型化を可能にしつつ、電力変換装置が備える走行用インバータＥ３に短絡故障が生じた場合であっても単一のチップに局所的に大電流が流れることを防止することができる。

【0065】

また、ゲート駆動用電源装置においては、上アーム用スイッチング素子４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８に設けられた第１、第３、第５、第７、第９、第１１、第１３、第１５ゲート駆動回路Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７，Ｇ９，Ｇ１１，Ｇ１３，Ｇ１５に対しては、個別の電源ユニットが設けられている。

【0066】

このため、上アーム用スイッチング素子４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８が設けられたチップのいずれかに短絡故障が生じた場合であっても、他の上アーム用スイッチング素子４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８を強制的に導通状態とすることが可能となる。

【0067】

また、ゲート駆動用電源装置においては、走行用インバータＥ３にて下アーム用スイッチング素子１７，１９に対して設けられた第１４、第１６ゲート駆動回路Ｇ１４，Ｇ１６に対して第１１電源ユニットＰ１１から共通に直流電源が供給される。このため、電源ユニットＰの数をより削減し、ゲート駆動用電源装置をより小型化することが可能となる。

【0068】

また、ゲート駆動用電源装置においては、第７電源ユニットＰ７が走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１５に設けられた第１２ゲート駆動回路Ｇ１２と、昇降圧コンバータＥ１の下アーム用スイッチング素子５，７に設けられた第８、第１０ゲート駆動回路Ｇ８，Ｇ１０とに直流電源を共通に供給している。これによって、本実施形態では、走行用インバータＥ３の複数の下アーム用スイッチング素子１５，１７，１９を、複数の電源ユニットに分けて駆動可能とした。これは、車両において、発電能力の維持と走行能力の維持とを比較すると、走行能力の維持に対してより高い信頼性を求められるためである。

【0069】

ただし、例えば、電源ユニットが４つのゲート駆動回路に対して給電が可能な性能を有している場合には、図４に示すように、第７電源ユニットＰによって、発電用コンバータＥ２の下アーム用スイッチング素子１３に設けられた第６ゲート駆動回路Ｇ６に対して直流電源を供給するようにしても良い。

【0070】

このような場合には、例えば発電用コンバータＥ２において下アーム用スイッチング素子９が設けられたチップ、下アーム用スイッチング素子１１が設けられたチップ、及び下アーム用スイッチング素子１３のいずれかに短絡故障が生じ、短絡故障したチップに設けられた下アーム用スイッチング素子に対して設けられたゲート駆動回路に直流電源を供給する電源ユニットが同時に故障した場合であっても、他の電源ユニットの電力によって短絡故障が生じていないチップに設けられた下アーム用スイッチング素子を強制的に導通可能とすることができる。したがって、短絡故障が生じたチップのみに大電流が局所的に流れることを防止することができる。

【0071】

例えば、発電用コンバータＥ２の下アーム用スイッチング素子９が設けられたチップに短絡故障が発生し、下アーム用スイッチング素子９に設けられた第２ゲート駆動回路Ｇ２に直流電源を供給する第２電源ユニットＰ２が同時に故障したとする。この場合であっても、第７電源ユニットＰ７によって第６ゲート駆動回路Ｇ６に直流電源を供給することで、発電用コンバータＥ２の下アーム用スイッチング素子１３を強制的に導通状態とすることができる。したがって、発電用モータＭ１からで生じる電流が短絡故障した下アーム用スイッチング素子９が設けられたチップのみに流れることを防止することができる。

【0072】

また、発電用コンバータＥ２の下アーム用スイッチング素子１１が設けられたチップに短絡故障が発生し、下アーム用スイッチング素子１１に設けられた第４ゲート駆動回路Ｇ４に直流電源を供給する第２電源ユニットＰ２が同時に故障したとする。この場合であっても、第７電源ユニットＰ７によって第６ゲート駆動回路Ｇ６に直流電源を供給することで、発電用コンバータＥ２の下アーム用スイッチング素子１３を強制的に導通状態とすることができる。したがって、発電用モータＭ１からで生じる電流が短絡故障した下アーム用スイッチング素子１１が設けられたチップのみに流れることを防止することができる。

【0073】

さらに、発電用コンバータＥ２の下アーム用スイッチング素子１３が設けられたチップに短絡故障が発生し、下アーム用スイッチング素子１３に設けられた第６ゲート駆動回路Ｇ６に直流電源を供給する第７電源ユニットＰ７が同時に故障したとする。この場合であっても、第２電源ユニットＰ２によって第２、第４ゲート駆動回路Ｇ２，Ｇ４に直流電源を供給することで、発電用コンバータＥ２の下アーム用スイッチング素子９，１１を強制的に導通状態とすることができる。したがって、回転中の発電用モータＭ１からで生じる電流が短絡故障した下アーム用スイッチング素子１３が設けられたチップのみに流れることを防止することができる。

【0074】

また、ゲート駆動用電源装置においては、プリント基板Ｋ上において、隣接配置されたゲート駆動回路同士に共通して１つの電源ユニットから直流電源を供給している。このため、複数のゲート駆動回路に共通して直流電源を供給する電源ユニット（本実施形態では、第２電源ユニットＰ２、第７電源ユニットＰ７及び第１１電源ユニットＰ１１）の大型化を抑制することができる。

【0075】

（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。

【0076】

図５は、本発明の第２実施形態における基板レイアウトを示す模式図である。また、図６は、本発明の第２実施形態に係るゲート駆動用電源装置の構成を示す模式図及び第２実施形態における電力変換回路の回路図である。

【0077】

図５及び図６に示すように、本実施形態において電力変換回路には、昇降圧コンバータＥ１が設けられておらず、走行用インバータＥ３と発電用コンバータＥ２とが設けられている。これに伴って、本実施形態のゲート駆動用電源装置は、第５、第６、第７電源ユニットＰ５，Ｐ６，Ｐ７を備えていない。一方で、本実施形態のゲート駆動用電源装置では、第２電源ユニットＰ２が、第２ゲート駆動回路Ｇ２、第４ゲート駆動回路Ｇ４、第６ゲート駆動回路Ｇ６に加えて、第１２ゲート駆動回路Ｇ１２に直流電源を共通して供給する。本実施形態において、第２電源ユニットＰ２は、本発明の共通電源ユニットに相当する。

【0078】

このゲート駆動用電源装置では、図５及び図６に示すように、走行用インバータＥ３の複数の下アーム用スイッチング素子１５，１７，１９のうち下アーム用スイッチング素子１５に設けられた第１２ゲート駆動回路Ｇ１２と、発電用コンバータＥ２の下アーム用スイッチング素子９，１１，１３に設けられた第２、第４、第６ゲート駆動回路Ｇ２，Ｇ４，Ｇ１１とに直流電源を共通に供給する第２電源ユニットＰ２を備えている。

【0079】

したがって、全ての上アーム用スイッチング素子８，１０，１２，１４，１６，１８に設けられた第１、第３、第５、第１１、第１３、第１５ゲート駆動回路Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ１１，Ｇ１３，Ｇ１５と、全ての下アーム用スイッチング素子９，１１，１３，１５，１７，１９に設けられた第２、第４、第６、第１２、第１４、第１６ゲート駆動回路Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６，Ｇ１２，Ｇ１４，Ｇ１６との各々に電源ユニットを設置する場合と比較すると、電源ユニットの設置数を減少させることができ、ゲート駆動用電源装置を小型化することが可能となる。

【0080】

また、このゲート駆動用電源装置においては、第２電源ユニットＰ２が走行用インバータＥ３の複数の下アーム用スイッチング素子１５，１７，１９のうち下アーム用スイッチング素子１５に設けられた第１２ゲート駆動回路Ｇ１２と、発電用コンバータＥ２の下アーム用スイッチング素子９，１１，１３に設けられた第２、第４、第６ゲート駆動回路Ｇ２，Ｇ４，Ｇ６とに直流電源を共通に供給する。

【0081】

このため、走行用インバータＥ３の第２電源ユニットＰ２から直流電源を供給されない下アーム用スイッチング素子１７，１９に設けられた第１４、第１６ゲート駆動回路Ｇ１４，Ｇ１６には、他の電源ユニットである第１１電源ユニットＰ１１から直流電源が供給される。

【0082】

このため、例えば走行用インバータＥ３において下アーム用スイッチング素子１５が設けられたチップ、下アーム用スイッチング素子１７が設けられたチップ、下アーム用スイッチング素子１９が設けられたチップのいずれかに短絡故障が生じ、短絡故障したチップに設けられた下アーム用スイッチング素子に対して設けられたゲート駆動回路に直流電源を供給する電源ユニットが同時に故障した場合であっても、他の電源ユニットの電力によって短絡故障が生じていないチップに設けられたスイッチング素子を強制的に導通可能とすることができる。したがって、短絡故障が生じたチップのみに大電流が局所的に流れることを防止することができる。

【0083】

例えば、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１７が設けられたチップに短絡故障が発生し、下アーム用スイッチング素子１７に設けられた第１４ゲート駆動回路Ｇ１４に直流電源を供給する第１１電源ユニットＰ１１が同時に故障したとする。この場合であっても、第２電源ユニットＰ２によって第１２ゲート駆動回路Ｇ１２に直流電源を供給することで、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１５を強制的に導通状態とすることができる。したがって、回転中の走行用モータＭ２からで生じる電流が短絡故障した下アーム用スイッチング素子１７が設けられたチップのみに流れることを防止することができる。

【0084】

また、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１９が設けられたチップに短絡故障が発生し、下アーム用スイッチング素子１９に設けられた第１６ゲート駆動回路Ｇ１６に直流電源を供給する第１１電源ユニットＰ１１が同時に故障したとする。この場合であっても、第２電源ユニットＰ２によって第１２ゲート駆動回路Ｇ１２に直流電源を供給することで、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１５を強制的に導通状態とすることができる。したがって、回転中の走行用モータＭ２からで生じる電流が短絡故障した下アーム用スイッチング素子１９が設けられたチップのみに流れることを防止することができる。

【0085】

さらに、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１５が設けられたチップに短絡故障が発生し、下アーム用スイッチング素子１５に設けられた第１２ゲート駆動回路Ｇ１２に直流電源を供給する第２電源ユニットＰ２が同時に故障したとする。この場合であっても、第１１電源ユニットＰ１１によって第１４、第１６ゲート駆動回路Ｇ１４，Ｇ１６に直流電源を供給することで、走行用インバータＥ３の下アーム用スイッチング素子１７，１９を強制的に導通状態とすることができる。したがって、回転中の走行用モータＭ２からで生じる電流が短絡故障した下アーム用スイッチング素子１５が設けられたチップのみに流れることを防止することができる。

【0086】

以上説明したように、ゲート駆動用電源装置によれば、電源ユニットの共通化による小型化を可能にしつつ、電力変換装置が備える走行用インバータＥ３に短絡故障が生じた場合であっても単一のチップに局所的に大電流が流れることを防止することができる。

【0087】

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

【0088】

例えば、上記実施形態においては、下アーム用スイッチング素子に設けられたゲート駆動回路に直流電源を供給する電源ユニットが共通化された構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。上アーム用スイッチング素子に設けられたゲート駆動回路に直流電源を供給する電源ユニットが共通化された構成を採用することも可能である。

【0089】

また、発電用モータＭ１に代えて走行アシスト用モータが設置され、発電用コンバータＥ２に代えて走行アシスト用コンバータが設けられた構成に本発明を適用することも可能である。さらに、上記実施形態では変換回路の数は２つまたは３つである構成について説明したが、変換回路を４つ以上備える構成に本発明を適用することも可能である。

【符号の説明】

【0090】

Ｅ１ 昇降圧コンバータ（変換回路）
Ｅ２ 発電用コンバータ
Ｅ３ 走行用インバータ（多相変換回路）
Ｇ１ 第１ゲート駆動回路
Ｇ２ 第２ゲート駆動回路
Ｇ３ 第３ゲート駆動回路
Ｇ４ 第４ゲート駆動回路
Ｇ５ 第５ゲート駆動回路
Ｇ６ 第６ゲート駆動回路
Ｇ７ 第７ゲート駆動回路
Ｇ８ 第８ゲート駆動回路
Ｇ９ 第９ゲート駆動回路
Ｇ１０ 第１０ゲート駆動回路
Ｇ１１ 第１１ゲート駆動回路
Ｇ１２ 第１２ゲート駆動回路
Ｇ１３ 第１３ゲート駆動回路
Ｇ１４ 第１４ゲート駆動回路
Ｇ１５ 第１５ゲート駆動回路
Ｇ１６ 第１６ゲート駆動回路
Ｋ プリント基板
Ｍ１ 発電用モータ
Ｍ２ 走行用モータ
Ｐ１ 第１電源ユニット
Ｐ２ 第２電源ユニット
Ｐ３ 第３電源ユニット
Ｐ４ 第４電源ユニット
Ｐ５ 第５電源ユニット
Ｐ６ 第６電源ユニット
Ｐ７ 第７電源ユニット
Ｐ８ 第８電源ユニット
Ｐ９ 第９電源ユニット
Ｐ１０ 第１０電源ユニット
Ｐ１１ 第１１電源ユニット
４，６，８，１０，１２，１４，１６，１８ 上アーム用スイッチング素子
５，７，９，１１，１３，１５，１７，１９ 下アーム用スイッチング素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】