特表 2025-504047 ブートストラップ駆動回路、電動機制御機器、圧縮機及び車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-02-06

(54)【発明の名称】ブートストラップ駆動回路、電動機制御機器、圧縮機及び車両

(51)【国際特許分類】

   H02M 1/08 20060101AFI20250130BHJP

【ＦＩ】

H02M1/08 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024545036

(86)(22)【出願日】2023-03-10

(85)【翻訳文提出日】2024-07-29

(86)【国際出願番号】 CN2023080812

(87)【国際公開番号】W WO2023197802

(87)【国際公開日】2023-10-19

(31)【優先権主張番号】202210378498.X

(32)【優先日】2022-04-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522001448

【氏名又は名称】安徽威▲靈▼汽▲車▼部件有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＡＮＨＵＩ ＷＥＬＬＩＮＧ ＡＵＴＯ ＰＡＲＴＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．４１８ Ｃａｉｈｏｎｇ Ｒｏａｄ，Ｈｉｇｈ－Ｔｅｃｈ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ Ｈｅｆｅｉ，Ａｎｈｕｉ ２３００３１，ＣＨＩＮＡ

(71)【出願人】

【識別番号】520496327

【氏名又は名称】▲広▼▲東▼威▲靈▼汽▲車▼部件有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＧＵＡＮＧＤＯＮＧ ＷＥＬＬＩＮＧ ＡＵＴＯ ＰＡＲＴＳ ＣＯ．， ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｎｏ．１， Ｎｏ．２１ Ｇａｎｇｑｉａｎ Ｒｏａｄ， Ｂｅｉｊｉａｏ Ｒｅｓｉｄｅｎｔｉａｌ Ｃｏｕｎｃｉｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ， Ｂｅｉｊｉａｏ， Ｓｈｕｎｄｅ Ｆｏｓｈａｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５２８３１１， ＣＨＩＮＡ

(74)【代理人】

【識別番号】100112656

【弁理士】

【氏名又は名称】宮田 英毅

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】石宏康

(72)【発明者】

【氏名】宋万杰

(72)【発明者】

【氏名】秦飛祥

【テーマコード（参考）】

5H740

【Ｆターム（参考）】

5H740BA12

5H740BB05

5H740BC01

5H740BC02

5H740HH07

5H740JA01

5H740JB02

(57)【要約】

ブートストラップ駆動回路、電動機制御機器、圧縮機及び車両を提供する。ブートストラップ駆動回路（１００）は、ブートストラップユニット（１１０）、マイナス電圧ユニット（１２０）、駆動ユニット（１３０）及び電圧安定化ユニット（１４０）を含み、ここで、ブートストラップユニット（１１０）は、電圧安定化ユニット（１４０）にブートストラップ電圧を提供するためのものであり、電圧安定化ユニット（１４０）は、ブートストラップ電圧に対して安定化処理を行って、駆動ユニット（１３０）に、安定した駆動電圧を出力するためのものであり、駆動ユニット（１３０）は、導通制御信号を受け取った場合には、安定した駆動電圧に従って、対応するスイッチングトランジスタ（Ｑ１）を導通させるように駆動する一方、遮断制御信号を受け取った場合には、安定した駆動電圧に従って、マイナス電圧ユニット（１２０）が安定した遮断用マイナス電圧を生成するように制御して、スイッチングトランジスタ（Ｑ１）を遮断させるように駆動するためのものである。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ブートストラップユニット、マイナス電圧ユニット、駆動ユニット及び電圧安定化ユニットを含み、
前記ブートストラップユニットは、前記電圧安定化ユニットにブートストラップ電圧を提供するためのものであり、
前記電圧安定化ユニットは、前記ブートストラップ電圧に対して安定化処理を行って、前記駆動ユニットに、安定した駆動電圧を出力するためのものであり、
前記駆動ユニットは、導通制御信号を受け取った場合には、前記安定した駆動電圧に従って、対応するスイッチングトランジスタを導通させるように駆動し、遮断制御信号を受け取った場合には、前記安定した駆動電圧に従って、前記マイナス電圧ユニットが安定した遮断用マイナス電圧を生成するように制御して、前記スイッチングトランジスタを遮断させるように駆動するためのものである、
ブートストラップ駆動回路。

【請求項2】

前記電圧安定化ユニットの入力端が前記ブートストラップユニットの出力端に接続され、
前記電圧安定化ユニットの基準接地端が前記ブートストラップユニットの負極端及び前記駆動ユニットの電源負極ピンにそれぞれ接続され、
前記電圧安定化ユニットの出力端が前記駆動ユニットの電源正極ピンに接続され、
前記駆動ユニットの出力ピンが前記マイナス電圧ユニットの正端に接続され、
前記マイナス電圧ユニットの負端が前記スイッチングトランジスタの制御端に接続される、
請求項１に記載のブートストラップ駆動回路。

【請求項3】

前記電圧安定化ユニットは、リニア電圧安定化電源、又は、スイッチング電源を含む、
請求項１又は２に記載のブートストラップ駆動回路。

【請求項4】

前記スイッチングトランジスタは、逆変換回路の上アームスイッチングトランジスタである、
請求項１～３のいずれか１項に記載のブートストラップ駆動回路。

【請求項5】

充電制御ユニットを更に含み、
前記充電制御ユニットは、前記スイッチングトランジスタが導通している場合に、前記マイナス電圧ユニットを充電させるように制御して、前記マイナス電圧ユニットによって生成された遮断用マイナス電圧に対して二次安定化処理を行うためのものである、
請求項１～４のいずれか１項に記載のブートストラップ駆動回路。

【請求項6】

前記充電制御ユニットは、
前記マイナス電圧ユニットの負端と前記ブートストラップユニットの負極端との間に接続される制御可能なスイッチモジュールと、
前記制御可能なスイッチモジュールを導通させるよう制御して、前記駆動電圧により前記マイナス電圧ユニットに対して充電を行わせる論理制御モジュールと、を含む、
請求項５に記載のブートストラップ駆動回路。

【請求項7】

前記論理制御モジュールは、前記マイナス電圧ユニットの両端の電圧を取得し、前記駆動ユニットから出力された駆動電圧の立ち上がりエッジ時に、前記マイナス電圧ユニットの両端の電圧に基づいて前記マイナス電圧ユニットがアンダーボルテージであると判定した場合に、前記制御可能なスイッチモジュールを導通させるように制御することに更に用いられる、
請求項６に記載のブートストラップ駆動回路。

【請求項8】

前記論理制御モジュールは、前記駆動ユニットから出力された駆動電圧の立ち上がりエッジ時に、前記制御可能なスイッチモジュールを導通させるように制御することに更に用いられる、
請求項６に記載のブートストラップ駆動回路。

【請求項9】

前記制御可能なスイッチモジュールがＭＯＳトランジスタと電流制限抵抗を含み、
前記電流制限抵抗が前記ＭＯＳトランジスタのドレインと前記マイナス電圧ユニットの負端との間に接続され、又は、
前記電流制限抵抗が前記ＭＯＳトランジスタのソースと前記ブートストラップユニットの負極端との間に接続される、
請求項６～８のいずれか１項に記載のブートストラップ駆動回路。

【請求項10】

前記ＭＯＳトランジスタがボディダイオードを有する場合、前記制御可能なスイッチモジュールは、第１ダイオードを更に含み、前記第１ダイオードのアノードが前記ＭＯＳトランジスタのソースに接続され、前記第１ダイオードのカソードが前記ブートストラップユニットの負極端に接続される、
請求項９に記載のブートストラップ駆動回路。

【請求項11】

前記ブートストラップユニットは、給電電源、ブートストラップダイオード、ブートストラップ抵抗及びブートストラップコンデンサを含み、
前記給電電源の負極端が接地され、
前記ブートストラップダイオードのアノードが前記給電電源の正極端に接続され、
前記ブートストラップ抵抗の一端が前記ブートストラップダイオードのカソードに接続され、
前記ブートストラップコンデンサの正極端が前記ブートストラップ抵抗の他端に接続され、且つ第１ノードを有し、前記ブートストラップコンデンサの負極端が前記電圧安定化ユニットの基準接地端に接続され、前記第１ノードが前記ブートストラップユニットの出力端として機能する、
請求項２に記載のブートストラップ駆動回路。

【請求項12】

前記マイナス電圧ユニットは、マイナス電圧コンデンサ及び第１電圧安定化ダイオードを含み、
前記マイナス電圧コンデンサの正極端が前記駆動ユニットの出力ピンに接続され、前記マイナス電圧コンデンサの負極端が前記マイナス電圧ユニットの負端として機能し、
前記第１電圧安定化ダイオードのアノードが前記マイナス電圧コンデンサの負極端に接続され、前記第１電圧安定化ダイオードのカソードが前記マイナス電圧コンデンサの正極端に接続される、
請求項１１に記載のブートストラップ駆動回路。

【請求項13】

逆変換回路と、
請求項１～１２のいずれか１項に記載のブートストラップ駆動回路であって、前記逆変換回路内のスイッチングトランジスタを導通又は遮断させるように駆動することに用いられるブートストラップ駆動回路と、を含む、
電動機制御機器。

【請求項14】

前記逆変換回路が三相ブリッジ型逆変換回路、単相フルブリッジ逆変換回路、又は単相ハーフブリッジ逆変換回路である、
請求項１３に記載の電動機制御機器。

【請求項15】

電動機と、
請求項１３又は１４に記載の電動機制御機器であって、前記電動機を駆動して作動させることに用いられる電動機制御機器と、を含む、
圧縮機。

【請求項16】

請求項１５に記載の圧縮機を含む
車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本開示は、２０２２年４月１２日に提出された出願番号２０２２１０３７８４９８．Ｘ、出願名称「ブートストラップ駆動回路、電動機制御機器、圧縮機及び車両」の中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容は、引用により本開示に組み込まれる。

【0002】

本開示は、駆動制御の技術分野に関し、特にブートストラップ駆動回路、電動機制御機器、圧縮機、及び車両に関する。

【背景技術】

【0003】

ＳｉＣ（Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ、炭化シリコン）を代表とする第三世代の半導体は、高いスイッチング周波数、高い耐圧・耐熱耐寒性能を備え、そしてＳｉ（Ｓｉｌｉｃｏｎ、シリコン）デバイスと比べ、同じ性能であればより小さな体積を有する点から、電気自動車などの分野で幅広い応用展望がある。パワーデバイスを信頼性よく遮断するためには、ＳｉＣを代表とするパワーデバイスは一般的にマイナス電圧が必要とされている。しかしながら、関連技術では、パワーデバイスをマイナス電圧で遮断する際に、パワーデバイスにより許容されるマイナス電圧の変動範囲を超えてしまう恐れがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本開示は、少なくともある程度において、関連技術の中の少なくとも１つの技術的問題を解決することを目指している。このため、本開示の１つ目の目的は、ブートストラップ駆動回路を提供することにあり、電圧安定化ユニットによってブートストラップ電圧に対して電圧安定化処理を行うことで、駆動電圧の変動を低減し、ブートストラップ駆動回路の信頼性を向上させた。

【0005】

本開示の２つ目の目的は、電動機制御機器を提供することにある。

【0006】

本開示の３つ目の目的は、圧縮機を提供することにある。

【0007】

本開示の４つ目の目的は、車両を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述の目的を達成するために、本開示の第１態様の実施例は、ブートストラップ駆動回路であって、ブートストラップユニット、マイナス電圧ユニット、駆動ユニット及び電圧安定化ユニットを含み、ここで、ブートストラップユニットは、電圧安定化ユニットにブートストラップ電圧を提供するためのものであり、電圧安定化ユニットは、ブートストラップ電圧に対して安定化処理を行って、駆動ユニットに、安定した駆動電圧を出力するためのものであり、駆動ユニットは、導通制御信号を受け取った場合には、安定した駆動電圧に従って、対応するスイッチングトランジスタを導通させるように駆動し、遮断制御信号を受け取った場合には、安定した駆動電圧に従って、マイナス電圧ユニットが安定した遮断用マイナス電圧を生成するように制御して、スイッチングトランジスタを遮断させるように駆動するためのものである、ブートストラップ駆動回路を提供する。

【0009】

本開示の実施例に係るブートストラップ駆動回路は、ブートストラップユニットが、電圧安定化ユニットにブートストラップ電圧を提供して、電圧安定化ユニットが、ブートストラップ電圧に対して安定化処理を行って、駆動ユニットに、安定した駆動電圧を出力して、駆動ユニットは、導通制御信号を受け取った場合には、安定した駆動電圧に従って、対応するスイッチングトランジスタを導通させるように駆動する一方、遮断用制御信号を受け取った場合には、安定した駆動電圧に従って、マイナス電圧ユニットが安定した遮断用マイナス電圧を生成するように制御して、駆動ユニットが、安定した遮断用マイナス電圧に従って、スイッチングトランジスタを遮断させるように駆動する。これにより該回路は、ブートストラップ電圧に対して、電圧安定化ユニットで電圧安定化処理を行い、駆動電圧の変動を低減しており、ブートストラップ駆動回路の信頼性を向上させている。

【0010】

本開示の一実施例によれば、電圧安定化ユニットの入力端がブートストラップユニットの出力端に接続され、電圧安定化ユニットの基準接地端がブートストラップユニットの負極端及び駆動ユニットの電源負極ピンにそれぞれ接続され、電圧安定化ユニットの出力端が駆動ユニットの電源正極ピンに接続され、駆動ユニットの出力ピンがマイナス電圧ユニットの正端に接続され、マイナス電圧ユニットの負端がスイッチングトランジスタの制御端に接続される。

【0011】

本開示の一実施例によれば、電圧安定化ユニットは、リニア電圧安定化電源、又は、スイッチング電源を含む。

【0012】

本開示の一実施例によれば、スイッチングトランジスタは、逆変換回路の上アームスイッチングトランジスタである。

【0013】

本開示の一実施例によれば、充電制御ユニットを更に含み、充電制御ユニットは、スイッチングトランジスタが導通している場合に、マイナス電圧ユニットを充電させるように制御して、マイナス電圧ユニットによって生成された遮断用マイナス電圧に対して二次安定化処理を行うためのものである。

【0014】

本開示の一実施例によれば、充電制御ユニットは、マイナス電圧ユニットの負端とブートストラップユニットの負極端との間に接続される制御可能なスイッチモジュールと、制御可能なスイッチモジュールを導通させるように制御して、駆動電圧によりマイナス電圧ユニットに対して充電を行わせる論理制御モジュールと、を含む。

【0015】

本開示の一実施例によれば、論理制御モジュールは、マイナス電圧ユニットの両端の電圧を取得し、駆動ユニットから出力された駆動電圧の立ち上がりエッジ時に、マイナス電圧ユニットの両端の電圧に基づいてマイナス電圧ユニットがアンダーボルテージであると判定した場合に、制御可能なスイッチモジュールを導通させるように制御することに更に用いられる。

【0016】

本開示の一実施例によれば、論理制御モジュールは、駆動ユニットから出力された駆動電圧の立ち上がりエッジ時に、制御可能なスイッチモジュールを導通させるように制御することに更に用いられる。

【0017】

本開示の一実施例によれば、制御可能なスイッチモジュールがＭＯＳトランジスタと電流制限抵抗を含み、ここで、電流制限抵抗がＭＯＳトランジスタのドレインとマイナス電圧ユニットの負端との間に接続され、又は、電流制限抵抗がＭＯＳトランジスタのソースとブートストラップユニットの負極端との間に接続される。

【0018】

本開示の一実施例によれば、ＭＯＳトランジスタがボディダイオードを有する場合に、制御可能なスイッチモジュールは、第１ダイオードを更に含み、第１ダイオードのアノードがＭＯＳトランジスタのソースに接続され、第１ダイオードのカソードがブートストラップユニットの負極端に接続される。

【0019】

本開示の一実施例によれば、ブートストラップユニットは、給電電源、ブートストラップダイオード、ブートストラップ抵抗及びブートストラップコンデンサを含み、給電電源の負極端が接地され、ブートストラップダイオードのアノードが給電電源の正極端に接続され、ブートストラップ抵抗の一端がブートストラップダイオードのカソードに接続され、ブートストラップコンデンサの正極端がブートストラップ抵抗の他端に接続され、且つ第１ノードを有し、ブートストラップコンデンサの負極端が電圧安定化ユニットの基準接地端に接続され、第１ノードがブートストラップユニットの出力端として機能する。

【0020】

本開示の一実施例によれば、マイナス電圧ユニットは、マイナス電圧コンデンサ及び第１電圧安定化ダイオードを含み、マイナス電圧コンデンサの正極端が駆動ユニットの出力ピンに接続され、マイナス電圧コンデンサの負極端がマイナス電圧ユニットの負端として機能し、第１電圧安定化ダイオードのアノードがマイナス電圧コンデンサの負極端に接続され、第１電圧安定化ダイオードのカソードがマイナス電圧コンデンサの正極端に接続される。

【0021】

上述の目的を達成するために、本開示の第２態様の実施例は、逆変換回路と、上述のブートストラップ駆動回路であって、ブートストラップ駆動回路は逆変換回路内のスイッチングトランジスタを導通又は遮断させるように駆動することに用いられるブートストラップ駆動回路と、を含む、電動機制御機器を提供する。

【0022】

本開示の実施例に係る電動機制御機器は、上述のブートストラップ駆動回路により、電圧安定化ユニットがブートストラップ電圧に対して電圧安定化処理を行うことで、駆動電圧の変動を低減しており、電動機制御機器の信頼性を向上させている。

【0023】

本開示の一実施例によれば、逆変換回路が三相ブリッジ型逆変換回路、単相フルブリッジ逆変換回路、又は単相ハーフブリッジ逆変換回路である。

【0024】

上述の目的を達成するために、本開示の第３態様の実施例は、電動機と、上述の電動機制御機器であって、電動機の作動を駆動することに用いられる電動機制御機器と、を含む、圧縮機を提供する。

【0025】

本開示の実施例に係る圧縮機は、上述の電動機制御機器により、電圧安定化ユニットがブートストラップ電圧に対して電圧安定化処理を行うことで、駆動電圧の変動を低減しており、電動機制御機器の信頼性を向上させており、それにより、圧縮機の信頼性を向上させている。

【0026】

上述の目的を達成するために、本開示の第４態様の実施例は、上述の圧縮機を含む車両を提供する。

【0027】

本開示の実施例に係る車両は、上述の圧縮機により、電圧安定化ユニットがブートストラップ電圧に対して電圧安定化処理を行うことで、駆動電圧の変動を低減しており、圧縮機の信頼性を向上させており、それにより、車両の信頼性を向上させている。

【0028】

本開示の付加的な態様と利点は、その一部が以下の説明で示され、もう一部が以下の説明から明らかになり、又は本開示の実践から理解される。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】関連するブートストラップ駆動回路の回路トポロジ図である。

【図2】本開示の一実施例に係るブートストラップ駆動回路の構造模式図である。

【図3】本開示の別の一実施例に係るブートストラップ駆動回路の構造模式図である。

【図4】本開示のまた別の一実施例に係るブートストラップ駆動回路の構造模式図である。

【図5】本開示の一実施例に係るブートストラップ駆動回路の回路トポロジ図である。

【図6】本開示の一実施例に係る論理制御モジュールの原理のブロック図である。

【図7】本開示の１つ目の実施例に係るブートストラップ駆動回路の波形図である。

【図8】本開示の２つ目の実施例に係るブートストラップ駆動回路の波形図である。

【図9】本開示の３つ目の実施例に係るブートストラップ駆動回路の波形図である。

【図10】本開示の４つ目の実施例に係るブートストラップ駆動回路の波形図である。

【図11】本開示の一実施例に係る電動機制御機器のブロック図である。

【図12】本開示の一実施例に係る圧縮機のブロック図である。

【図13】本開示の一実施例に係る車両のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。説明する実施形態の例は図面に示されており、始めから終わりまで同じ又は類似の番号は同じもしくは類似の要素又は同じもしくは類似の機能を持つ要素を示す。以下、図面を参照して説明される実施例は例示的なもので、本開示を解釈するためにのみ用いられ、本開示を限定するものとして理解され得ない。

【0031】

図１は、関連するブートストラップ駆動回路の回路トポロジ図であり、図１に示すように、マイナス電圧モジュールは、並列接続されたコンデンサＣｚと電圧安定化ダイオードＤｚにより構成されている。スイッチングトランジスタを導通させる必要がある場合、駆動チップのＯＵＴピンの電圧はＶＤＤ－Ｖ１（ＶＤＤは電源電圧、Ｖ１はダイオードＤ１の導通電圧）とし、該電圧は、電圧安定化ダイオードＤｚを経て、スイッチングトランジスタのゲートに印加されて、スイッチングトランジスタのゲート駆動電圧はＶＤＤ－Ｖ１－Ｖｚ（Ｖｚは電圧安定化ダイオードＤｚの安定化電圧）となって、スイッチングトランジスタは導通することになる。スイッチングトランジスタを遮断する必要がある場合、駆動チップのＯＵＴピンの電圧は０に下がるようにする。導通時にコンデンサＣｚの左端の電位が右端の電位より高く、コンデンサＣｚの両端の電圧はＶｚとなっており、コンデンサＣｚの両端の電圧は激変し得ないため、スイッチングトランジスタを遮断する際、コンデンサＣｚの両端の電位は左側が高くて右側が低いまま保持され、両端の電位差はＶｚのままである。したがって駆動チップのＯＵＴピンが０に下がった際、コンデンサＣｚの左端の電位は０となり、コンデンサＣｚの右端の電位は－Ｖｚに保持され、この時スイッチングトランジスタのゲート駆動電圧は－Ｖｚとなり、スイッチングトランジスタはマイナス電圧で遮断されることになる。

【0032】

コンデンサＣｚの両端の電圧、つまりマイナス電圧の安定性は、電圧安定化ダイオードＤｚだけではなく、駆動信号のデューティ比にも関わっており、デューティ比の変更はマイナス電圧の不安定を引き起こす。特に、上アームのブートストラップ電圧、つまりブートストラップコンデンサＣＢＯＯＴの両端の電圧も変動すれば、マイナス電圧の安定性は更に悪化し、これはスイッチングトランジスタのゲート駆動電圧の不安定に繋がり、全体の回路性能の低下をもたらすため、ブートストラップ電圧の変動を厳格に制御する必要がある。

【0033】

これに対し、本開示の実施例において、ブートストラップ電圧に対して、電圧安定化ユニットで電圧安定化処理を行い、駆動電圧の変動を低減しており、ブートストラップ駆動回路の信頼性を向上させている、ブートストラップ駆動回路が提供されている。

【0034】

図２は、本開示の一実施例に係るブートストラップ駆動回路の構造模式図である。図２に示すように、該ブートストラップ駆動回路１００は、ブートストラップユニット１１０、マイナス電圧ユニット１２０、駆動ユニット１３０及び電圧安定化ユニット１４０を含んでもよい。

【0035】

ここで、ブートストラップユニット１１０は、電圧安定化ユニット１４０にブートストラップ電圧を提供するためのものであり、電圧安定化ユニット１４０は、ブートストラップ電圧に対して安定化処理を行って、駆動ユニット１３０に、安定した駆動電圧を出力するためのものであり、駆動ユニット１３０は、導通制御信号を受け取った場合には、安定した駆動電圧に従って、対応するスイッチングトランジスタＱ１を導通させるように駆動する一方、遮断制御信号を受け取った場合には、安定した駆動電圧に従って、マイナス電圧ユニット１２０が安定した遮断用マイナス電圧を生成するように制御して、スイッチングトランジスタＱ１を遮断させるように駆動するためのものである。

【0036】

なお、電圧安定化ユニット１４０は、リニア電圧安定化電源、又は、スイッチング電源などの、低電圧損失（すなわち電圧安定化機能）を持つ電源を含んでもよい。スイッチングトランジスタＱ１はＭＯＳトランジスタ、ＩＧＢＴトランジスタなどの、遮断がマイナス電圧で行われる必要があるトランジスタであってもよく、ここで、具体的に制限されることはない。該回路が逆変換回路に使用される場合、スイッチングトランジスタＱ１は逆変換回路の上アームスイッチングトランジスタであってもよい。

【0037】

例示的に、図２に示すように、電圧安定化ユニット１４０の入力端ＶＩＮはブートストラップユニット１１０の出力端に接続され、電圧安定化ユニット１４０の基準接地端ＣＯＭがブートストラップユニット１１０の負極端及び駆動ユニット１３０の電源負極ピンＶＳＳにそれぞれ接続され、電圧安定化ユニット１４０の出力端ＶＯＵＴが駆動ユニット１３０の電源正極ピンＶＤＤに接続される。これによりブートストラップユニット１１０から出力されるブートストラップ電圧が電圧安定化ユニット１４０によって処理された後、駆動ユニット１３０に対して、安定した駆動電圧を提供する。駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴがマイナス電圧ユニット１２０の正端に接続され、マイナス電圧ユニット１２０の負端がスイッチングトランジスタＱ１の制御端に接続される。

【0038】

制御の必要に応じて、スイッチングトランジスタＱ１を導通させるように制御する必要がある場合には、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴが、電源ピンＶＤＤに接続され、ブートストラップユニット１１０から出力されるブートストラップ電圧が、電圧安定化ユニット１４０で安定化処理された後、安定した駆動電圧が駆動ユニット１３０に供給される。この時、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴの電圧は、電圧安定化ユニット１４０から提供された駆動電圧（Ｖｃｃと記される）と同じになり、該電圧はマイナス電圧ユニット１２０を経て、スイッチングトランジスタＱ１のゲートに提供される。スイッチングトランジスタＱ１のゲート駆動電圧は、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴの電圧とマイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧との差（即ち、Ｖｃｃ－Ｖｃｎであり、Ｖｃｎはマイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧）となり、スイッチングトランジスタＱ１は導通することになる。

【0039】

制御の必要に応じて、スイッチングトランジスタＱ１を遮断させるように制御する必要がある場合には、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴが接地ピンＶＳＳに接続され、この時、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴの電圧は、接地ピンＶＳＳの電圧と同じで、ともに０になる。一方、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧が激変しないという特性に基づき、マイナス電圧ユニット１２０はスイッチングトランジスタＱ１のゲートに遮断用マイナス電圧（即ち、－Ｖｃｎ）を提供することになる。駆動ユニット１３０の駆動電圧は電圧安定化ユニット１４０で安定化処理されており、変動しないものであるため、スイッチングトランジスタＱ１のゲートは、安定した遮断用マイナス電圧（即ち、安定した－Ｖｃｎ）を受け取り、それによってスイッチングトランジスタＱ１の安定した遮断が確保される。

【0040】

上述の実施例に係るブートストラップ駆動回路は、電圧安定化ユニットによってブートストラップ電圧に対して電圧安定化処理を行うことで、駆動電圧の変動を低減しており、ブートストラップ駆動回路の信頼性を向上させている。

【0041】

本開示のいくつかの実施例において、図３に示すように、上述のブートストラップ駆動回路１００は、充電制御ユニット１５０を更に含み、充電制御ユニット１５０は、スイッチングトランジスタＱ１が導通している場合に、マイナス電圧ユニット１２０を充電させるように制御して、マイナス電圧ユニット１２０によって生成された遮断用マイナス電圧に対して二次安定化処理を行う。

【0042】

なお、マイナス電圧ユニット１２０は、充電時にスイッチングトランジスタＱ１の導通用プラス電圧を安定化させるためにも使用される。

【0043】

つまり、該ブートストラップ駆動回路１００は、電圧安定化ユニット１４０だけでなく、充電制御ユニット１５０も含んでおり、電圧安定化ユニット１４０はブートストラップ電圧に対して安定化処理を行って、ブートストラップ電圧の安定性を確保し、それによりマイナス電圧ユニット１２０へ供給される電圧の安定性を確保し、ブートストラップ電圧の不安定に起因したスイッチングトランジスタの駆動電圧と遮断用マイナス電圧の不安定という問題を効果的に解決することができる。一方、充電制御ユニット１５０はマイナス電圧ユニット１２０に充電パスを提供することができ、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧を安定させ、駆動信号のデューティ比の変更が遮断用マイナス電圧に与える影響を効果的に解決し、これにより駆動電圧と遮断用マイナス電圧の安定性を二つの側面から向上させ、ブートストラップ駆動回路の信頼性を向上させる。

【0044】

例示的に、制御の必要に応じて、スイッチングトランジスタＱ１を導通させるように制御する必要がある場合には、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴが電源ピンＶＤＤに接続され、ブートストラップユニット１１０から出力されるブートストラップ電圧が電圧安定化ユニット１４０で安定化処理された後、駆動ユニット１３０に供給される。この時、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴの電圧は、電圧安定化ユニット１４０から提供される駆動電圧（Ｖｃｃと記される）と同じになり、該電圧はマイナス電圧ユニット１２０を経て、スイッチングトランジスタＱ１のゲートに提供され、スイッチングトランジスタＱ１のゲート駆動電圧は、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴの電圧とマイナス電圧ユニット１２０両端の電圧との差（すなわち、Ｖｃｃ－Ｖｃｎであり、Ｖｃｎはマイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧）となり、スイッチングトランジスタＱ１は導通することになる。スイッチングトランジスタＱ１が導通している間に、充電制御ユニット１５０はマイナス電圧ユニット１２０を充電させるよう制御して、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧を安定させる。該電圧が安定した時、対応するスイッチングトランジスタＱ１のゲート駆動電圧も安定し、すなわち、スイッチングトランジスタＱ１の導通用プラス電圧が安定して、スイッチングトランジスタＱ１が、安定した導通状態になる。

【0045】

制御の要求に応じて、スイッチングトランジスタＱ１を遮断させるように制御する必要がある場合には、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴが接地ピンＶＳＳに接続され、この時、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴの電圧は、接地ピンＶＳＳの電圧と同じで、ともに０になる。一方、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧が激変しないという特性に基づき、マイナス電圧ユニット１２０はスイッチングトランジスタＱ１のゲートに遮断用マイナス電圧（すなわち、－Ｖｃｎ）を提供することになる。スイッチングトランジスタＱ１が導通している際に、ブートストラップ電圧を安定させているだけでなく、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧を安定状態にさせるようにその両端の電圧に対して補償を行っている。したがってスイッチングトランジスタＱ１のゲートは、安定した遮断用マイナス電圧（すなわち、安定した－Ｖｃｎ）を受け取り、それによってスイッチングトランジスタＱ１の安定した遮断が確保される。

【0046】

上述の実施例においては、電圧安定化ユニットによるブートストラップ電圧の安定化処理及び充電制御ユニットによるマイナス電圧ユニットが生成する遮断用マイナス電圧への補償により、スイッチングトランジスタの駆動電圧と遮断用マイナス電圧の安定性が大幅に向上し、スイッチングトランジスタが安定して導通・遮断できるようになり、回路の信頼性が向上する。

【0047】

本開示のいくつかの実施例において、図４に示すように、充電制御ユニット１５０は、マイナス電圧ユニット１２０の負端と前記ブートストラップユニット１１０の負極端との間に接続される制御可能なスイッチモジュール１５１と、制御可能なスイッチモジュール１５１を導通させて、駆動電圧によりマイナス電圧ユニット１２０に対して充電を行わせるように制御する論理制御モジュール１５２と、を含んでもよい。

【0048】

選択的に、制御可能なスイッチモジュール１５１は、ＭＯＳトランジスタなどを含み、ＭＯＳトランジスタなどの導通を制御することにより、マイナス電圧ユニット１２０に充電経路を提供し、ひいてはマイナス電圧ユニット１２０への充電を実現し、遮断用マイナス電圧の補償を実現する。

【0049】

例示的に、図４に示すように、スイッチングトランジスタＱ１を導通させるように制御する必要がある場合には、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴが、電源ピンＶＤＤに接続され、ブートストラップユニット１１０から出力されるブートストラップ電圧が、電圧安定化ユニット１４０で安定化処理された後、駆動ユニット１３０に供給される。駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴの電圧は、電源ピンＶＤＤの電圧と同じで、ともに駆動電圧となり、該電圧はマイナス電圧ユニット１２０を経て、スイッチングトランジスタＱ１に供給されて、スイッチングトランジスタＱ１を導通させる。この過程において、論理制御モジュール１５２は適切なタイミングでＭＯＳトランジスタのような制御可能なスイッチモジュール１５１を短時間導通状態に制御してもよい。この時、ブートストラップユニット１１０は、電圧安定化ユニット１４０、駆動ユニット１３０の電源ピンＶＤＤ及び出力ピンＯＵＴ、マイナス電圧ユニット１２０、制御可能なスイッチモジュール１５１とともに充電経路を形成し、ブートストラップユニット１１０から提供された駆動電圧でマイナス電圧ユニット１２０に充電し、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧が安定状態にあるように確保することで、スイッチングトランジスタＱ１の安定した導通を確保する。スイッチングトランジスタＱ１を遮断させる必要がある場合、論理制御モジュール１５２は、ＭＯＳトランジスタのような制御可能なスイッチモジュール１５１を遮断状態に制御し、同時に駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴが接地ピンＶＳＳに接続され、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧が激変しないという特性に基づき、マイナス電圧ユニット１２０はスイッチングトランジスタＱ１に安定した遮断用マイナス電圧を提供し、これによりスイッチングトランジスタＱ１の安定した遮断を確保する。

【0050】

該実施例において、ＭＯＳトランジスタのような制御可能なスイッチモジュール１５１を設置し、該制御可能なスイッチモジュール１５１への導通・遮断制御を通じて、マイナス電圧ユニット１２０への充電制御が可能になり、結果としてマイナス電圧ユニット１２０が、安定した遮断用マイナス電圧を提供可能になり、同時に、スイッチングトランジスタＱ１の駆動電圧の安定性が確保される。回路構造が簡略化され、実現されやすく、しかもコストが低く、占有される体積が小さい。

【0051】

本開示のいくつかの実施例において、論理制御モジュール１５２は、固定周波数又はランダム周波数で制御可能なスイッチモジュール１５１を導通させるように制御するために更に用いられる。

【0052】

なお、ここでの固定周波数は、駆動信号のスイッチング周波数とは無関係であり、具体的に実際の状況に応じて設定してもよい。固定周波数で制御可能なスイッチモジュール１５１を導通させるように制御する場合には、外部からのトリガーは不要で、論理制御モジュール１５２が、一定の時間間隔おきに、制御可能なスイッチモジュール１５１を１回導通させるように制御し、短期間持続した後に、制御可能なスイッチモジュール１５１を遮断させるように制御し、このプロセスを繰り返して、マイナス電圧ユニット１２０に充電する。

【0053】

該固定周波数は駆動信号と無関係なため、制御可能なスイッチモジュール１５１が導通しているものの、スイッチングトランジスタＱ１が導通していない状態になることがある。スイッチングトランジスタＱ１が導通していない場合、駆動ユニット１３０の電源ピンＶＤＤと出力ピンＯＵＴは切断されており、この時、駆動電源はマイナス電圧ユニット１２０に対して充電を行わない。一方、スイッチングトランジスタＱ１が導通している場合、駆動ユニット１３０の電源ピンＶＤＤと出力ピンＯＵＴが接続され、この時、駆動電源がマイナス電圧ユニット１２０に充電する。

【0054】

該方式では、外部からのトリガー、即ち、フィードバック信号が不要で、実現されやすいが、制御可能なスイッチモジュール１５１の導通がマイナス電圧ユニット１２０に充電し得るか否かはランダムに左右され、駆動信号のデューティ比が低い場合に、マイナス電圧ユニット１２０へ長時間にわたって効果的に充電ができない可能性がある。その一方、駆動電源がマイナス電圧ユニット１２０に充電している時、スイッチングトランジスタＱ１のゲート駆動電圧が下げられると、結果として、スイッチングトランジスタＱ１に対応する逆変換回路などの回路の出力電流の歪みを招くおそれがある。また、周波数が固定されているため、出力電流に生成される高調波周波数が、或る１つ又はいくつかの点に集中して、電磁両立設計に不利である。従って、この方式は逆変換回路などの回路への性能要求が比較的低く、低デューティ比を必要としない場合に適しているもので、該場合にスイッチングトランジスタＱ１の安定した導通・遮断、及び、回路性能を確保する。

【0055】

なお、ランダム周波数は、ランダムジッターである。即ち、制御可能なスイッチモジュール１５１の導通時刻が不定である。これによって、固定周波数を使用した際に出力電流上に生成される高調波周波数が或る１つ又はいくつかの点に集中するという問題を解決し、電磁両立設計に役立つ。該方式も同様に、逆変換回路などの回路への性能要求が比較的低く、低デューティ比を必要としない場合に適用でき、そのような場合にスイッチングトランジスタＱ１の安定した導通・遮断、及び、回路性能を確保する。

【0056】

本開示の別のいくつかの実施例において、論理制御モジュール１５２は、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧を取得し、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧に基づいてマイナス電圧ユニット１２０がアンダーボルテージであると判定した場合に、制御可能なスイッチモジュール１５１を導通させるように制御することに更に用いられる。

【0057】

例示的に、論理制御モジュール１５２がマイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧をサンプリングし、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧が或る閾値（実際の状況に応じて設定可能）未満になった場合、論理制御モジュール１５２が、制御可能なスイッチモジュール１５１を短期間導通させるように制御して、駆動電源によりマイナス電圧ユニット１２０に対して充電を行うことができる。

【0058】

該方式では、制御可能なスイッチモジュール１５１のスイッチング周波数を最小限に低減することができ、即ち、マイナス電圧ユニット１２０がアンダーボルテージである時のみ、制御可能なスイッチモジュール１５１を導通させる。シミュレーション結果によれば、スイッチングトランジスタＱ１の数百回、ひいては数千回のスイッチング周期（ミリ秒を単位として）に、１回だけ制御可能なスイッチモジュール１５１を導通させて、マイナス電圧ユニット１２０への充電を行い、必要な電圧を確保する。しかし、該方式でも、制御可能なスイッチモジュール１５１が導通している時に、スイッチングトランジスタＱ１のゲート駆動電圧が下げられると、結果として、出力電流上に高調波周波数が生成されるリスクがあり、出力電流の周波数（該回路が電動機の駆動に使用される場合、出力電流の周波数は電動機の回転速度に電動機の電極対数を乗じたもの）が高くなるほど、制御可能なスイッチモジュール１５１の導通によって生成される高調波周波数の影響が大きくなる。従って、該方式は逆変換回路などの回路への性能要求が高くない場合に適しているもので、そのような場合にスイッチングトランジスタＱ１の安定した導通・遮断、及び、回路性能を確保する。

【0059】

本開示のまたいくつかの実施例において、論理制御モジュール１５２は、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧を取得し、駆動ユニット１３０から出力された駆動電圧の立ち上がりエッジ時に、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧に基づいてマイナス電圧ユニット１２０がアンダーボルテージであると判定した場合に、制御可能なスイッチモジュール１５１を導通させるように制御することに更に用いられる。

【0060】

例示的に、論理制御モジュール１５２がマイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧をサンプリングし、マイナス電圧ユニット１２０の両端の電圧が或る閾値（実際の状況に応じて設定可能）未満になった場合、論理制御モジュール１５２が、駆動ユニット１３０から出力された駆動電圧（すなわち、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴの電圧）の立ち上がりエッジに、制御可能なスイッチモジュール１５１を短期間導通させるように制御して、駆動電源によりマイナス電圧ユニット１２０に対して充電を行うことができる。

【0061】

該方式では、マイナス電圧ユニット１２０がアンダーボルテージであり、且つ駆動電圧の立ち上がりエッジに、制御可能なスイッチモジュール１５１を導通させるように制御することにより、制御可能なスイッチモジュール１５１のスイッチング周波数を最小限に低減するだけでなく、駆動電圧の歪み度合も低減することができる。即ち、駆動電圧に短期間遅延を加えて、デューティ比を少し低減することで、駆動電圧の歪みを減少させる。また、シミュレーション分析によれば、制御可能なスイッチモジュール１５１の導通によって生じる駆動電圧のデューティ比の損失は元のデューティ比の約０．２％にすぎず、そのような微小なデューティ比の損失は、逆変換回路などの回路の出力に非常に小さい影響しか与えない。従って、該方式は逆変換回路などの回路に対する性能要求が高い場合に適しているもので、そのような場合にスイッチングトランジスタＱ１の安定した導通・遮断、及び、回路性能を確保する。

【0062】

本開示の更なるいくつかの実施例において、論理制御モジュール１５２は、駆動ユニット１３０から出力された駆動電圧の立ち上がりエッジ時に、制御可能なスイッチモジュール１５１を導通させるように制御することに更に用いられる。

【0063】

例示的に、論理制御モジュール１５２は、スイッチングトランジスタＱ１の各スイッチング周期中に、駆動ユニット１３０から出力された駆動電圧（即ち、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴの電圧）の立ち上がりエッジに、制御可能なスイッチモジュール１５１を制御して短期間導通させ、駆動電源によりマイナス電圧ユニット１２０に対して充電を行う。

【0064】

該方式により駆動電圧の歪みを低減できる。すなわち、駆動電圧に短期間遅延を加えて、デューティ比を少し低減することで、駆動電圧の歪みを低減する。シミュレーション分析によれば、制御可能なスイッチモジュール１５１の導通による駆動電圧のデューティ比の損失は、元のデューティ比の約０．２％にすぎず、そのような微小なデューティ比の損失は、逆変換回路などの回路の出力に非常に小さい影響しか与えない。なお、各スイッチング周期で固定のデューティ比が損失されるため、損失したデューティ比は逆変換回路などの閉ループ制御回路で自動的に補償してもよいし、また、各スイッチング周期のデューティ比を能動的に若干高めてマイナス電圧ユニット１２０の充電に使用することで、毎周期に固定の損失が生じるという問題を解決してもよい。該方式は、逆変換回路などの回路に対する性能要求が高い場合に適しているもので、そのような場合にスイッチングトランジスタＱ１の安定した導通・遮断、及び、回路性能を確保する。同時に、ソフトウェアアルゴリズムの適応により、逆変換回路などの回路の出力電流に、余分な高調波周波数がほぼ生成されないようにすることが可能である。

【0065】

上述の実施例において、異なる方式で制御可能なスイッチモジュール１５１を導通させるように制御することにより、スイッチングトランジスタＱ１の安定した導通・遮断、及び、回路性能を確保するだけでなく、異なる場合に適用し、異なる実際のニーズを満たすことができる。

【0066】

本開示のいくつかの実施例において、図５に示すように、制御可能なスイッチモジュール１５１がＭＯＳトランジスタＭ１と電流制限抵抗Ｒ１を含み、ここで、電流制限抵抗Ｒ１がＭＯＳトランジスタＭ１のドレインとマイナス電圧ユニット１２０の負端の間に接続され、又は、電流制限抵抗Ｒ１がＭＯＳトランジスタＭ１のソースとブートストラップユニット１１０の負極端の間に接続されて、マイナス電圧ユニット１２０の充電電流を制限し、それによりマイナス電圧ユニット１２０の充電速度を制御する。

【0067】

なお、図５に示すように、電流制限抵抗Ｒ１がＭＯＳトランジスタＭ１のドレインとマイナス電圧ユニット１２０の負端の間に接続されている場合、該電流制限抵抗Ｒ１は、マイナス電圧ユニット１２０の充電電流だけでなく、スイッチングトランジスタＱ１の駆動電流も制限することができ、スイッチングトランジスタＱ１の駆動抵抗は、電流制限抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ３が直列に接続された抵抗となる。

【0068】

本開示のいくつかの実施例において、図５に示すように、ＭＯＳトランジスタＭ１が、ボディダイオードを有する場合に、制御可能なスイッチモジュール１５１は、第１ダイオードＤ１を更に含み、第１ダイオードＤ１のアノードがＭＯＳトランジスタＭ１のソースに接続され、第１ダイオードＤ１のカソードがブートストラップユニット１１０の負極端に接続される。これにより、ＭＯＳトランジスタＭ１のボディダイオードを通じてマイナス電圧ユニット１２０が逆方向に放電することを防げる。

【0069】

なお、第１ダイオードＤ１をＭＯＳトランジスタＭ１のドレインとマイナス電圧ユニット１２０の負端の間に設置してもよい。また、ＭＯＳトランジスタＭ１が、ボディダイオードを付帯しなければ、マイナス電圧ユニット１２０はＭＯＳトランジスタＭ１を通じて逆方向に放電できない。そのため、ＭＯＳトランジスタＭ１が、ボディダイオードを有していない場合、コストを節約するために第１ダイオードＤ１を設置しなくてもよい。

【0070】

本開示のいくつかの実施例において、図５に示すように、ブートストラップユニット１１０は、負極端が接地される給電電源ＶＣＣと、ブートストラップダイオードＤ２であって、ブートストラップダイオードＤ２のアノードが給電電源ＶＣＣの正極端に接続されるブートストラップダイオードＤ２と、ブートストラップ抵抗Ｒ２であって、ブートストラップ抵抗Ｒ２の一端がブートストラップダイオードＤ２のカソードに接続されるブートストラップ抵抗Ｒ２と、ブートストラップコンデンサＣＢＳであって、ブートストラップコンデンサＣＢＳの正極端がブートストラップ抵抗Ｒ２の他端に接続され、且つ第１ノードを有し、ブートストラップコンデンサＣＢＳの負極端が電圧安定化ユニット１４０の基準接地端ＣＯＭに接続され、第１ノードがブートストラップユニット１１０の出力端として機能するブートストラップコンデンサＣＢＳと、を含んでもよい。

【0071】

更に、図５に示すように、マイナス電圧ユニット１２０は、マイナス電圧コンデンサＣＮであって、マイナス電圧コンデンサＣＮの正極端が駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴに接続され、マイナス電圧コンデンサＣＮの負極端がマイナス電圧ユニット１２０の負端として機能するマイナス電圧コンデンサＣＮと、第１電圧安定化ダイオードＺＤ１であって、第１電圧安定化ダイオードＺＤ１のアノードがマイナス電圧コンデンサＣＮの負極端に接続され、第１電圧安定化ダイオードＺＤ１のカソードがマイナス電圧コンデンサＣＮの正極端に接続される第１電圧安定化ダイオードＺＤ１と、を含む。

【0072】

例示的に、スイッチングトランジスタＱ１を導通させる必要がある場合、駆動ユニット１３０の電源ピンＶＤＤが出力ピンＯＵＴに接続され、ブートストラップコンデンサＣＢＳが、電圧安定化ユニット１４０、駆動ユニット１３０の電源ピンＶＤＤ及び出力ピンＯＵＴを経て、マイナス電圧ユニット１２０に駆動電圧を提供する。該駆動電圧Ｖｃｃが、すなわち電圧安定化ユニット１４０の出力電圧である。マイナス電圧ユニット１２０においては、マイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧をＶｃｎとし（なお、作動初期にスイッチングトランジスタＱ１の駆動電圧と遮断用マイナス電圧を安定させるために、回路作動前にＭＯＳトランジスタＭ１を短期間導通させてマイナス電圧コンデンサＣＮに予め充電しておき、それが安定した電圧状態にあるように確保してもよい）、その結果、スイッチングトランジスタＱ１のゲート駆動電圧はＶｃｃ－Ｖｃｎとなり、これによりスイッチングトランジスタＱ１が導通することになる。

【0073】

スイッチングトランジスタＱ１を遮断する必要がある場合、駆動ユニット１３０の接地ピンＶＳＳと出力ピンＯＵＴが接続される。マイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧が激変し得ないため、マイナス電圧コンデンサＣＮの負極端の電圧は－Ｖｃｎとなり、これにより、スイッチングトランジスタＱ１に遮断用マイナス電圧を提供し、その結果、スイッチングトランジスタＱ１がマイナス電圧で遮断されることになる。

【0074】

スイッチングトランジスタＱ１の導通・遮断制御過程において、論理制御モジュール１５２は上述の５つの方法のいずれかを基にしてＭＯＳトランジスタＭ１を導通させるように制御して、駆動電源によりマイナス電圧コンデンサＣＮに充電し、マイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧Ｖｃｎに対して補償を行うことで、それが安定状態にあるように確保することができる。これにより、スイッチングトランジスタＱ１が導通している際の駆動電圧、すなわち導通用プラス電圧の安定性、及びスイッチングトランジスタＱ１を遮断している際の遮断用マイナス電圧の安定性を確保し、スイッチングトランジスタＱ１の安定した導通・遮断を確保する。

【0075】

本開示のいくつかの実施例において、論理制御モジュール１５２の内部原理図は、図６に示されるものである。以下、図５と図６を参照しながら、論理制御モジュール１５２がＭＯＳトランジスタＭ１を導通させて、マイナス電圧コンデンサＣＮに充電する制御について説明する。

【0076】

例示的に、論理制御モジュール１５２は固定周波数でＭＯＳトランジスタＭ１を導通させるように制御する。

【0077】

具体的には、図６に示すように、論理制御モジュール１５２が固定周波数でＭＯＳトランジスタＭ１を導通させるように制御する場合、論理制御モジュール１５２内部のタイマーは一定の時間間隔でハイレベル信号をラッチに出力するか、又はシステムＭＣＵ（例えば、逆変換回路に適用する場合には、逆変換回路のシステムＭＣＵ）が定期的にハイレベル信号をラッチに入力し、ラッチはハイレベルのパルス信号をＭＯＳ駆動回路に出力して、ＭＯＳトランジスタＭ１を短期間導通させるように駆動する。スイッチングトランジスタＱ１が導通状態にある際は、ＭＯＳトランジスタＭ１の導通がマイナス電圧コンデンサＣＮの充電をさせる。スイッチングトランジスタＱ１が遮断状態にある際は、ＭＯＳトランジスタＭ１の導通は作用を及ぼさない。固定周波数でＭＯＳトランジスタＭ１を導通させる場合の波形は、図７に示されるものである。上述の分析から、該方式は、逆変換回路などの回路に対する性能要求が低く、低デューティ比を必要としない場合に適用できることがわかる。

【0078】

例示的に、論理制御モジュール１５２はランダム周波数でＭＯＳトランジスタＭ１を導通させるよう制御する。

【0079】

具体的には、図６に示すように、論理制御モジュール１５２がランダム周波数でＭＯＳトランジスタＭ１を導通させるように制御する場合、システムＭＣＵがランダム周波数でランダムにハイレベル信号をラッチに入力してもよく、ラッチはハイレベルのパルス信号をＭＯＳ駆動回路に出力して、ＭＯＳトランジスタＭ１を短期間導通させるように駆動する。上述の分析から、該方式は、逆変換回路などの回路に対する性能要求が低く、低デューティ比を必要としない場合に適用できることがわかる。

【0080】

第３種の例として、論理制御モジュール１５２は、マイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧を取得し、マイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧に基づいて、マイナス電圧コンデンサＣＮが、アンダーボルテージであると判定した場合に、ＭＯＳトランジスタＭ１を導通させるように制御する。

【0081】

具体的に、図６を引き続き参照して、論理制御モジュール１５２内の比較器には、マイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧の許容される最小値Ｖｃｎ＿ｍｉｎが保存されている。比較器は、マイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧をサンプリングする。マイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧値がＶｃｎ＿ｍｉｎ未満の場合、比較器はハイレベル信号をラッチに送信し、ラッチはハイレベルのパルス信号をＭＯＳ駆動回路に出力して、ＭＯＳトランジスタＭ１を短期間導通させるように駆動する。スイッチングトランジスタＱ１が導通状態にある際、ＭＯＳトランジスタＭ１の導通は、マイナス電圧コンデンサＣＮの充電をさせる。スイッチングトランジスタＱ１が遮断状態にある際、ＭＯＳトランジスタＭ１の導通は作用を及ぼさない。こうして、ＭＯＳトランジスタＭ１は、マイナス電圧コンデンサＣＮがアンダーボルテージの時のみ導通し、ＭＯＳトランジスタＭ１のスイッチング周波数を最小限に低減できる。マイナス電圧コンデンサＣＮがアンダーボルテージであるときＭＯＳトランジスタＭ１が導通する場合の波形は図８に示されているものである。上述の分析から、該方式は、逆変換回路などの回路に対する性能要求が高くない場合に適用できることが分かる。

【0082】

第４種の例として、論理制御モジュール１５２がマイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧を取得し、駆動ユニット１３０から出力された駆動電圧の立ち上がりエッジ時に、マイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧に基づいて、マイナス電圧コンデンサＣＮがアンダーボルテージであると判定した場合に、ＭＯＳトランジスタＭ１を導通させるように制御する。

【0083】

具体的に、図６を引き続き参照して、論理制御モジュール１５２内の比較器がマイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧をサンプリングし、マイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧値がＶｃｎ＿ｍｉｎ未満の場合、ハイレベル信号を出力する。同時に、フリップフロップが駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴに接続され、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴから出力された信号の立ち上がりエッジ時に、ハイレベル信号を出力する。そして、比較器とフリップフロップから出力された信号はＡＮＤゲートの演算を経てラッチに出力される。すなわち、比較器とフリップフロップの両方ともハイレベル信号を出力した場合に限り、ＡＮＤゲートはラッチにハイレベル信号を出力して、ＭＯＳトランジスタＭ１を導通させるように駆動し得る。つまり、マイナス電圧コンデンサＣＮの両端の電圧値がＶｃｎ＿ｍｉｎ未満であり、且つ駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴから出力された信号の立ち上がりエッジ時に、論理制御モジュール１５２はＭＯＳトランジスタＭ１を導通させるように制御して、マイナス電圧コンデンサＣＮに充電する。これにより、スイッチングトランジスタＱ１の駆動電圧の歪み度合を低減できる。対応する波形は図９に示されているものである。上述の分析から、該方式は逆変換回路などの回路に対する要求が高い場合に適用できることがわかる。

【0084】

第５種の例として、論理制御モジュール１５２は、駆動ユニット１３０から出力された駆動電圧の立ち上がりエッジ時に、ＭＯＳトランジスタＭ１を導通させるように制御する。

【0085】

具体的に、図６を引き続き参照して、論理制御モジュール１５２内のフリップフロップが駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴに接続され、駆動ユニット１３０の出力ピンＯＵＴから出力された信号の立ち上がりエッジ時に、ラッチにハイレベル信号を出力する。ラッチは、ハイレベルのパルス信号を出力してＭＯＳトランジスタＭ１を導通させ、これによりマイナス電圧コンデンサＣＮに充電する。対応する波形は図１０に示されているものである。上述の分析から、該方式は逆変換回路などの回路に対する要求が高い場合に適用できることがわかる。

【0086】

まとめると、本開示の実施例に係るブートストラップ駆動回路において、電圧安定化ユニットでブートストラップ電圧に対して安定化処理を行うことで、ブートストラップ電圧の安定性を確保でき、それによって駆動電圧、及び、遮断用マイナス電圧の安定性を確保し、回路の駆動性能を向上させる。これを基に、充電制御ユニットがマイナス電圧ユニットに充電して、遮断用マイナス電圧を補償することで、遮断用マイナス電圧及び駆動電圧の安定性を確保でき、回路の駆動性能を一層向上させている。

【0087】

上述の実施例に対応して、本開示には、電動機制御機器が更に提案されている。

【0088】

図１１は、本開示の一実施例に係る電動機制御機器のブロック図である。

【0089】

本開示の実施例における電動機制御機器３００は、逆変換回路２００と上述のブートストラップ駆動回路１００を含んでもよい。ブートストラップ駆動回路１００は、逆変換回路２００内のスイッチングトランジスタを導通又は遮断させるよう駆動するために使用され、具体的には、逆変換回路２００内の各レグの上アームスイッチングトランジスタおよび下アームスイッチングトランジスタの導通又は遮断を含む。

【0090】

本開示のいくつかの実施例において、逆変換回路２００が三相ブリッジ型逆変換回路、単相フルブリッジ逆変換回路、又は単相ハーフブリッジ逆変換回路、などであってもよいが、ここで限定されない。ブートストラップ駆動回路１００が、逆変換回路２００を駆動して作動させる際には、ブートストラップ駆動回路１００内のブートストラップユニットが電圧安定化ユニットにブートストラップ電圧を提供して、電圧安定化ユニットによりブートストラップ電圧に対して安定化処理を行うことで、安定した駆動電圧を駆動ユニットに出力する。駆動ユニットは導通制御信号を受け取った場合、安定した駆動電圧に従って、対応するスイッチングトランジスタを導通させるように駆動する一方、遮断制御信号を受け取った場合、安定した駆動電圧に従って、マイナス電圧ユニットが安定した遮断用マイナス電圧を生成するように制御して、スイッチングトランジスタを遮断させるように駆動する。

【0091】

本開示の実施例に係る電動機制御機器において、上述のブートストラップ駆動回路により、電圧安定化ユニットでブートストラップ電圧に対して安定化処理を行うことで、ブートストラップ電圧の安定性を確保でき、それによって駆動電圧、及び、遮断用マイナス電圧の安定性を確保し、回路の駆動性能を向上させる。これを基に、充電制御ユニットがマイナス電圧ユニットに充電して、遮断用マイナス電圧を補償することで、遮断用マイナス電圧及び駆動電圧の安定性を確保でき、回路の駆動性能を一層向上させている。

【0092】

上述の実施例に対応して、本開示には、圧縮機が更に提案されている。

【0093】

図１２は、本開示の一実施例に係る圧縮機のブロック図である。

【0094】

本開示の実施例に係る圧縮機４００は、電動機Ｍと、上述の電動機制御機器３００であって、電動機Ｍの作動を駆動することに用いられる電動機制御機器３００と、を含む。

【0095】

いくつかの実施例において、圧縮機４００は、駆動部と圧縮部を含む電動圧縮機であってもよい。電動圧縮機内の駆動部は、圧縮部が圧縮作業を行うように駆動する。たとえば、駆動部には、ローターとステーターを含む電動機Ｍ及び上述の電動機制御機器３００が含まれてもよく、電動機制御機器３００により電動機Ｍの作動を駆動することで、圧縮部の圧縮作業を駆動する。また、いくつかの実施例において、電動圧縮機は。低背圧圧縮機であってもよく、駆動部は圧縮機の吸入口と連通する低圧室に設置されてもよく、圧縮部は圧縮機の排出口と連通する高圧室に設置されてもよい。また、いくつかの実施例において、電動圧縮機は横型圧縮機であってもよく、駆動部と圧縮部は横に並べて配置され得る。

【0096】

電動機制御機器３００が電動機Ｍを駆動して作動させ、圧縮部の圧縮作業を駆動する過程において、ブートストラップ駆動回路内のブートストラップユニットが、電圧安定化ユニットにブートストラップ電圧を提供して、電圧安定化ユニットによりブートストラップ電圧に対して安定化処理を行うことで、安定した駆動電圧を駆動ユニットに出力する。駆動ユニットは導通制御信号を受け取った場合、安定した駆動電圧に従って、対応するスイッチングトランジスタを導通させるように駆動する一方、遮断制御信号を受け取った場合、安定した駆動電圧に従って、マイナス電圧ユニットが安定した遮断用マイナス電圧を生成するように制御して、スイッチングトランジスタを遮断させるように駆動する。

【0097】

本開示の実施例に係る圧縮機において、上述の電動機制御機器により、電圧安定化ユニットでブートストラップ電圧に対して安定化処理を行うことで、ブートストラップ電圧の安定性を確保でき、それによって駆動電圧、及び、遮断用マイナス電圧の安定性を確保し、回路の駆動性能を向上させる。これを基に、充電制御ユニットがマイナス電圧ユニットに充電して、遮断用マイナス電圧を補償することで、遮断用マイナス電圧及び駆動電圧の安定性を確保でき、回路の駆動性能及び、圧縮機の性能を一層向上させている。

【0098】

上述の実施例に対応して、本開示には、車両が更に提案されている。

【0099】

図１３は、本開示の一実施例に係る車両のブロック図である。

【0100】

本開示の実施例に係る車両５００は、上述の圧縮機４００を含む。

【0101】

本開示の実施例において、車両５００は上述の任意の実施例で説明された圧縮機４００を含む。車両５００は、新エネルギー車であってもよく、いくつかの実施例において、新エネルギー車は電動機を主駆動力とする純電気自動車であってもよく、他のいくつかの実施例において、新エネルギー車は内燃機関と電動機を同時に主駆動力とするハイブリッド車であってもよい。上述の実施例で言及された新エネルギー車に駆動力を提供する内燃機関と電動機について、内燃機関はガソリン、ディーゼル、水素などを燃料として使用でき、電動機に電力を供給する方法には、動力電池、水素燃料電池などがあるが、これに特に限定されるものではない。なお、ここでは、新エネルギー車の構造について例示的な説明を行っているだけで、本開示の保護範囲を限定するものではない。

【0102】

本開示の実施例に係る車両において、上述の圧縮機により、電圧安定化ユニットでブートストラップ電圧に対して安定化処理を行うことで、ブートストラップ電圧の安定性を確保でき、それによって駆動電圧、及び、遮断用マイナス電圧の安定性を確保し、回路の駆動性能を向上させる。これを基に、充電制御ユニットがマイナス電圧ユニットに充電して、遮断用マイナス電圧を補償することで、遮断用マイナス電圧及び駆動電圧の安定性を確保でき、回路の駆動性能、及び、圧縮機の性能を一層向上させており、それによって車両の性能を一層向上させている。

【0103】

なお、フローチャートで示されるか、又は、ここで他の方法で述べられる論理や／あるいはステップは、例えば、論理機能を実現するための実行可能な指令のシーケンスリストとみなされ、コンピュータ可読媒体の中に具体的に実現することができる。これらは指令実行システム、装置、又は機器（コンピュータベースのシステム、プロセッサを含むシステム、又は、指令実行システム、装置、又は機器から指令を受け取り実行する他のシステム）によって使用されるか、又はこれらの指令実行システム、装置、又は機器と組み合わせて使用される。本明細書において、「コンピュータ可読媒体」は、プログラムを含有、保存、通信、伝播、あるいは伝送できる装置であって、そのプログラムを指令実行システム、装置、又は機器単独で、もしくは組み合わせて使用するための装置である。コンピュータ可読媒体のより具体的な例（網羅的でないリスト）には、１つ又は複数の配線を持つ電機的接続部（電子装置）、ポータブルコンピュータディスクカセット（磁気装置）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能なリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバー装置、ポータブルコンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）等を含む。更に、コンピュータ可読媒体は、例えばプログラムをプリントすることができる紙や他の適切な媒体でもよい。なぜなら、紙や他の媒体を光学的にスキャンし、その後編集、解釈するか、又は必要に応じて他の適切な方式で処理して電子的に前記プログラムを取得し、それをコンピュータメモリに保存することができるからである。

【0104】

本開示の各部分は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせによって実施することができると理解されるであろう。上述の実施形態では、複数のステップや方法が、メモリに保存された、適切な指令実行システムによって実行されるソフトウェアやファームウェアにより実現され得る。例えば、ハードウェアで実現される場合、別の実施形態と同様に、データ信号に対して論理機能を実現する論理ゲート回路を持つ離散論理回路、適切な組み合わせの論理ゲート回路を持つ専用集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等の、本分野で公知の任意の技術又はそれらの組み合わせにより実現され得る。

【0105】

本明細書の説明における「１つの実施形態」、「いくつかの実施形態」、「例」、「具体例」、或いは「いくつかの例」等の表現は、実施例又は例が説明された具体的特徴、構造、材質又は特性が本発明の１つ以上の実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書における上述の用語の示意的表現は、必ずしも同一の実施例又は例を指すわけではない。また、具体的特徴、構造、材質又は特性は、いずれか１つ又は複数の実施例又は例において適切な方式で組み合わせることもできる。

【0106】

また、「第１」、「第２」という用語は、目的を説明するためにのみ使用され、相対的重要性を指示又は示唆したり、技術的特徴の数を暗示したりするものとして理解され得ない。従って、「第１」、「第２」として限定されている特徴は、１つ以上の該特徴を含むことを明示または暗示することもある。本開示の説明では、「複数」というのは、特に具体的に限定されていない限り、２つ、３つなど、２つ以上を意味する。

【0107】

本開示において、特に明確な規定や限定がない限り、「取り付け」、「結合」、「接続」という用語は、広義に理解されるべきである。例えば、これらは、固定接続であるか、取り外し可能な接続であるか、又は一体化された接続であってもよく、機械接続であるか、電気接続であってもよく、直接接続であるか、中間媒介を介した間接接続であってもよく、２つの要素が内部的に連通していることであるか、相互に作用している関係であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じてこれらの用語の本開示における具体的意味を理解することができるであろう。

【0108】

本開示の実施例が示され、説明されたとはいえ、当業者であれば、上述の実施例は、例示的なもので、本開示に対する限定として理解され得ず、本開示の範囲において、上述の実施例に対して変更、組み合わせ、修正、置換、及び変型を行えることが、理解されるであろう。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】