專利名稱：半導(dǎo)體元件控制裝置、車載用電機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)進(jìn)行用于將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力或?qū)⒔涣麟娏D(zhuǎn)換為直流電力這一開(kāi)關(guān)動(dòng)作的半導(dǎo)體元件進(jìn)行控制的半導(dǎo)體元件控制裝置、具有該半導(dǎo)體元件控制裝置的車載用電機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電力轉(zhuǎn)換裝置具備將從直流電源提供的直流電力轉(zhuǎn)換為用于提供給旋轉(zhuǎn)電機(jī)等交流電負(fù)荷的交流電力的功能、或者將由旋轉(zhuǎn)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為用于提供給直流電源的直流電力的功能。為了發(fā)揮該轉(zhuǎn)換功能，電力轉(zhuǎn)換裝置包括具有多個(gè)開(kāi)關(guān)元件的逆變器電路，且通過(guò)開(kāi)關(guān)元件反復(fù)執(zhí)行導(dǎo)通動(dòng)作或切斷動(dòng)作來(lái)進(jìn)行從直流電力向交流電力或從交流電力向直流電力的電力轉(zhuǎn)換。在驅(qū)動(dòng)上述開(kāi)關(guān)元件的電路中，在電源短路等異常時(shí)，若沒(méi)有保護(hù)電路，則會(huì)在開(kāi)關(guān)元件中流動(dòng)過(guò)大的電流，有可能因元件發(fā)熱或開(kāi)關(guān)浪涌電壓而引起破壞。用于抑制這種短路時(shí)的過(guò)電流的技術(shù)在專利文獻(xiàn)1中有所公開(kāi)。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，記載了基于感測(cè)IGBT 的感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)過(guò)電流及短路并切斷IGBT的內(nèi)容?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)平3-40517號(hào)公報(bào)在上述專利文獻(xiàn)1所記載的基于感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)過(guò)電流及短路的現(xiàn)有的電力轉(zhuǎn)換裝置中，在因IGBT的開(kāi)關(guān)動(dòng)作導(dǎo)致感測(cè)電流中增加了開(kāi)關(guān)噪聲等情況下，容易誤檢測(cè)過(guò)電流或短路。因此，期望盡量降低這種誤檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第1方式的半導(dǎo)體元件控制裝置，其控制半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo)體元件進(jìn)行用于將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力或者將交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，該半導(dǎo)體元件控制裝置具備驅(qū)動(dòng)部，其將用于控制半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至半導(dǎo)體元件的端子；短路檢測(cè)部，其基于端子的電壓來(lái)檢測(cè)半導(dǎo)體元件的短路，并輸出短路檢測(cè)信號(hào)；和驅(qū)動(dòng)切斷部，其基于從短路檢測(cè)部輸出的短路檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流動(dòng)的電流。根據(jù)本發(fā)明的第2方式，第1方式的半導(dǎo)體元件控制裝置能夠還具備過(guò)電流檢測(cè)部，其基于自半導(dǎo)體元件輸出的感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流，并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；和濾波器部，其去除從過(guò)電流檢測(cè)部輸出的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)中的噪聲成分。在該半導(dǎo)體元件控制裝置中優(yōu)選，驅(qū)動(dòng)切斷部基于短路檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流，并且基于由濾波器部去除了噪聲成分的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。本發(fā)明的第3方式的半導(dǎo)體元件控制裝置，其控制半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo)體元件進(jìn)行用于將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，該半導(dǎo)體元件控制裝置具備驅(qū)動(dòng)部，其將用于控制半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至半導(dǎo)體元件的端子；短路檢測(cè)部，其基于端子的電壓和自半導(dǎo)體元件輸出的感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)半導(dǎo)體元件的短路，并輸出短路檢測(cè)信號(hào)；和驅(qū)動(dòng)切斷部，其基于從短路檢測(cè)部輸出的短路檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。根據(jù)本發(fā)明的第4方式，第3方式的半導(dǎo)體元件控制裝置能夠還具備過(guò)電流檢測(cè)部，其基于端子的電壓和感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流，并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；和濾波器部，其去除從過(guò)電流檢測(cè)部輸出的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)中的噪聲成分。在該半導(dǎo)體控制裝置中優(yōu)選，驅(qū)動(dòng)切斷部基于短路檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流，并且基于由濾波器部去除了噪聲成分的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。根據(jù)本發(fā)明的第5方式，在第4方式的半導(dǎo)體元件控制裝置中，所述過(guò)電流檢測(cè)部在端子的電壓超過(guò)規(guī)定的第一電壓值、且感測(cè)電流超過(guò)規(guī)定的第一電流值時(shí)，檢出半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；短路檢測(cè)部，在端子的電壓超過(guò)在第一電壓值以上的規(guī)定的第二電壓值、且感測(cè)電流超過(guò)在第一電流值以下的規(guī)定的第二電流值時(shí)， 檢出半導(dǎo)體元件的短路并輸出短路檢測(cè)信號(hào)。本發(fā)明的第6方式的車載用電機(jī)系統(tǒng)，其具備可充放電的車載電源；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其基于交流電力產(chǎn)生動(dòng)力，并且基于動(dòng)力產(chǎn)生交流電力；和電力轉(zhuǎn)換裝置，其將來(lái)自車載電源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力后提供給電動(dòng)發(fā)電機(jī)，并且將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力后對(duì)車載電源進(jìn)行充電。在該車載用電機(jī)系統(tǒng)中，電力轉(zhuǎn)換裝置具有 多個(gè)半導(dǎo)體元件，其進(jìn)行用于將來(lái)自車載電源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力、或者將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的開(kāi)關(guān)動(dòng)作；驅(qū)動(dòng)部，其將用于控制半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至半導(dǎo)體元件的端子；短路檢測(cè)部，其基于端子的電壓來(lái)檢測(cè)半導(dǎo)體元件的短路，并輸出短路檢測(cè)信號(hào)；和驅(qū)動(dòng)切斷部，其基于從短路檢測(cè)部輸出的短路檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。根據(jù)本發(fā)明的第7方式，在第6方式的車載用電機(jī)系統(tǒng)中，所述電力轉(zhuǎn)換裝置還具有過(guò)電流檢測(cè)部，其基于自半導(dǎo)體元件輸出的感測(cè)信號(hào)來(lái)檢測(cè)半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流，并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；和濾波器部，其去除從過(guò)電流檢測(cè)部輸出的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)中的噪聲成分。在該車載用電機(jī)系統(tǒng)中優(yōu)選，驅(qū)動(dòng)切斷部基于短路檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流，并且基于由濾波器部去除了噪聲成分的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。本發(fā)明的第8方式的車載用電機(jī)系統(tǒng)，具備可充放電的車載電源；電動(dòng)發(fā)電機(jī)， 其基于交流電力產(chǎn)生動(dòng)力，并且基于動(dòng)力產(chǎn)生交流電力；和電力轉(zhuǎn)換裝置，其將來(lái)自車載電源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力后提供給電動(dòng)發(fā)電機(jī)，并且將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力后對(duì)車載電源進(jìn)行充電。在該車載用電機(jī)系統(tǒng)中，電力轉(zhuǎn)換裝置具有多個(gè)半導(dǎo)體元件，其進(jìn)行用于將來(lái)自車載電源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力、或者將由電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的開(kāi)關(guān)動(dòng)作；驅(qū)動(dòng)部，其將用于控制半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至半導(dǎo)體元件的端子；短路檢測(cè)部，其基于端子的電壓和自半導(dǎo)體元件輸出的感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)半導(dǎo)體元件的短路，并輸出短路檢測(cè)信號(hào)；和驅(qū)動(dòng)切斷部，其基于從短路檢測(cè)部輸出的短路檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。CN 102549925 A
根據(jù)本發(fā)明的第9方式，在第8方式的車載用電機(jī)系統(tǒng)中，電力轉(zhuǎn)換裝置還具有 過(guò)電流檢測(cè)部，其基于端子的電壓和感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流，并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；和濾波器部，其去除從過(guò)電流檢測(cè)部輸出的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)中的噪聲成分。在該車載用電機(jī)系統(tǒng)中優(yōu)選，驅(qū)動(dòng)切斷部基于短路檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流，并且基于由濾波器部去除了噪聲成分的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。根據(jù)本發(fā)明的第10方式，在第9方式的車載用電機(jī)系統(tǒng)中，過(guò)電流檢測(cè)部在端子的電壓超過(guò)規(guī)定的第一電壓值、且感測(cè)電流超過(guò)規(guī)定的第一電流值時(shí)，檢出半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；短路檢測(cè)部在端子的電壓超過(guò)小于第一電壓值的規(guī)定的第二電壓值、且感測(cè)電流超過(guò)小于第一電流值的規(guī)定的第二電流值時(shí)，檢出半導(dǎo)體元件的短路并輸出短路檢測(cè)信號(hào)。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，即便在感測(cè)電流中附加有開(kāi)關(guān)噪聲的情況下，也不會(huì)誤檢測(cè)過(guò)電流或短路，能實(shí)現(xiàn)高可靠的短路保護(hù)。


圖1是表示混合動(dòng)力汽車的控制模塊的圖。圖2是表示具備包括上下支路的串聯(lián)電路及控制部的逆變器裝置、由連接于逆變器裝置的直流側(cè)的電容器構(gòu)成的電力轉(zhuǎn)換裝置、電池、和電動(dòng)發(fā)電機(jī)的車輛驅(qū)動(dòng)用電機(jī)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)的圖。圖3是與本發(fā)明的第1實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的電路框圖。圖4是與本發(fā)明的第1實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的電路圖。圖5是與本發(fā)明的第1實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的動(dòng)作時(shí)的時(shí)序圖。圖6是與本發(fā)明的第2實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的電路框圖。圖7是與本發(fā)明的第2實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的電路圖。圖8是與本發(fā)明的第2實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的動(dòng)作時(shí)的時(shí)序圖。圖9是與本發(fā)明的第2實(shí)施方式的一個(gè)變形例相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的電路框圖。圖10是與本發(fā)明的第2實(shí)施方式的另一個(gè)變形例相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的電路框圖。圖11是表示感測(cè)電阻的配置例的概略圖。
具體實(shí)施例方式第1實(shí)施方式以下，參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體元件控制裝置及車載用電機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體元件控制裝置被搭載于將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力或?qū)⒔涣麟娏D(zhuǎn)換為直流電力的電力轉(zhuǎn)換裝置，控制用于進(jìn)行這種電力轉(zhuǎn)換的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的半導(dǎo)體元件。具有本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的半導(dǎo)體元件控制裝置的電力轉(zhuǎn)換裝置，雖然可應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車或純粹的電動(dòng)汽車等，但是作為代表例，利用圖1和圖2說(shuō)明應(yīng)用于混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的情況。圖1是表示混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的控制模塊的圖。圖2是表示具有包括上下支路的串聯(lián)電路及控制部的逆變器裝置、具備與逆變器裝置的直流側(cè)相連的電容器組件的電力轉(zhuǎn)換裝置、電池、和電動(dòng)發(fā)電機(jī)的車載用電機(jī)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)的圖。在本實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明在汽車所搭載的車載電機(jī)系統(tǒng)的車載用電力轉(zhuǎn)換裝置特別是車輛驅(qū)動(dòng)用電機(jī)系統(tǒng)中使用并且搭載環(huán)境或工作環(huán)境等非?？量痰能囕v驅(qū)動(dòng)用逆變器裝置。車輛驅(qū)動(dòng)用逆變器裝置作為對(duì)車輛驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制的控制裝置而配備于車輛驅(qū)動(dòng)用電機(jī)系統(tǒng)中，將從構(gòu)成車載電源的車載電池或車載發(fā)電裝置提供的直流電力轉(zhuǎn)換為規(guī)定的交流電力，將得到的交流電力提供給車輛驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)來(lái)控制車輛驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。另外，因?yàn)檐囕v驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)也具有作為發(fā)電機(jī)的功能，所以車輛驅(qū)動(dòng)用逆變器裝置也具有根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)模式將車輛驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的功能。被轉(zhuǎn)換后的直流電力提供給車載電池。此外，本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)作為汽車或卡車等車輛驅(qū)動(dòng)用電力轉(zhuǎn)換裝置最適用，但也可應(yīng)用于除此之外的電力轉(zhuǎn)換裝置，例如電車、船舶或航空器等電力轉(zhuǎn)換裝置。進(jìn)而，也可應(yīng)用于作為驅(qū)動(dòng)工廠設(shè)備的電動(dòng)機(jī)的控制裝置而使用的產(chǎn)業(yè)用電力轉(zhuǎn)換裝置、或者驅(qū)動(dòng)家庭太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)或家庭電器的電動(dòng)機(jī)的控制裝置而使用的家庭用電力轉(zhuǎn)換裝置。在圖1中，混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(以下，記為“HEV”)110為一輛電動(dòng)車輛，具備兩個(gè)車輛驅(qū)動(dòng)用系統(tǒng)。其中之一是以內(nèi)燃機(jī)即發(fā)動(dòng)機(jī)120作為動(dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)121。發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)121主要作為HEVllO的驅(qū)動(dòng)源使用。在發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)121中，發(fā)動(dòng)機(jī)120基于從燃料箱132供給的汽油等燃料，按照發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元131的控制進(jìn)行動(dòng)作。另一個(gè)是以電動(dòng)發(fā)電機(jī)192、194作為動(dòng)力源的車載電機(jī)系統(tǒng)250。車載電機(jī)系統(tǒng)250主要作為HEVllO的驅(qū)動(dòng)源及HEVl 10的電力產(chǎn)生源使用。電動(dòng)發(fā)電機(jī)192、194例如是同步機(jī)或感應(yīng)電機(jī)，因?yàn)楦鶕?jù)運(yùn)轉(zhuǎn)方法作為電動(dòng)機(jī)或發(fā)電機(jī)進(jìn)行動(dòng)作，所以這里記為“電動(dòng)發(fā)電機(jī)”。在車體的前部，前輪車軸114可旋轉(zhuǎn)地被軸支撐。在前輪車軸114的兩端設(shè)置有1 對(duì)前輪112。在車體的后部，后輪車軸(未圖示)可旋轉(zhuǎn)地被軸支撐。在后輪車軸的兩端設(shè)置有1對(duì)后輪。在本實(shí)施方式的HEV中，雖然采用了將由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的主輪設(shè)定為前輪112、 將連動(dòng)的從輪設(shè)定為后輪的所謂的前輪驅(qū)動(dòng)方式，但是也可采用相反的驅(qū)動(dòng)方式即后輪驅(qū)動(dòng)方式。在前輪車軸114的中央部設(shè)置有前輪側(cè)差動(dòng)齒輪(以下，記為“前輪側(cè)DG”)116。 前輪車軸114與前輪側(cè)DG116的輸出側(cè)機(jī)械地連接。變速器118的輸出軸與前輪側(cè)DG116 的輸入側(cè)機(jī)械地連接。前輪側(cè)DG116是將由變速器118變速后傳遞的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力分配給左右的前輪車軸114的差動(dòng)式動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的輸出側(cè)與變速器118的輸入側(cè)機(jī)械地連接。發(fā)動(dòng)機(jī)120的輸出側(cè)及電動(dòng)發(fā)電機(jī)194的輸出側(cè)經(jīng)由動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)122而與電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的輸入側(cè)機(jī)械地連接。此外，電動(dòng)發(fā)電機(jī)192、194及動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)122 被收納于變速器118的框體內(nèi)部。動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)122是由齒輪123 130構(gòu)成的差動(dòng)機(jī)構(gòu)。齒輪125 1 是錐齒輪。齒輪123、124、129、130是正齒輪。電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的動(dòng)力被直接傳遞給變速器118。 電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的軸與齒輪129為同軸。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)192沒(méi)有驅(qū)動(dòng)電力供給的情況下，傳遞給齒輪129的動(dòng)力被直接傳遞給變速器118的輸入側(cè)。
當(dāng)由發(fā)動(dòng)機(jī)120的運(yùn)轉(zhuǎn)而驅(qū)動(dòng)了齒輪123時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力首先從齒輪123 傳遞給齒輪124，其次從齒輪IM傳遞給齒輪1 及齒輪128，接著從齒輪1 及齒輪128 傳遞給齒輪130，最終傳遞給齒輪129。當(dāng)由電動(dòng)發(fā)電機(jī)194的運(yùn)轉(zhuǎn)而驅(qū)動(dòng)了齒輪125時(shí)， 電動(dòng)發(fā)電機(jī)194的旋轉(zhuǎn)首先從齒輪125傳遞給齒輪1 及齒輪128，其次從齒輪1 及齒輪 128傳遞給齒輪130，最終傳遞給齒輪129。此外，作為動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)122，也可取代上述的差動(dòng)機(jī)構(gòu)而采用行星齒輪機(jī)構(gòu)等其他機(jī)構(gòu)。電動(dòng)發(fā)電機(jī)192、194是轉(zhuǎn)子處具備永久磁鐵的同步機(jī)。逆變器裝置140、142通過(guò)控制向電動(dòng)發(fā)電機(jī)192、194的定子的電樞繞組供給的交流電力來(lái)控制電動(dòng)發(fā)電機(jī)192、194 的驅(qū)動(dòng)。電池136與逆變器裝置140、142電連接，在電池136與逆變器裝置140、142之間可授受電力。在本實(shí)施方式中，具備由電動(dòng)發(fā)電機(jī)192及逆變器裝置140構(gòu)成的第1電動(dòng)發(fā)電單元和由電動(dòng)發(fā)電機(jī)194及逆變器裝置142構(gòu)成的第2電動(dòng)發(fā)電單元這兩個(gè)電動(dòng)發(fā)電單元，并根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)區(qū)分使用它們。也就是說(shuō)，在由來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)車輛的情況下，在使車輛的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩加速時(shí)，將第2電動(dòng)發(fā)電單元作為發(fā)電單元通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力使其進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)并發(fā)電，由通過(guò)該發(fā)電得到的電力而使第1電動(dòng)發(fā)電單元作為電動(dòng)單元進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在同樣的情況下，在使車輛的車速加速時(shí)，將第1電動(dòng)發(fā)電單元作為發(fā)電單元通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)120的動(dòng)力使其進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)并發(fā)電，由通過(guò)該發(fā)電得到的電力而使第2電動(dòng)發(fā)電單元作為電動(dòng)單元進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在本實(shí)施方式中，由電池136的電力而使第1電動(dòng)發(fā)電單元作為電動(dòng)單元運(yùn)轉(zhuǎn)，從而僅由電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的動(dòng)力就能驅(qū)動(dòng)車輛。進(jìn)而，在本實(shí)施方式中，由發(fā)動(dòng)機(jī)120 的動(dòng)力或來(lái)自車輪的動(dòng)力而使第1電動(dòng)發(fā)電單元或第2電動(dòng)發(fā)電單元作為發(fā)電單元進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)并發(fā)電，從而能對(duì)電池136進(jìn)行充電。電池136還作為用于驅(qū)動(dòng)輔機(jī)用的電動(dòng)機(jī)195的電源使用。電動(dòng)機(jī)195例如是對(duì)空調(diào)機(jī)的壓縮機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)、或者是對(duì)控制用的油壓泵進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。從電池 136向輔機(jī)用逆變器裝置43供給直流電力，由輔機(jī)用逆變器裝置43將該直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力之后提供給電動(dòng)機(jī)195。輔機(jī)用逆變器裝置43具有與逆變器裝置140或142同樣的功能，控制向電動(dòng)機(jī)195供給的交流的相位、頻率或電力。例如，通過(guò)提供相對(duì)于電動(dòng)機(jī)195的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而相位超前的交流電力，使得電動(dòng)機(jī)195產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。另一方面，通過(guò)產(chǎn)生相位延遲的交流電力，使得電動(dòng)機(jī)195作為發(fā)電機(jī)起作用，電動(dòng)機(jī)195處于再生制動(dòng)狀態(tài)的運(yùn)轉(zhuǎn)。這種輔機(jī)用逆變器裝置43的控制功能與逆變器裝置140或142的控制功能相同。 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)195的容量比電動(dòng)發(fā)電機(jī)192或194的容量小，所以輔機(jī)用逆變器裝置43的最大轉(zhuǎn)換電力比逆變器裝置140、142小，但是輔機(jī)用逆變器裝置43的電路結(jié)構(gòu)基本上與逆變器裝置140或142的電路結(jié)構(gòu)相同。逆變器裝置140及142、輔機(jī)用逆變器裝置43以及電容器組件500在電氣方面處于密切的關(guān)系。此外，針對(duì)發(fā)熱的對(duì)策所需要的點(diǎn)也是共同的。另外，期望將裝置的體積制作得盡量小?；谶@些點(diǎn)，下面詳細(xì)敘述的電力轉(zhuǎn)換裝置將逆變器裝置140及142、輔機(jī)用逆變器裝置43以及電容器組件500內(nèi)置于電力轉(zhuǎn)換裝置的框體內(nèi)。通過(guò)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)小型且可靠性高的裝置。另外，通過(guò)將逆變器裝置140及142、輔機(jī)用逆變器裝置43以及電容器組件500內(nèi)置于一個(gè)框體內(nèi)，從而在布線的簡(jiǎn)單化及噪聲對(duì)策方面具有效果。此外，能夠降低電容器組件500與逆變器裝置140及142的連接電路的電感，能降低峰值電壓，并且能實(shí)現(xiàn)發(fā)熱的降低及散熱效率的提高。接下來(lái)，利用圖2說(shuō)明逆變器裝置140及142、以及輔機(jī)用逆變器裝置43的電路結(jié)構(gòu)。此外，在圖1、圖2所示的實(shí)施方式中，舉例說(shuō)明分別單獨(dú)構(gòu)成逆變器裝置140及142、 以及輔機(jī)用逆變器裝置43的情形。逆變器裝置140及142、以及輔機(jī)用逆變器裝置43由于具有相同的結(jié)構(gòu)，起到同樣的作用，具有同樣的功能，所以在此作為代表例而說(shuō)明逆變器裝置 140。本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置200具備逆變器裝置140和電容器組件500，逆變器裝置140具有逆變器電路144和控制部170。另外，逆變器電路144構(gòu)成為具有由作為上支路動(dòng)作的IGBT3^ (絕緣柵型雙極性晶體管)及二極管156和作為下支路動(dòng)作的 IGBT330及二極管166構(gòu)成的多個(gè)上下支路串聯(lián)電路150 (在圖2的例子中為3個(gè)上下支路串聯(lián)電路150、150、150)，并且從各個(gè)上下支路串聯(lián)電路150的中點(diǎn)部分(中間電極169) 通過(guò)交流端子159連接于向電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的交流電力線(交流母線)186。另外，控制部 170具有對(duì)逆變器電路144進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制的驅(qū)動(dòng)器電路174 ；和經(jīng)由信號(hào)線176向驅(qū)動(dòng)器電路174提供控制信號(hào)的控制電路172。上支路的IGBT3^、下支路的IGBT330是開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件，接受從控制部 170輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，將從電池136供給的直流電力轉(zhuǎn)換為三相交流電力。被轉(zhuǎn)換后的電力提供給電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的電樞繞組。如上述，逆變器裝置140也能將電動(dòng)發(fā)電機(jī) 192產(chǎn)生的三相交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力。本實(shí)施方式涉及的電力轉(zhuǎn)換裝置200如圖1的記載那樣，雖然具有逆變器裝置140 和142、以及輔機(jī)用逆變器裝置43和電容器組件500，但是如上述那樣，由于逆變器裝置140 和142、以及輔機(jī)用逆變器裝置43具有同樣的電路結(jié)構(gòu)，因此將逆變器裝置140作為代表例進(jìn)行記載，逆變器裝置142和輔機(jī)用逆變器裝置43如上面敘述那樣已省略。逆變器電路144由3相橋式電路構(gòu)成，3相的上下支路串聯(lián)電路150、150、150分別在直流正極端子314與直流負(fù)極端子316之間并連地電連接。直流正極端子314和直流負(fù)極端子316分別與電池136的正極側(cè)和負(fù)極側(cè)電連接。這里，上下支路串聯(lián)電路150被稱作“支路”，并具備上支路側(cè)的開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件3 及二極管156、和下支路側(cè)的開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件330及二極管166。在本實(shí)施方式中，例示了作為開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件而采用IGBT3^及330的情形。IGBT3^及330具備集電極電極153、163、發(fā)射極電極(信號(hào)用發(fā)射極電極端子155、 165)、柵極電極(柵極電極端子154、164)。如圖示那樣，在IGBT3^、330的集電極電極153、 163與發(fā)射極電極之間電連接二極管156、166。二極管156、166具備陰極電極及陽(yáng)極電極這兩個(gè)電極，按照從IGBT3^、330的發(fā)射極電極到集電極電極的方向?yàn)檎虻姆绞?，陰極電極與IGBT3^、330的集電極電極電連接，陽(yáng)極電極與IGBT3^、330的發(fā)射極電極電連接。 作為開(kāi)關(guān)用功率半導(dǎo)體元件，也可采用MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。此時(shí)，不需要上支路的二極管156、下支路的二極管166。上下支路串聯(lián)電路150對(duì)應(yīng)于電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的電樞繞組的各相繞組而設(shè)置 3相。3個(gè)上下支路串聯(lián)電路150、150、150分別形成了經(jīng)由將IGBT3^的發(fā)射極電極與IGBT330的下支路的集電極電極163連接起來(lái)的中間電極169、交流端子159而向電動(dòng)發(fā)電機(jī)192傳輸?shù)腢相、V相、W相。上下支路串聯(lián)電路彼此之間并連地電連接。上支路的 IGBT328的集電極電極153經(jīng)由正極端子(P端子)157而與電容器組件500的正極側(cè)電容器電極電連接，下支路的IGBT330的發(fā)射極電極經(jīng)由負(fù)極端子(N端子)158而與電容器組件500的負(fù)極側(cè)電容器電極電連接(以直流母線連接)。位于各支路的中點(diǎn)部分(上支路的IGBT3^的發(fā)射極電極與下支路的IGBT330的集電極電極的連接部分)的中間電極169， 經(jīng)由交流連接器188而與電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的電樞繞組所對(duì)應(yīng)的相繞組電連接。電容器組件500用于構(gòu)成對(duì)由IGBT3^、330的開(kāi)關(guān)動(dòng)作所產(chǎn)生的直流電壓的變動(dòng)進(jìn)行抑制的平滑電路。電池136的正極側(cè)經(jīng)由正極側(cè)電容器端子504和直流連接器138而與電容器組件500的正極側(cè)電容器電極電連接，電池136的負(fù)極側(cè)經(jīng)由負(fù)極側(cè)電容器端子 506和直流連接器138而與電容器組件500的負(fù)極側(cè)電容器電極電連接。由此，電容器組件 500在上支路IGBT3^的集電極電極153與電池136的正極側(cè)之間、和下支路IGBT330的發(fā)射極電極與電池136的負(fù)極側(cè)之間進(jìn)行連接，從而與電池136和上下支路串聯(lián)電路150并連地電連接。控制部170用于使IGBT3^、330工作，其具備控制電路172，基于來(lái)自其他控制裝置或傳感器等的輸入信息來(lái)生成用于控制IGBT3^、330的開(kāi)關(guān)定時(shí)的定時(shí)信號(hào)；和驅(qū)動(dòng)器電路174，基于從控制電路172輸出的定時(shí)信號(hào)來(lái)生成用于使IGBT3^、330進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)器信號(hào)?？刂齐娐?72具備用于對(duì)IGBT3^、330的開(kāi)關(guān)定時(shí)進(jìn)行運(yùn)算處理的微型計(jì)算機(jī)。 作為輸入信息而向微型計(jì)算機(jī)中輸入對(duì)電動(dòng)發(fā)電機(jī)192請(qǐng)求的目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值、從上下支路串聯(lián)電路150向電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的電樞繞組供給的電流值、及電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的轉(zhuǎn)子的磁極位置。其中，目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值是基于從未圖示的上位的控制裝置輸出的指令信號(hào)的值。電流值是基于自電流檢測(cè)部180經(jīng)由信號(hào)線182輸出的檢測(cè)信號(hào)而檢測(cè)出的。磁極位置是基于從電動(dòng)發(fā)電機(jī)192中設(shè)置的旋轉(zhuǎn)磁極傳感器(未圖示)輸出的檢測(cè)信號(hào)而檢測(cè)出的。在本實(shí)施方式中舉例說(shuō)明檢測(cè)3相電流值的情形，但是也可檢測(cè)2相的電流值?？刂齐娐?72內(nèi)的微型計(jì)算機(jī)基于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值來(lái)運(yùn)算電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的d、q軸的電流指令值，基于運(yùn)算出的d、q軸的電流指令值與檢測(cè)出的d、q軸的電流值之間的差值來(lái)運(yùn)算d、q軸的電壓指令值，并基于檢測(cè)出的磁極位置將該運(yùn)算出的d、q軸的電壓指令值轉(zhuǎn)換為U相、V相、W相的電壓指令值。并且，微型計(jì)算機(jī)根據(jù)基于U相、V相、W相的電壓指令值的基波(正弦波)與載波(三角波)的比較來(lái)生成脈沖狀的調(diào)制波，并將所生成的調(diào)制波作為PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)而輸出到驅(qū)動(dòng)器電路174。驅(qū)動(dòng)器電路174在驅(qū)動(dòng)下支路的情況下，將P麗信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到所對(duì)應(yīng)的下支路的IGBT330的柵極電極。另外，在驅(qū)動(dòng)上支路的情況下，在將PWM信號(hào)的基準(zhǔn)電位的電平移動(dòng)至上支路的基準(zhǔn)電位的電平之后將PWM信號(hào)進(jìn)行放大，并將放大后的信號(hào)作為驅(qū)動(dòng)器信號(hào)而輸出到所對(duì)應(yīng)的上支路的IGBT3^的柵極電極。由此，各IGBT3^、330基于所輸入的驅(qū)動(dòng)器信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作。另外，驅(qū)動(dòng)器電路174進(jìn)行異常檢測(cè)(短路、過(guò)電流、過(guò)電壓、過(guò)溫度等)，以保護(hù)上下支路串聯(lián)電路150。因此，向驅(qū)動(dòng)器電路174輸入傳感信息。例如，各IGBT3^、330的柵極電壓的信息被輸入到所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器電路174的驅(qū)動(dòng)部(IC)。各驅(qū)動(dòng)部(IC)基于該柵極電壓的信息來(lái)進(jìn)行短路檢測(cè)，在檢測(cè)到短路的情況下使所對(duì)應(yīng)的IGBT3^、330的開(kāi)關(guān)動(dòng)作停止。由此，從短路中保護(hù)了所對(duì)應(yīng)的IGBT3^、330。另外，與各IGBT3^、330中流過(guò)的集電極電流相關(guān)的信息被輸入到所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器電路174的驅(qū)動(dòng)部(IC)。各驅(qū)動(dòng)部(IC) 基于該信息來(lái)進(jìn)行過(guò)電流檢測(cè)，在檢測(cè)到過(guò)電流的情況下使所對(duì)應(yīng)的IGBT3^、330的開(kāi)關(guān)動(dòng)作停止，從過(guò)電流中保護(hù)了所對(duì)應(yīng)的IGBT3^、330。后面，將對(duì)該短路及過(guò)電流時(shí)的保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。從上下支路串聯(lián)電路150中設(shè)置的溫度傳感器(未圖示)，向所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器電路174的驅(qū)動(dòng)部(IC)輸入上下支路串聯(lián)電路150的溫度信息。另外，上下支路串聯(lián)電路 150的直流正極側(cè)的電壓信息被輸入到所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器電路174的驅(qū)動(dòng)部(IC)。各驅(qū)動(dòng)部 (IC)基于這些信息來(lái)進(jìn)行過(guò)溫度檢測(cè)及過(guò)電壓檢測(cè)，在檢測(cè)到過(guò)溫度或過(guò)電壓的情況下使所有的IGBT3^、330的開(kāi)關(guān)動(dòng)作停止。由此，從過(guò)溫度或過(guò)電壓中保護(hù)上下支路串聯(lián)電路 150(甚至是包括該電路15的半導(dǎo)體組件部)。在圖2中，上下支路串聯(lián)電路150是上支路的IGBT3^及上支路的二極管156和下支路的IGBT330及下支路的二極管166的串聯(lián)電路，IGBT328.330是開(kāi)關(guān)用半導(dǎo)體元件。 逆變器電路144的上下支路的IGBT3^、330的導(dǎo)通及切斷動(dòng)作是按一定順序進(jìn)行切換的， 切換時(shí)的電動(dòng)發(fā)電機(jī)192的定子繞組的電流流經(jīng)由二極管156、166構(gòu)成的電路。上下支路串聯(lián)電路150如圖所示，具備Positive端子(P端子、正極端子)157、 Negative端子(N端子158、負(fù)極端子)、來(lái)自上下支路的中間電極169的交流端子159、上支路的信號(hào)用端子(信號(hào)用發(fā)射極電極端子)巧5、上支路的柵極電極端子154、下支路的信號(hào)用端子(信號(hào)用發(fā)射極電極端子)165、下支路的柵極電極端子164。另外，電力轉(zhuǎn)換裝置 200在輸入側(cè)具有直流連接器138，在輸出側(cè)具有交流連接器188，通過(guò)各個(gè)連接器138和 188而分別與電池136和電動(dòng)發(fā)電機(jī)192連接。另外，作為產(chǎn)生向電動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出的3相交流的各相輸出的電路，也可以是在各相上并聯(lián)連接了 2個(gè)上下支路串聯(lián)電路的電路結(jié)構(gòu)的電力轉(zhuǎn)換裝置。接下來(lái)，對(duì)短路及過(guò)電流時(shí)的保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，如前述那樣的短路及過(guò)電流時(shí)的保護(hù)動(dòng)作是通過(guò)由包括驅(qū)動(dòng)器電路174的各種電路構(gòu)成的半導(dǎo)體元件控制裝置而進(jìn)行的。以下，在圖2的逆變器電路144中，以作為下支路動(dòng)作的IGBT330及二極管166中的一個(gè)為例進(jìn)行說(shuō)明。此外，作為上支路動(dòng)作的IGBT3^及二極管156中的短路及過(guò)電流時(shí)的保護(hù)動(dòng)作也與下支路的情形相同。圖3是與本實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的電路框圖，圖4是與本實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的電路圖，圖5是與本實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的動(dòng)作時(shí)的時(shí)序圖。在圖3中，符號(hào)800表示將IGBT330的一部分電流分流并作為感測(cè)電流進(jìn)行輸出的感測(cè)IGBT。感測(cè)IGBT800連接著感測(cè)電阻801。當(dāng)來(lái)自感測(cè)IGBT800的感測(cè)電流流經(jīng)感測(cè)電阻801時(shí)，在感測(cè)電阻801中生成了與該感測(cè)電流的大小相應(yīng)的電壓(感測(cè)電壓)。該感測(cè)電壓被輸入到驅(qū)動(dòng)器電路174內(nèi)的過(guò)電流檢測(cè)部802。過(guò)電流檢測(cè)部802通過(guò)比較所輸入的感測(cè)電壓和根據(jù)規(guī)定的過(guò)電流檢測(cè)電平所設(shè)定的基準(zhǔn)電壓，來(lái)進(jìn)行IGBT330中流過(guò)的過(guò)電流的檢測(cè)。在檢測(cè)到過(guò)電流的情況下，過(guò)電流檢測(cè)部802經(jīng)由噪聲濾波器803向驅(qū)動(dòng)切斷部804輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。噪聲濾波器803根據(jù)從過(guò)電流檢測(cè)部802輸出的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)，去掉規(guī)定頻率以上的噪聲成分。
向驅(qū)動(dòng)器電路174內(nèi)的短路檢測(cè)部806輸入IGBT330的柵極電壓。短路檢測(cè)部 806通過(guò)比較所輸入的柵極電壓和根據(jù)規(guī)定的短路檢測(cè)電平所設(shè)定的基準(zhǔn)電壓，來(lái)進(jìn)行 IGBT330的短路檢測(cè)。在檢測(cè)到短路的情況下，短路檢測(cè)部806向驅(qū)動(dòng)切斷部804輸出短路檢測(cè)信號(hào)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)切斷部804被輸入了通過(guò)噪聲濾波器803的來(lái)自過(guò)電流檢測(cè)部802的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)、或來(lái)自短路檢測(cè)部806的短路檢測(cè)信號(hào)時(shí)，判斷為IGBT330處于過(guò)電流狀態(tài)或短路狀態(tài)。之后，向驅(qū)動(dòng)部805輸出用于切斷在IGBT330中流過(guò)的電流的異常時(shí)切斷信號(hào)。 驅(qū)動(dòng)部805基于從圖2的控制電路172輸出的PWM信號(hào)，將用于控制IGBT330的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(驅(qū)動(dòng)器信號(hào))輸出到IGBT330的柵極端子。根據(jù)該驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)進(jìn)行IGBT330 的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。另外，當(dāng)從驅(qū)動(dòng)切斷部804輸入了異常時(shí)切斷信號(hào)時(shí)，與PWM信號(hào)無(wú)關(guān)而使 IGBT330的開(kāi)關(guān)動(dòng)作停止，來(lái)切斷IGBT330中流過(guò)的電流。以下，對(duì)圖3的半導(dǎo)體元件控制裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)驅(qū)動(dòng)部805輸出IGBT330 的柵極電壓脈沖時(shí)，IGBT330導(dǎo)通，在IGBT330中流過(guò)集電極電流Ic。同時(shí)，在感測(cè)IGBT800 中流過(guò)集電極電流Ic的分流電流Is，并流入感測(cè)電阻801。由此，在感測(cè)電阻801中產(chǎn)生感測(cè)電壓Vs，并被輸入到過(guò)電流檢測(cè)部802。過(guò)電流檢測(cè)部802具有在感測(cè)電壓Vs大于規(guī)定的過(guò)電流檢測(cè)電平Vsl時(shí)檢測(cè)為過(guò)電流并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)的功能。來(lái)自過(guò)電流檢測(cè)部802的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)通過(guò)噪聲濾波器803，被輸入到驅(qū)動(dòng)切斷部804。另外，當(dāng)在電動(dòng)機(jī)與接地短路或與電源短路的情況下IGBT330導(dǎo)通時(shí)，則IGBT330 處于短路狀態(tài)，在IGBT330中流過(guò)相當(dāng)大的短路電流。此時(shí)，在IGBT330的集電極-發(fā)射極之間施加的電源電壓瞬間下降之后，該電壓急劇上升。根據(jù)該電壓的時(shí)間變化和IGBT330 的反饋容量所產(chǎn)生的電流流入到IGBT330的柵極。由此，產(chǎn)生了柵極電壓提升至電源電壓以上的現(xiàn)象(提升現(xiàn)象)。短路檢測(cè)部806利用該短路時(shí)的柵極電壓的提升現(xiàn)象來(lái)檢測(cè) IGBT330的短路。例如，將大于柵極電源電壓的規(guī)定的電壓電平設(shè)為短路檢測(cè)電平Vg2。當(dāng)輸入IGBT330的柵極電壓Vg且該柵極電壓Vg大于短路檢測(cè)電平Vg2時(shí)，短路檢測(cè)部806 檢測(cè)為短路并輸出短路檢測(cè)信號(hào)。來(lái)自短路檢測(cè)部806的短路檢測(cè)信號(hào)被輸入到驅(qū)動(dòng)切斷部 804。如前述，當(dāng)驅(qū)動(dòng)切斷部804接受了來(lái)自過(guò)電流檢測(cè)部802的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)或來(lái)自短路檢測(cè)部806的短路檢測(cè)信號(hào)時(shí)，向驅(qū)動(dòng)部805輸出異常時(shí)切斷信號(hào)。驅(qū)動(dòng)部805除了接受來(lái)自控制電路172的PWM信號(hào)并輸出用于使IGBT330導(dǎo)通或關(guān)斷的柵極驅(qū)動(dòng)電壓以夕卜，還在接受了來(lái)自驅(qū)動(dòng)部805的異常時(shí)切斷信號(hào)時(shí)軟切斷IGBT330。驅(qū)動(dòng)部805還具有當(dāng)柵極電壓達(dá)到小于IGBT330的閾值的規(guī)定電壓例如3V附近時(shí)，使柵極電壓相對(duì)于IGBT330 的發(fā)射極而成為低阻抗的柵極短路功能。圖4表示實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式的過(guò)電流檢測(cè)部802和短路檢測(cè)部806的功能的電路的一例。過(guò)電流檢測(cè)部802由過(guò)電流檢測(cè)用的比較器903構(gòu)成。過(guò)電流檢測(cè)用比較器903將感測(cè)電阻801的感測(cè)電壓Vs輸入到一個(gè)輸入側(cè)，例如非反相輸入側(cè)。另外，相當(dāng)于規(guī)定的過(guò)電流檢測(cè)電平Vsl的基準(zhǔn)電壓被輸入到另一個(gè)輸入側(cè)，例如反相輸入側(cè)。在通常的IGBT330 的動(dòng)作狀態(tài)下，由于感測(cè)電壓Vs小于過(guò)電流檢測(cè)電平Vs 1，因而過(guò)電流檢測(cè)用比較器903的輸出變?yōu)榈碗娖?。另一方面，在IGBT330處于過(guò)電流狀態(tài)下，由于感測(cè)電壓Vs變得比過(guò)電流檢測(cè)電平Vsl大，因而過(guò)電流檢測(cè)用比較器903的輸出變?yōu)楦唠娖健＿@樣，來(lái)自過(guò)電流檢測(cè)用比較器903的輸出從低電平變化為高電平，由此從過(guò)電流檢測(cè)部802輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。在過(guò)電流檢測(cè)用比較器903的輸出為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)切斷部804判斷為是過(guò)電流異常狀態(tài)，從而將作為異常時(shí)切斷信號(hào)的鎖存信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)部805。此外，由于在感測(cè)電壓Vs上附加有IGBT330的開(kāi)關(guān)噪聲，因而有時(shí)會(huì)因噪聲而導(dǎo)致過(guò)電流檢測(cè)用比較器903的輸出振動(dòng)。這樣，過(guò)電流檢測(cè)用比較器903的輸出振動(dòng)關(guān)系到過(guò)電流的誤檢測(cè)。為此，通過(guò)噪聲濾波器803，從過(guò)電流檢測(cè)用比較器903的輸出中作為噪聲成分而去掉了規(guī)定頻率以上的電壓信號(hào)，從而抑制了因噪聲引起的過(guò)電流檢測(cè)用比較器903的輸出振動(dòng)。噪聲濾波器803的濾波器時(shí)間常數(shù)小于通常動(dòng)作時(shí)用到的濾波器(未圖示)的時(shí)間常數(shù)。短路檢測(cè)部806由短路檢測(cè)用比較器905構(gòu)成。短路檢測(cè)用比較器905將柵極電壓Vg輸入到一個(gè)輸入側(cè)，例如非反相輸入側(cè)。另外，相當(dāng)于規(guī)定的短路檢測(cè)電平Vg2的基準(zhǔn)電壓被輸入到另一個(gè)輸入側(cè)，例如反相輸入側(cè)。此外，短路檢測(cè)電平Vg2大于柵極電源電壓。在通常的IGBT330的動(dòng)作狀態(tài)下，由于柵極電壓Vg小于短路檢測(cè)電平Vg2，因而短路檢測(cè)用比較器905的輸出為低電平。另一方面，當(dāng)IGBT330處于短路狀態(tài)時(shí)，由于柵極電壓Vg 變得比短路檢測(cè)電平Vg2大，因而短路檢測(cè)用比較器905的輸出變?yōu)楦唠娖健＿@樣，來(lái)自短路檢測(cè)用比較器905的輸出從低電平變化為高電平，由此從短路檢測(cè)部806輸出了短路檢測(cè)信號(hào)。在短路檢測(cè)用比較器905的輸出為高電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)切斷部805判斷為是短路異常狀態(tài)，將作為異常時(shí)切斷信號(hào)的鎖存信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)部805。此外，以上說(shuō)明過(guò)的過(guò)電流檢測(cè)部802和短路檢測(cè)部806的電路結(jié)構(gòu)只是一例，并不限于這些內(nèi)容。為了實(shí)現(xiàn)相同功能，也可采用其他電路結(jié)構(gòu)。圖5是以上說(shuō)明過(guò)的半導(dǎo)體元件控制裝置的動(dòng)作時(shí)的時(shí)序圖。在該時(shí)序圖中，分別示出通常動(dòng)作時(shí)、過(guò)電流時(shí)、短路時(shí)的波形例。在圖5中，符號(hào)1001表示IGBT330的柵極電壓的波形例，符號(hào)1002表示IGBT330 的集電極電壓(集電極-發(fā)射極間電壓)的波形例，符號(hào)1003表示IGBT330的集電極電流的波形例。另外，符號(hào)1004表示相對(duì)于柵極電壓1001的短路檢測(cè)電平Vg2，符號(hào)1006表示相對(duì)于集電極電流1003的過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Icl。此外，短路檢測(cè)電平Vg2大于柵極電源電壓。在圖5中，雖然將過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Icl設(shè)定成IGBT330的額定電流Ic的2倍， 但可設(shè)定的過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)并不限于此。在符號(hào)1001 1003的各波形中，符號(hào)1008 對(duì)應(yīng)于通常動(dòng)作期間，符號(hào)1009對(duì)應(yīng)于過(guò)電流異常期間，符號(hào)1010對(duì)應(yīng)于短路異常期間。如圖5所示，在通常動(dòng)作期間1008中，集電極電流1003低于符號(hào)1006所示的過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Icl，且柵極電壓1001低于符號(hào)1004所示的短路檢測(cè)電平Vg2。因此， 不會(huì)檢測(cè)出過(guò)電流和短路的任意一個(gè)。另一方面，可知在過(guò)電流異常期間1009中，集電極電流1003超過(guò)了過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Icl。此時(shí)，由于對(duì)應(yīng)于過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Icl預(yù)先設(shè)定了前述的過(guò)電流檢測(cè)電平 Vsl，從而在過(guò)電流檢測(cè)部802中檢測(cè)到過(guò)電流狀態(tài)，并從過(guò)電流檢測(cè)部802輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。其結(jié)果，由驅(qū)動(dòng)部805軟切斷柵極電壓1001。另外，可知在短路異常期間1010，隨著在IGBT330中開(kāi)始流過(guò)短路電流，集電極電壓1002瞬間下降之后又返回到電源電壓附近。此時(shí)，如前述，與集電極電壓1002的時(shí)間變化和IGBT330的反饋容量相應(yīng)的電流流入IGBT330的柵極，從而如符號(hào)1011所示那樣，柵極電壓1001提升至電源電壓以上。根據(jù)該提升現(xiàn)象，在柵極電壓1001超過(guò)了符號(hào)1004所示的短路檢測(cè)電平Vg2時(shí)，在短路檢測(cè)部806中檢測(cè)到短路狀態(tài)，并從短路檢測(cè)部806輸出了短路檢測(cè)信號(hào)。其結(jié)果，由驅(qū)動(dòng)部805進(jìn)行IGBT330的短路保護(hù)動(dòng)作。如以往那樣，在基于感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)過(guò)電流或短路的情況下，需要考慮感測(cè)電流的變動(dòng)(偏差)并將短路檢測(cè)電平設(shè)定得比過(guò)電流檢測(cè)電平大。因此，針對(duì)短路電流止于過(guò)電流檢測(cè)電平與短路檢測(cè)電平的中間這種不完全的短路而言，無(wú)法恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行短路保護(hù)。 另一方面，如在本發(fā)明中上述說(shuō)明的那樣，由于利用了在短路時(shí)柵極電壓提升的特有現(xiàn)象， 故針對(duì)不完全的短路也能進(jìn)行檢測(cè)。因此，不會(huì)出現(xiàn)因感測(cè)電流的變動(dòng)而導(dǎo)致的短路的誤檢測(cè)或短路保護(hù)的失敗，能實(shí)現(xiàn)高可靠性的短路保護(hù)。根據(jù)以上說(shuō)明的實(shí)施方式，起到了如下的作用效果。(1)短路檢測(cè)部806基于IGBT330的柵極端子電壓來(lái)檢測(cè)IGBT330的短路，并在檢測(cè)到短路的情況下輸出短路檢測(cè)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)切斷部804基于從短路檢測(cè)部806輸出的短路檢測(cè)信號(hào)，通過(guò)向驅(qū)動(dòng)部805輸出異常時(shí)切斷信號(hào)來(lái)切斷IGBT330中流過(guò)的電流。這樣，因?yàn)槔昧嗽诙搪窌r(shí)柵極電壓提升的特有現(xiàn)象來(lái)檢測(cè)短路，因而即便在感測(cè)電流上附加有開(kāi)關(guān)噪聲的情況下，也不會(huì)出現(xiàn)誤檢測(cè)短路的情形，能實(shí)現(xiàn)高可靠性的短路保護(hù)。(2)過(guò)電流檢測(cè)部802基于自IGBT330輸出的感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)IGBT330中流過(guò)的過(guò)電流，并在檢測(cè)到過(guò)電流的情況下輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)切斷部804如前述那樣，基于來(lái)自短路檢測(cè)部806的短路檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷IGBT330中流過(guò)的電流，并且基于由噪聲濾波器803去除了噪聲成分的過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)，向驅(qū)動(dòng)部805輸出異常時(shí)切斷信號(hào)，來(lái)切斷 IGBT330中流過(guò)的電流。正因?yàn)檫@樣，所以除了不會(huì)出現(xiàn)誤檢測(cè)短路的情形之外，也不會(huì)出現(xiàn)誤檢測(cè)過(guò)電流的情形，能實(shí)現(xiàn)高可靠性的過(guò)電流保護(hù)。第2實(shí)施方式接下來(lái)，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，敘述與在第1實(shí)施方式中說(shuō)明過(guò)的半導(dǎo)體元件控制裝置不同的半導(dǎo)體元件控制裝置。此外，本實(shí)施方式中的混合動(dòng)力汽車的控制模塊及車載用電機(jī)系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)與在圖1、2示出的第1實(shí)施方式中的結(jié)構(gòu)相同，因而關(guān)于這些省略了說(shuō)明。圖6是與本實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的電路框圖，圖7是與本實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的電路圖，圖8是與本實(shí)施方式相關(guān)的半導(dǎo)體元件控制裝置的動(dòng)作時(shí)的時(shí)序圖。此外，在圖6 8中，對(duì)于與圖3 5示出的第1實(shí)施方式相同或?qū)?yīng)的部分，分別賦予與圖3 5相同的符號(hào)。圖6與圖3的不同之處在于根據(jù)來(lái)自感測(cè)IGBT800的感測(cè)電流所產(chǎn)生的感測(cè)電壓被輸入至過(guò)電流檢測(cè)部802及短路檢測(cè)部806 ；IGBT330的柵極電壓被輸入至過(guò)電流檢測(cè)部802及短路檢測(cè)部806。由于除此之外與圖3相同，因此只要不是特別必要，在下面省略說(shuō)明。過(guò)電流檢測(cè)部802基于所輸入的感測(cè)電壓和根據(jù)規(guī)定的過(guò)電流檢測(cè)電平所設(shè)定的基準(zhǔn)電壓的比較結(jié)果、以及所輸入的柵極電壓和根據(jù)規(guī)定的過(guò)電流檢測(cè)電平所設(shè)定的基準(zhǔn)電壓的比較結(jié)果，來(lái)進(jìn)行IGBT330中流過(guò)的過(guò)電流的檢測(cè)。也就是說(shuō)，在感測(cè)電壓Vs超過(guò)規(guī)定的過(guò)電流檢測(cè)電平Vsl、且柵極電壓Vg超過(guò)規(guī)定的過(guò)電流檢測(cè)電平Vgl時(shí)，檢測(cè)為過(guò)電流。此外，柵極電壓的過(guò)電流檢測(cè)電平Vgl是比IGBT330導(dǎo)通的閾值大的電壓。另外，感
15測(cè)電壓的過(guò)電流檢測(cè)電平Vsl例如是與IGBT330的額定電流的約2倍的電流對(duì)應(yīng)的電壓。 在檢測(cè)到過(guò)電流的情況下，過(guò)電流檢測(cè)部802與圖3的情形同樣地，經(jīng)由噪聲濾波器803向驅(qū)動(dòng)切斷部804輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。短路檢測(cè)部806基于所輸入的感測(cè)電壓和根據(jù)規(guī)定的短路檢測(cè)電平所設(shè)定的基準(zhǔn)電壓的比較結(jié)果、以及所輸入的柵極電壓和根據(jù)規(guī)定的短路檢測(cè)電平所設(shè)定的基準(zhǔn)電壓的比較結(jié)果，來(lái)進(jìn)行IGBT330的短路檢測(cè)。也就是說(shuō)，在感測(cè)電壓Vs超過(guò)規(guī)定的短路檢測(cè)電平Vs2、且柵極電壓Vg超過(guò)規(guī)定的短路檢測(cè)電平Vg2時(shí)，檢測(cè)為短路。此外，優(yōu)選柵極電壓的短路檢測(cè)電平Vg2為上述的過(guò)電流檢測(cè)電平Vgl以上。另一方面，優(yōu)選感測(cè)電壓Vs的短路檢測(cè)電平Vs2為上述的過(guò)電流檢測(cè)電平Vsl以下。這樣，能夠防止短路的誤檢測(cè)，另一方面，即便發(fā)生了短路電流止于過(guò)電流檢測(cè)電平Vsl與短路檢測(cè)電平Vs2之間這種短路的情況下，也能夠在短路檢測(cè)部806中檢測(cè)出該短路。在檢測(cè)到短路的情況下，短路檢測(cè)部806 與圖3的情形同樣地，向驅(qū)動(dòng)切斷部804輸出短路檢測(cè)信號(hào)。圖7示出實(shí)現(xiàn)本實(shí)施方式的過(guò)電流檢測(cè)部802和短路檢測(cè)部806的功能的電路的一例。過(guò)電流檢測(cè)部802由過(guò)電流檢測(cè)用的與電路901、和過(guò)電流檢測(cè)用的比較器902、903 構(gòu)成。此外，過(guò)電流檢測(cè)用比較器903與圖4所示的第1實(shí)施方式的過(guò)電流檢測(cè)用比較器相同。過(guò)電流檢測(cè)用比較器902將柵極電壓Vg輸入到一個(gè)輸入側(cè)，例如非反相輸入側(cè)。 另外，相當(dāng)于過(guò)電流檢測(cè)電平Vgl的基準(zhǔn)電壓被輸入到另一個(gè)輸入側(cè)，例如反相輸入側(cè)。過(guò)電流檢測(cè)用比較器903與圖4同樣地，感測(cè)電阻801的感測(cè)電壓Vs被輸入到一個(gè)輸入側(cè)， 例如非反相輸入側(cè)。另外，相當(dāng)于過(guò)電流檢測(cè)電平Vsl的基準(zhǔn)電壓被輸入到另一個(gè)輸入側(cè)， 例如反相輸入側(cè)。過(guò)電流檢測(cè)用與電路901計(jì)算過(guò)電流檢測(cè)用比較器902、903的各輸出的與運(yùn)算，經(jīng)由噪聲濾波器803向驅(qū)動(dòng)切斷部804輸出該結(jié)果。在通常的IGBT330的動(dòng)作狀態(tài)下，由于感測(cè)電壓Vs小于過(guò)電流檢測(cè)電平Vsl，因而過(guò)電流檢測(cè)用比較器903的輸出變?yōu)榈碗娖?。因此，與過(guò)電流檢測(cè)用比較器902的輸出無(wú)關(guān)，過(guò)電流檢測(cè)用與電路901的輸出變?yōu)榈碗娖健Ａ硪环矫?，?dāng)IGBT330處于過(guò)電流狀態(tài)時(shí)，由于感測(cè)電壓Vs變得比過(guò)電流檢測(cè)電平Vsl大，因而過(guò)電流檢測(cè)用比較器903的輸出變?yōu)楦唠娖?。另外，由于柵極電壓Vg變得比過(guò)電流檢測(cè)電平Vgl大，因而過(guò)電流檢測(cè)用比較器902的輸出也變?yōu)楦唠娖?。因此，過(guò)電流檢測(cè)用與電路901的輸出變?yōu)楦唠娖?。這樣， 來(lái)自過(guò)電流檢測(cè)用與電路901的輸出從低電平變化為高電平，由此從過(guò)電流檢測(cè)部802輸出了作為過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)(異常時(shí)切斷信號(hào))的鎖存信號(hào)。 此外，來(lái)自過(guò)電流檢測(cè)用與電路901的輸出被噪聲濾波器803去掉了噪聲成分。由此，可抑制因在感測(cè)電壓Vs中附加有IGBT330的開(kāi)關(guān)噪聲從而過(guò)電流檢測(cè)用比較器903的輸出變動(dòng)的情況下所弓丨起的過(guò)電流檢測(cè)用與電路901的輸出振動(dòng)。短路檢測(cè)部806由短路檢測(cè)用的與電路904和短路檢測(cè)用的比較器905、906構(gòu)成。此外，短路檢測(cè)用比較器905與圖4所示的第1實(shí)施方式的短路檢測(cè)用比較器相同。短路檢測(cè)用比較器905與圖4同樣地，將柵極電壓Vg輸入到一個(gè)輸入側(cè)，例如非反相輸入側(cè)。另外，相當(dāng)于短路檢測(cè)電平Vg2的基準(zhǔn)電壓被輸入到另一個(gè)輸入側(cè)，例如反相輸入側(cè)。短路檢測(cè)用比較器906將感測(cè)電阻801的感測(cè)電壓Vs輸入到一個(gè)輸入側(cè)，例如非反相輸入側(cè)。另外，相當(dāng)于短路檢測(cè)電平Vs2的基準(zhǔn)電壓被輸入到另一個(gè)輸入側(cè)，例如反相輸入側(cè)。短路檢測(cè)用與電路904計(jì)算短路檢測(cè)用比較器905、906的各輸出的與運(yùn)算，并向驅(qū)動(dòng)切斷部804輸出該結(jié)果。在通常的IGBT330的動(dòng)作狀態(tài)下，由于柵極電壓Vg小于短路檢測(cè)電平Vg2，因而短路檢測(cè)用比較器905的輸出為低電平。因此，與短路檢測(cè)用比較器906的輸出無(wú)關(guān)，短路檢測(cè)用與電路904的輸出為低電平。另一方面，當(dāng)IGBT330處于短路狀態(tài)時(shí)，由于柵極電壓 Vg變得比短路檢測(cè)電平Vg2大，因而短路檢測(cè)用比較器905的輸出變?yōu)楦唠娖?。另外，由于感測(cè)電壓Vs變得比短路檢測(cè)電平Vs2大，因而短路檢測(cè)用比較器906的輸出也變?yōu)楦唠娖?。因此，短路檢測(cè)用與電路904的輸出變?yōu)楦唠娖?。這樣，來(lái)自短路檢測(cè)用與電路904的輸出從低電平變化為高電平，由此從短路檢測(cè)部806輸出作為短路檢測(cè)信號(hào)(異常時(shí)切斷信號(hào))的鎖存信號(hào)。此外，以上說(shuō)明過(guò)的過(guò)電流檢測(cè)部802和短路檢測(cè)部806的電路結(jié)構(gòu)只是一例，并不限于這些內(nèi)容。為了實(shí)現(xiàn)相同功能，也可采用其他電路結(jié)構(gòu)。圖8是以上說(shuō)明過(guò)的半導(dǎo)體元件控制裝置的動(dòng)作時(shí)的時(shí)序圖。在該時(shí)序圖中，與圖5所示的第1實(shí)施方式同樣地，分別示出通常動(dòng)作時(shí)、過(guò)電流時(shí)、短路時(shí)的波形例。在圖8中，符號(hào)1005表示相對(duì)于柵極電壓1001的過(guò)電流檢測(cè)電平Vgl，符號(hào)1007 表示相對(duì)于集電極電流1003的短路檢測(cè)電流等級(jí)Ic2。此外，過(guò)電流檢測(cè)電平Vgl大于柵極電源電壓、且小于或等于短路檢測(cè)電平Vg2。另外，短路檢測(cè)電流等級(jí)Ic2小于或等于過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Icl。如圖8所示，在通常動(dòng)作期間1008中，集電極電流1003低于符號(hào)1006所示的過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Icl、且柵極電壓1001低于符號(hào)1004所示的短路檢測(cè)電平Vg2。因此，不會(huì)檢測(cè)出過(guò)電流和短路的任意一個(gè)。此外，在通常動(dòng)作期間1008中，即便集電極電流1003 超過(guò)符號(hào)1007所示的短路檢測(cè)電流等級(jí)Ic2，由于柵極電壓1001未超過(guò)符號(hào)1004所示的短路檢測(cè)電平Vg2，因此在短路檢測(cè)部806中也不會(huì)檢測(cè)出短路狀態(tài)。另一方面，可知在過(guò)電流異常期間1009中，集電極電流1003超過(guò)了過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Icl、且柵極電壓1001超過(guò)了符號(hào)1005所示的過(guò)電流檢測(cè)電平Vgl。此時(shí)，對(duì)應(yīng)于過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Ic 1預(yù)先設(shè)定了前述的過(guò)電流檢測(cè)電平Vs 1，從而在過(guò)電流檢測(cè)部802 中檢測(cè)到過(guò)電流狀態(tài)，從過(guò)電流檢測(cè)部802輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。其結(jié)果，由驅(qū)動(dòng)部805軟切斷柵極電壓1001。另外，在短路異常期間1010中，由于符號(hào)1011所示的提升現(xiàn)象，柵極電壓1001超過(guò)了符號(hào)1004所示的短路檢測(cè)電平Vg2、且集電極電流1003超過(guò)了符號(hào)1007所示的短路檢測(cè)電流等級(jí)Ic2。此時(shí)，通過(guò)對(duì)應(yīng)于短路檢測(cè)電流等級(jí)Ic2預(yù)先設(shè)定前述的短路檢測(cè)電平Vs2，從而在短路檢測(cè)部806中檢測(cè)到短路狀態(tài)，從短路檢測(cè)部806輸出了短路檢測(cè)信號(hào)。 其結(jié)果，由驅(qū)動(dòng)部805進(jìn)行了 IGBT330的短路保護(hù)動(dòng)作。根據(jù)以上說(shuō)明的實(shí)施方式，起到了如下的作用效果。(1)短路檢測(cè)部806基于IGBT330的柵極端子電壓和自IGBT330輸出的感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)IGBT330的短路，在檢測(cè)到短路的情況下輸出短路檢測(cè)信號(hào)。另外，過(guò)電流檢測(cè)部 802基于IGBT330的柵極端子電壓和自IGBT330輸出的感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)IGBT330中流過(guò)的過(guò)電流，并在檢測(cè)到過(guò)電流的情況下輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。正因?yàn)檫@樣，所以較之第1實(shí)施方式，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性更高的短路檢測(cè)及過(guò)電流檢測(cè)。
(2)過(guò)電流檢測(cè)部802在IGBT330的柵極端子電壓超過(guò)規(guī)定的過(guò)電流檢測(cè)電平 Vgl、且自IGBT330輸出的感測(cè)電流超過(guò)規(guī)定的過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Icl時(shí)，檢測(cè)到IGBT330 中流過(guò)的過(guò)電流并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)。另外，短路檢測(cè)部806在IGBT330的柵極端子電壓超過(guò)大小為過(guò)電流檢測(cè)電平Vgl以上的規(guī)定的短路檢測(cè)電平Vg2、且自IGBT330輸出的感測(cè)電流超過(guò)大小為過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Icl以下的規(guī)定的過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Ic2時(shí)，檢測(cè)到IGBT330的短路并輸出短路檢測(cè)信號(hào)。正因?yàn)檫@樣，所以能夠防止短路檢測(cè)部806的短路的誤檢測(cè)，另一方面，即便發(fā)生了短路電流止于過(guò)電流檢測(cè)電平與短路檢測(cè)電平之間這種短路的情況下，也能在短路檢測(cè)部806中檢測(cè)出該情形。變形例1圖9的電路框圖表示上述第2實(shí)施方式的變形例。圖6所示的電路與圖9所示的電路的不同之處在于在圖6中，基于柵極電壓和感測(cè)電壓來(lái)進(jìn)行短路檢測(cè)和過(guò)電流檢測(cè)， 相對(duì)于此在圖9中，基于集電極電壓和感測(cè)電壓來(lái)進(jìn)行短路檢測(cè)和過(guò)電流檢測(cè)。利用該電路也能夠得到與在第2實(shí)施方式中說(shuō)明過(guò)的效果相同的效果。變形例2圖10的電路框圖表示上述第2實(shí)施方式的另一變形例。圖6所示的電路與圖10 所示的電路的不同之處在于在圖6中，將感測(cè)電壓直接輸入到短路檢測(cè)電路806及過(guò)電流檢測(cè)電路802中，相對(duì)于此在圖10中，從感測(cè)電阻801的兩端經(jīng)由差動(dòng)放大器1101來(lái)檢測(cè)感測(cè)電壓。由此，能夠減少?gòu)母袦y(cè)電阻801分別到達(dá)短路檢測(cè)電路806和過(guò)電流檢測(cè)電路 802的布線的寄生電感，并且能夠減少因IGBT330的開(kāi)關(guān)噪聲產(chǎn)生的感測(cè)電壓的檢測(cè)誤差。 利用該電路也能夠得到與在第2實(shí)施方式中說(shuō)明過(guò)的效果相同的效果。圖11表示圖10所示的電路中的感測(cè)電阻的配置例。在圖11中，符號(hào)1201表示 IGBT330的發(fā)射極用引導(dǎo)電極，符號(hào)1202表示內(nèi)置有IGBT330和感測(cè)IGBT800的芯片，符號(hào) 1203表示IGBT330的集電極電極。IGBT330通過(guò)引線焊接部1204、1206而分別與柵極電極端子1208和感測(cè)負(fù)極端子1210連接。感測(cè)IGBT800通過(guò)引線焊接部1205而與感測(cè)正極端子1209連接。感測(cè)負(fù)極端子1210通過(guò)布線1213而與發(fā)射極電極端子1211連接。柵極電極端子1208、感測(cè)正極端子1209、感測(cè)負(fù)極端子1210及發(fā)射極電極端子1211設(shè)置在控制電極端子臺(tái)1207上。感測(cè)電阻801設(shè)置在感測(cè)正極端子1209與感測(cè)負(fù)極端子1210之間。在圖11中，感測(cè)負(fù)極端子1210和發(fā)射極電極端子1211分離地配置。另外，感測(cè)電阻801安裝在芯片1202附近。由此，能夠盡可能減小前述的寄生電感。此外，可以將上述說(shuō)明過(guò)的各實(shí)施方式和變形例的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行組合。也可以任意組合變形例。在以上說(shuō)明過(guò)的各實(shí)施方式及變形例中，示出了具備過(guò)電流檢測(cè)部802和短路檢測(cè)部806這兩個(gè)部件的半導(dǎo)體元件控制裝置的例子，但是也可具備其中之一。也就是說(shuō)，即便在利用前述方法進(jìn)行過(guò)電流檢測(cè)和短路檢測(cè)中的一種檢測(cè)并根據(jù)該檢測(cè)結(jié)果執(zhí)行電路的保護(hù)動(dòng)作的半導(dǎo)體元件控制裝置中，本發(fā)明也適用。以上的說(shuō)明只是一個(gè)例子，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式的任何結(jié)構(gòu)。符號(hào)說(shuō)明43輔機(jī)用逆變器裝置
110混合動(dòng)力電動(dòng)汽車112 前輪114前輪車軸116 前輪側(cè) DG118變速器120發(fā)動(dòng)機(jī)121發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)122動(dòng)力分配機(jī)構(gòu)123、124、125、126、127、128、129、130 齒輪131發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元132燃料箱136 電池138直流連接器140、142逆變器裝置144逆變器電路150上下支路的串聯(lián)電路153上支路的集電極電極154上支路的柵極電極端子155上支路的信號(hào)用發(fā)射極電極端子156上支路的二極管157正極(P)端子158負(fù)極(N)端子159交流端子163下支路的集電極電極164下支路的柵極電極端子165下支路的信號(hào)用發(fā)射極電極端子166下支路的二極管169中間電極170控制部172控制電路174驅(qū)動(dòng)器電路176、182 信號(hào)線180電流檢測(cè)部186交流電力線188交流連接器192、194電動(dòng)發(fā)電機(jī)195輔機(jī)用電動(dòng)機(jī)200電力轉(zhuǎn)換裝置250車載電機(jī)系統(tǒng)
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314直流正極端子316直流負(fù)極端子328,330 IGBT500電容器組件504負(fù)極側(cè)電容器端子506正極側(cè)電容器端子800 感測(cè) IGBT801感測(cè)電阻802過(guò)電流檢測(cè)部803噪聲濾波器804驅(qū)動(dòng)切斷部805驅(qū)動(dòng)部806短路檢測(cè)部901過(guò)電流檢測(cè)用與電路902、903過(guò)電流檢測(cè)用比較器904短路檢測(cè)用與電路905、906短路檢測(cè)用比較器1001柵極電壓波形1002集電極電壓波形1003集電極電流波形1004短路檢測(cè)電平Vg21005過(guò)電流檢測(cè)電平Vgl1006過(guò)電流檢測(cè)電流等級(jí)Icl1007短路檢測(cè)電流等級(jí)Ic21008通常動(dòng)作期間1009過(guò)電流異常期間1010短路異常期間1011提升現(xiàn)象1101差動(dòng)放大器1201發(fā)射極用引導(dǎo)電極1202 芯片1203集電極電極1204、1205、1206 引線焊接部1207控制電極端子臺(tái)1208柵極電極端子1209感測(cè)正極端子1210感測(cè)負(fù)極端子1211發(fā)射極電極端子
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體元件控制裝置，其控制半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo)體元件進(jìn)行用于將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力或者將交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，所述半導(dǎo)體元件控制裝置具備驅(qū)動(dòng)部，其將用于控制所述半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述半導(dǎo)體元件的端子；短路檢測(cè)部，其基于所述端子的電壓來(lái)檢測(cè)所述半導(dǎo)體元件的短路，并輸出短路檢測(cè)信號(hào)；和驅(qū)動(dòng)切斷部，其基于從所述短路檢測(cè)部輸出的所述短路檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷所述半導(dǎo)體元件中流動(dòng)的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體元件控制裝置，其中， 所述半導(dǎo)體元件控制裝置還具備過(guò)電流檢測(cè)部，其基于自所述半導(dǎo)體元件輸出的感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流，并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；和濾波器部，其去除從所述過(guò)電流檢測(cè)部輸出的所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)中的噪聲成分， 所述驅(qū)動(dòng)切斷部基于所述短路檢測(cè)信號(hào)切斷所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流，并且基于由所述濾波器部去除了所述噪聲成分之后的所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)切斷所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。
3.一種半導(dǎo)體元件控制裝置，其控制半導(dǎo)體元件，該半導(dǎo)體元件進(jìn)行用于將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，所述半導(dǎo)體元件控制裝置具備驅(qū)動(dòng)部，其將用于控制所述半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述半導(dǎo)體元件的端子；短路檢測(cè)部，其基于所述端子的電壓和自所述半導(dǎo)體元件輸出的感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)所述半導(dǎo)體元件的短路，并輸出短路檢測(cè)信號(hào)；和驅(qū)動(dòng)切斷部，其基于從所述短路檢測(cè)部輸出的所述短路檢測(cè)信號(hào)切斷所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體元件控制裝置，其中， 所述半導(dǎo)體元件控制裝置還具備過(guò)電流檢測(cè)部，其基于所述端子的電壓和所述感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流，并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；和濾波器部，其去除從所述過(guò)電流檢測(cè)部輸出的所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)中的噪聲成分， 所述驅(qū)動(dòng)切斷部基于所述短路檢測(cè)信號(hào)切斷所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流，并且基于由所述濾波器部去除了所述噪聲成分之后的所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)切斷所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體元件控制裝置，其中，所述過(guò)電流檢測(cè)部在所述端子的電壓超過(guò)規(guī)定的第一電壓值、且所述感測(cè)電流超過(guò)規(guī)定的第一電流值時(shí)，檢出所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流，輸出所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；所述短路檢測(cè)部在所述端子的電壓超過(guò)規(guī)定的第二電壓值、且所述感測(cè)電流超過(guò)規(guī)定的第二電流值時(shí)，檢出所述半導(dǎo)體元件的短路，輸出所述短路檢測(cè)信號(hào)，其中的規(guī)定的第二電壓值在所述第一電壓值以上，規(guī)定的第二電流值在所述第一電流值以下。
6.一種車載用電機(jī)系統(tǒng)，其具備 可充放電的車載電源；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其基于交流電力產(chǎn)生動(dòng)力，并且基于動(dòng)力產(chǎn)生交流電力；和電力轉(zhuǎn)換裝置，其將來(lái)自所述車載電源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力提供給所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)，并且將由所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力對(duì)所述車載電源進(jìn)行充電，所述電力轉(zhuǎn)換裝置具有多個(gè)半導(dǎo)體元件，其進(jìn)行用于將來(lái)自所述車載電源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力、或者將由所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的開(kāi)關(guān)動(dòng)作；驅(qū)動(dòng)部，其將用于控制所述半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述半導(dǎo)體元件的端子；短路檢測(cè)部，其基于所述端子的電壓來(lái)檢測(cè)所述半導(dǎo)體元件的短路，并輸出短路檢測(cè)信號(hào)；和驅(qū)動(dòng)切斷部，其基于從所述短路檢測(cè)部輸出的所述短路檢測(cè)信號(hào)切斷所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的車載用電機(jī)系統(tǒng)，其中， 所述電力轉(zhuǎn)換裝置還具有過(guò)電流檢測(cè)部，其基于自所述半導(dǎo)體元件輸出的感測(cè)信號(hào)來(lái)檢測(cè)所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流，并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；和濾波器部，其去除從所述過(guò)電流檢測(cè)部輸出的所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)中的噪聲成分， 所述驅(qū)動(dòng)切斷部基于所述短路檢測(cè)信號(hào)切斷所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流，并且基于由所述濾波器部去除了所述噪聲成分之后的所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)切斷所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。
8.一種車載用電機(jī)系統(tǒng)，其具備 可充放電的車載電源；電動(dòng)發(fā)電機(jī)，其基于交流電力產(chǎn)生動(dòng)力，并且基于動(dòng)力產(chǎn)生交流電力；和電力轉(zhuǎn)換裝置，其將來(lái)自所述車載電源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力提供給所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)，并且將由所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力對(duì)所述車載電源進(jìn)行充電，所述電力轉(zhuǎn)換裝置具有多個(gè)半導(dǎo)體元件，其進(jìn)行用于將來(lái)自所述車載電源的直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力、或者將由所述電動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力的開(kāi)關(guān)動(dòng)作；驅(qū)動(dòng)部，其將用于控制所述半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至所述半導(dǎo)體元件的端子；短路檢測(cè)部，其基于所述端子的電壓和自所述半導(dǎo)體元件輸出的感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)所述半導(dǎo)體元件的短路，并輸出短路檢測(cè)信號(hào)；和驅(qū)動(dòng)切斷部，其基于從所述短路檢測(cè)部輸出的所述短路檢測(cè)信號(hào)切斷所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的車載用電機(jī)系統(tǒng)，其中，所述電力轉(zhuǎn)換裝置還具有過(guò)電流檢測(cè)部，其基于所述端子的電壓和所述感測(cè)電流來(lái)檢測(cè)所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流，并輸出過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；和濾波器部，其去除從所述過(guò)電流檢測(cè)部輸出的所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)中的噪聲成分， 所述驅(qū)動(dòng)切斷部基于所述短路檢測(cè)信號(hào)切斷所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流，并且基于由所述濾波器部去除了所述噪聲成分之后的所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)切斷所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的車載用電機(jī)系統(tǒng)，其中，所述過(guò)電流檢測(cè)部在所述端子的電壓超過(guò)規(guī)定的第一電壓值、且所述感測(cè)電流超過(guò)規(guī)定的第一電流值時(shí)，檢出所述半導(dǎo)體元件中流過(guò)的過(guò)電流，輸出所述過(guò)電流檢測(cè)信號(hào)；所述短路檢測(cè)部在所述端子的電壓超過(guò)規(guī)定的第二電壓值、且所述感測(cè)電流超過(guò)規(guī)定的第二電流值時(shí)，檢出所述半導(dǎo)體元件的短路，輸出所述短路檢測(cè)信號(hào)，其中的規(guī)定的第二電壓值小于所述第一電壓值，規(guī)定的第二電流值小于所述第一電流值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體元件控制裝置、車載用電機(jī)系統(tǒng)。所述半導(dǎo)體元件控制裝置，其控制進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的半導(dǎo)體元件，所述開(kāi)關(guān)動(dòng)作用于將直流電力轉(zhuǎn)換為交流電力或者將交流電力轉(zhuǎn)換為直流電力，所述半導(dǎo)體元件控制裝置具備驅(qū)動(dòng)部，其將用于控制半導(dǎo)體元件的開(kāi)關(guān)動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出至半導(dǎo)體元件的端子；短路檢測(cè)部，其基于端子的電壓來(lái)檢測(cè)半導(dǎo)體元件的短路，并輸出短路檢測(cè)信號(hào)；和驅(qū)動(dòng)切斷部，其基于從短路檢測(cè)部輸出的短路檢測(cè)信號(hào)來(lái)切斷半導(dǎo)體元件中流動(dòng)的電流。
文檔編號(hào)H02M7/48GK102549925SQ20108003314
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者櫻井直樹(shù), 稻葉政光 申請(qǐng)人:日立汽車系統(tǒng)株式會(huì)社