JP2000139071A - Gate driving circuit for power converter - Google Patents
Gate driving circuit for power converterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ＦＥＴやＩＧＢ
Ｔ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の電圧駆動
形スイッチングデバイスのゲート駆動回路、特にその改
良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an FET and an IGB
The present invention relates to a gate drive circuit of a voltage-driven switching device such as T (insulated gate bipolar transistor), and particularly to an improvement thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図９に電圧駆動形スイッチングデバイス
としてＩＧＢＴを用いた例を、また、図１０に電力変換
器としてのインバータ主回路例を示す。2. Description of the Related Art FIG. 9 shows an example using an IGBT as a voltage-driven switching device, and FIG. 10 shows an example of an inverter main circuit as a power converter.
【０００３】図９の符号２５はメインデバイスとしての
ＩＧＢＴ、２６はインバータの制御回路で、ここでＩＧ
ＢＴのオン，オフのスイッチング指令が作成される。２
７は弱電部から強電部にＩＧＢＴのオン，オフ指令を伝
達するフォトカプラ（ＰＣ）等の絶縁器、２８はＩＧＢ
Ｔのターンオン時において、ゲート・エミッタ間に電圧
を印加するための正側のゲート駆動回路電源、同様に２
９はＩＧＢＴのターンオフ時において、ゲート・エミッ
タ間に電圧を印加するための負側のゲート駆動回路電
源、３０はＩＧＢＴオン用のゲート抵抗、３１はＩＧＢ
Ｔオフ用のゲート抵抗、３２，３３は各ゲート抵抗をＩ
ＧＢＴのゲートに接続させるためのスイッチ用のトラン
ジスタ、３４はトランジスタ３２，３３を駆動するため
のアンプである。絶縁器２７を介する信号により、ＩＧ
ＢＴ２５のゲート・エミッタ間に２８，２９からの正，
負の電圧を印加し、ＩＧＢＴ２５をオン，オフするよう
にしている。In FIG. 9, reference numeral 25 denotes an IGBT as a main device, and 26 denotes a control circuit of an inverter.
A BT on / off switching command is created. 2
Reference numeral 7 denotes an insulator such as a photocoupler (PC) for transmitting an ON / OFF command of the IGBT from the weak current unit to the strong current unit, and 28 denotes an IGB
At the time of turn-on of T, a positive-side gate drive circuit power supply for applying a voltage between the gate and the emitter;
Reference numeral 9 denotes a negative side gate drive circuit power supply for applying a voltage between the gate and the emitter when the IGBT is turned off, reference numeral 30 denotes a gate resistance for turning on the IGBT, and reference numeral 31 denotes the IGB.
Gate resistors for T-off, and 32, 33 each
A switch transistor for connecting to the gate of the GBT and an amplifier for driving the transistors 32 and 33 are shown. The signal through the insulator 27
Between the gate and emitter of the BT25,
The IGBT 25 is turned on and off by applying a negative voltage.
【０００４】図１０において、符号３５は交流を直流に
変換するダイオード整流器、３６は直流中間コンデン
サ、３７は直流から交流に変換するＩＧＢＴとダイオー
ド（ＦＷＤとも略記する）からなるインバータ、３９は
直流中間コンデンサ３６とインバータ３７との間に存在
するインダクタンス３８によって発生するスパイク電圧
からインバータのデバイスを保護するスナバ回路であ
る。In FIG. 10, reference numeral 35 denotes a diode rectifier for converting AC to DC, 36 denotes a DC intermediate capacitor, 37 denotes an inverter composed of an IGBT and a diode (abbreviated as FWD) for converting DC to AC, and 39 denotes a DC intermediate capacitor. This snubber circuit protects the inverter device from a spike voltage generated by an inductance 38 existing between the capacitor 36 and the inverter 37.
【０００５】ところで、スイッチング特性に影響を及ぼ
すＩＧＢＴまたはゲート駆動回路における条件として、 ゲート抵抗Ｒｇ ゲート駆動回路電源電圧Ｖｇ ゲート電流（ＩＧＢＴのゲートに流入する電流）Ｉｇ ゲート駆動回路側からＩＧＢＴ側を見たゲート・エミッ
タ間の容量ＣGE ゲート駆動回路側からＩＧＢＴ側を見たゲート・コレク
タ間の容量ＣGC などがある。The IGBT or the gate drive circuit that affects the switching characteristics includes a gate resistance Rg, a gate drive circuit power supply voltage Vg, a gate current (a current flowing into the gate of the IGBT) Ig, and a switch from the gate drive circuit side to the IGBT side. and the like capacitance C GC between the gate and collector viewed IGBT side from the capacitance C GE gate drive circuit side of the gate-emitter was.
【０００６】ＩＧＢＴまたはゲート駆動回路の各条件が
大きくなった場合の、ＩＧＢＴのスイッチング特性の変
化の方向を表１に示す。なお、上記各条件が小さくなっ
た場合は、ＩＧＢＴのスイッチング特性は次表１とは反
対方向の変化となる。Table 1 shows the direction in which the switching characteristics of the IGBT change when the conditions of the IGBT or the gate drive circuit increase. When each of the above conditions is reduced, the switching characteristics of the IGBT change in the direction opposite to that in Table 1 below.
【０００７】 〔表１〕 Ｒｇ大 Ｖｇ大 Ｉｇ大 ＣGE大 ＣGE大 ターンオン時ｄｉ／ｄｔ 低 高 高 低 低 ターンオフ時ｄｉ／ｄｔ 低 高 高 低 低 ターンオン時ｄｖ／ｄｔ 低 高 高 低 低 ターンオフ時ｄｖ／ｄｔ 低 高 高 低 低 ターンオフ時ｖPEAK 低 高 高 低 低 ターンオン時ｉPEAK 低 高 高 低 低 一方、ＩＧＢＴ等の電圧駆動形スイッチングデバイスか
らなるインバータは、直流中間コンデンサとインバータ
間に存在する配線インダクタンスにより、ＩＧＢＴのス
イッチングの際、ＩＧＢＴやＦＷＤ等のデバイスには下
記（１）式に示すような高電圧が印加される。[0007] [Table 1] Rg large Vg large Ig large C GE large C GE large turn-on di / dt Low High High Low Low turn-off di / dt Low High High Low Low turn-on dv / dt Low High High Low Low turn-off Dv / dt Low High High Low Low Turn-off v PEAK Low High High Low Low Turn-on i PEAK Low High High Low Low On the other hand, an inverter consisting of a voltage-driven switching device such as an IGBT exists between the DC intermediate capacitor and the inverter When the IGBT is switched, a high voltage as shown in the following equation (1) is applied to the device such as the IGBT or the FWD due to the wiring inductance.
【０００８】 ＶCE＝Ｅｄ＋Ｌ・ｄｉ／ｄｔ …（１） ＶCE ：デバイスへの印加電圧 Ｅｄ ：直流中間コンデンサ電圧 Ｌ ：配線インダクタンス ｄｉ／ｄｔ：スイッチング時の電流変化率 そのため、ＩＧＢＴやＦＷＤ等を用いてインバータ装置
を構成するときには、上記（１）式に耐え得る電圧定格
を持つデバイスを使用するか、スナバ回路を付加する必
要がある。さらに、スイッチング時のｄｖ／ｄｔやｄｉ
／ｄｔが大きいと、装置から高レベルのノイズが発生す
るという問題も指摘されている。V CE = Ed + L · di / dt (1) V CE : Applied voltage to the device Ed: DC intermediate capacitor voltage L: Wiring inductance di / dt: Current change rate at switching Therefore, IGBT, FWD, etc. When the inverter device is used, it is necessary to use a device having a voltage rating that can withstand the above equation (1) or to add a snubber circuit. Furthermore, dv / dt and di at the time of switching
It has also been pointed out that when / dt is large, high-level noise is generated from the device.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】図１１にＩＧＢＴター
ンオフ時の電流，電圧の概略波形例を示す。同図から、
ターンオフ時においては、ＩＧＢＴのターンオフ電流の
ｄｉ／ｄｔの大きさが、（１）式により直接的にＩＧＢ
Ｔに印加するスパイク電圧の大きさに影響を及ぼすこと
が分かる。FIG. 11 shows a schematic waveform example of current and voltage when the IGBT is turned off. From the figure,
At the time of turn-off, the magnitude of di / dt of the turn-off current of the IGBT is directly determined by the equation (1).
It can be seen that the magnitude of the spike voltage applied to T is affected.
【００１０】したがって、この発明の課題はスナバ回路
を不要とし、低ノイズ化を図ることにある。Accordingly, an object of the present invention is to eliminate a snubber circuit and reduce noise.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
べく、請求項１の発明では、ＩＧＢＴを含む電圧駆動形
スイッチングデバイスのコレクタ・エミッタ間にダイオ
ードとコンデンサの直列回路を接続し、このコンデンサ
電圧をスイッチングデバイスのコレクタ・エミッタ間電
圧相当値として検出する検出手段と、ゲート条件を変更
する操作手段とを設け、前記スイッチングデバイスのタ
ーンオフ時に、前記検出手段の出力が所定値以上になっ
たときは、前記操作手段によりゲート条件を一定時間だ
け変更するようにしている。In order to solve such a problem, according to the present invention, a series circuit of a diode and a capacitor is connected between the collector and the emitter of a voltage-driven switching device including an IGBT. Detecting means for detecting the capacitor voltage as a voltage equivalent to the collector-emitter voltage of the switching device; and operating means for changing the gate condition, wherein when the switching device is turned off, the output of the detecting means is equal to or more than a predetermined value. At this time, the gate condition is changed for a certain time by the operation means.
【００１２】上記請求項１の発明においては、前記検出
手段の後段に、その出力を一定時間だけ遅延させる遅延
手段を設けることができる（請求項２の発明）。また、
請求項１または２の発明においては、前記操作手段はス
イッチングデバイスのゲート抵抗，ゲート電源電圧，ゲ
ート電流，ゲート・エミッタ容量，ゲート・コレクタ容
量の少なくとも１つを変更するものとすることができる
（請求項３の発明）。In the first aspect of the invention, a delay means for delaying the output of the detection means by a predetermined time can be provided at a stage subsequent to the detection means (the second invention). Also,
In the first or second aspect of the present invention, the operating means may change at least one of a gate resistance, a gate power supply voltage, a gate current, a gate-emitter capacitance, and a gate-collector capacitance of the switching device. The invention of claim 3).
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】この発明は、スイッチング時にお
ける物理量を検出する検出回路と、ゲート条件を変更す
る操作手段とを設け、検出回路からの出力が所定値以上
または以下になったとき、操作手段からの出力にもとづ
きゲート条件を変更すもので、この発明において検出す
る物理量と、操作するゲート条件および制御方法との関
係を次表２に示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention provides a detection circuit for detecting a physical quantity at the time of switching and an operation means for changing a gate condition, and operates when an output from the detection circuit becomes equal to or more than a predetermined value. The gate condition is changed based on the output from the means. The relationship between the physical quantity detected in the present invention, the operated gate condition and the control method is shown in Table 2 below.
【００１４】 〔表２〕 検出する物理量 操作するゲート条件 制御方法 ターンオフ時 ＶCE ゲート抵抗（Ｒｇ） ワンショット制御 ゲート電源電圧（Ｖｇ） ゲート電流（Ｉｇ） ゲート・エミッタ容量（ＣGE） ゲート・コレクタ容量（ＣGC） 図１にこの発明で用いる検出回路例を示す。[Table 2] Detected physical quantity Operated gate condition Control method At turn-off V CE Gate resistance (Rg) One-shot control Gate power supply voltage (Vg) Gate current (Ig) Gate-emitter capacitance (C GE ) Gate-collector Capacity (C GC ) FIG. 1 shows an example of a detection circuit used in the present invention.
【００１５】これは、ＩＧＢＴ３のコレクタ・エミッタ
間電圧ＶCE相当値の検出回路を示すもので、１はダイオ
ード、２はコンデンサ、３はＩＧＢＴ、４は抵抗、５は
電源（Ｖｇ）、６はコンパレータ、７は遅延回路であ
る。This shows a detection circuit of a value corresponding to the collector-emitter voltage V CE of the IGBT 3, wherein 1 is a diode, 2 is a capacitor, 3 is an IGBT, 4 is a resistor, 5 is a power supply (Vg), and 6 is The comparator 7 is a delay circuit.
【００１６】すなわち、ＩＧＢＴ３と並列にダイオード
１とコンデンサ２の直列回路が接続され、コンデンサ２
には抵抗４と電源５の直列回路が並列に接続され、ダイ
オード１，抵抗４およびコンデンサ２の接続点には、コ
ンパレータ６および遅延回路７が接続されて構成されて
いる。That is, a series circuit of a diode 1 and a capacitor 2 is connected in parallel with the IGBT 3,
, A series circuit of a resistor 4 and a power supply 5 is connected in parallel, and a connection point of the diode 1, the resistor 4 and the capacitor 2 is connected to a comparator 6 and a delay circuit 7.
【００１７】図２に図１の動作波形例を示す。FIG. 2 shows an example of the operation waveform of FIG.
【００１８】上記の構成において、ＩＧＢＴ３のターン
オフ時における電流ｉc ，電圧ＶCEは図２（ａ）に示す
ようになり、コンデンサ２の端子電圧ＶC は図２（ｂ）
に示すようになる。つまり、電圧ＶC はゲート回路電源
値に達する時刻ｔ１までは、図２（ａ）に示すＩＧＢＴ
３のコレクタ・エミッタ間電圧ＶCEと同様な波形となる
ことから、このコンデンサ２の端子電圧ＶC をＩＧＢＴ
３のコレクタ・エミッタ間電圧相当値として、検出する
ものである。コンパレータ６は端子電圧ＶC を監視し、
これがしきい値を越えた時刻ｔ０で遅延回路７に信号を
出力するので、遅延回路７ではその信号を一定時間だけ
遅延させた時刻ｔ２で、ゲート条件を変更するための制
御信号または操作信号を出力する。遅延回路７は極力ス
イッチング損失を増加させないために接続しているが、
スイッチング損失は若干増加するが、ゲート条件を変更
する回路をＩＧＢＴのコレクタ電流（ｉc ）の下降期間
中に確実に動作させるために、省略するようにしても良
い。In the above configuration, when the IGBT 3 is turned off, the current i c and the voltage V CE are as shown in FIG. 2A, and the terminal voltage V C of the capacitor 2 is as shown in FIG.
It becomes as shown in. That is, until time t1, the voltage V C reaches the gate circuit power value, IGBT shown in FIG. 2 (a)
3 has a waveform similar to the collector-emitter voltage V CE of the capacitor 2, the terminal voltage V C of the capacitor 2 is
3 is detected as a value corresponding to the collector-emitter voltage. The comparator 6 monitors the terminal voltage V C ,
Since the signal is output to the delay circuit 7 at time t0 when this exceeds the threshold value, the delay circuit 7 outputs a control signal or an operation signal for changing the gate condition at time t2 when the signal is delayed by a certain time. Output. Although the delay circuit 7 is connected to minimize the switching loss,
Although the switching loss slightly increases, the circuit for changing the gate condition may be omitted in order to reliably operate the collector current ( ic ) of the IGBT during the falling period.
【００１９】図３〜図７にゲート条件を変更する操作回
路の例を示す。FIGS. 3 to 7 show examples of operation circuits for changing gate conditions.
【００２０】図３ではスイッチ回路８を設け、これを図
１の遅延回路７の出力によってオン，オフさせること
で、ゲート抵抗値Ｒg を変化させるものである。図３に
おいては、スイッチ回路８がオンの状態が通常の状態
で、ゲート抵抗値Ｒg としてはＲ１とＲ２の並列抵抗値
となる。In FIG. 3, a switch circuit 8 is provided, which is turned on and off by the output of the delay circuit 7 in FIG. 1, thereby changing the gate resistance Rg . In FIG. 3, the switching circuit 8 is turned on is a normal state, the parallel resistance value of R1 and R2 as the gate resistance R g.
【００２１】そして、ＩＧＢＴのターンオフ時に、図１
のコンデンサ２の端子電圧ＶC が設定値以上となってコ
ンパレータ６が動作してから一定時間経過後にスイッチ
回路８がオフし、ゲート抵抗値Ｒg としてはＲ２とな
り、増加することになる。このとき、ＩＧＢＴのスイッ
チング特性、例えばｄｉ／ｄｔは、スイッチ回路８がオ
ンしているときに比べて低くなるように動作するものと
する。When the IGBT is turned off, FIG.
Switching circuit 8 from the comparator 6 is operated after a certain period of time the terminal voltage V C of the capacitor 2 becomes a set value or more is turned off, so that R2 becomes, increases as the gate resistance R g of. At this time, the switching characteristics of the IGBT, for example, di / dt operate so as to be lower than when the switch circuit 8 is on.
【００２２】図４は操作回路の他の実施の形態を示す回
路図で、ゲート回路の電源電圧値を変化させる例であ
る。FIG. 4 is a circuit diagram showing another embodiment of the operation circuit, in which the power supply voltage value of the gate circuit is changed.
【００２３】図示のようにスイッチ回路９を設け、これ
を図１の遅延回路７の出力によってオン，オフさせるこ
とで、ゲート電源電圧値を変化させるものである。図４
においては、スイッチ回路９がオンの状態が通常の状態
であり、ゲート電源電圧値はＶｇ１である。このとき、
ダイオードＤ１はＶｇ２の回り込みを防止するために接
続されている。As shown, a switch circuit 9 is provided, which is turned on and off by the output of the delay circuit 7 in FIG. 1 to change the gate power supply voltage value. FIG.
In, the ON state of the switch circuit 9 is a normal state, and the gate power supply voltage value is Vg1. At this time,
The diode D1 is connected to prevent the sneak of Vg2.
【００２４】そして、ＩＧＢＴのターンオフ時に、図１
のコンデンサ２の端子電圧ＶC が設定値以上となって、
コンパレータ６が動作してから一定時間経過後にスイッ
チ回路９がオフし、ゲート電源電圧値はＶｇ２と減少す
ることになる。このとき、ＩＧＢＴのスイッチング特
性、例えばｄｉ／ｄｔは、スイッチ回路９がオンしてい
るときに比べて低くなるように動作するものとする。When the IGBT is turned off, FIG.
The terminal voltage V C of the capacitor 2 becomes equal to or higher than the set value,
The switch circuit 9 is turned off after a lapse of a predetermined time from the operation of the comparator 6, and the gate power supply voltage value decreases to Vg2. At this time, it is assumed that the switching characteristics of the IGBT, for example, di / dt operate so as to be lower than when the switch circuit 9 is on.
【００２５】図５は操作回路のさらに他の実施の形態を
示す回路図で、ゲート電流値を変化させる例である。FIG. 5 is a circuit diagram showing still another embodiment of the operation circuit, in which the gate current value is changed.
【００２６】図示のようにスイッチ回路１０を設け、こ
れを図１の遅延回路７の出力によってオン，オフさせる
ことで、ゲート電流を変化させるものである。図５
（ａ）では、スイッチ回路１０がオンの状態が通常の状
態であり、ゲート電流値としてはＩｇ１＋Ｉｇ２であ
る。ＩＧＢＴのターンオフ時に、図１のコンデンサ２の
端子電圧ＶC が設定値以上となって、コンパレータ６が
動作してから一定時間経過後にスイッチ回路１０がオフ
し、ゲート電流はＩｇ２となる。このとき、ＩＧＢＴの
スイッチング特性、例えばｄｉ／ｄｔは、スイッチ回路
１０がオンしているときに比べて低くなるよう動作する
ものとする。As shown, a switch circuit 10 is provided, which is turned on and off by the output of the delay circuit 7 in FIG. 1, thereby changing the gate current. FIG.
In (a), the ON state of the switch circuit 10 is a normal state, and the gate current value is Ig1 + Ig2. When the IGBT is turned off, the terminal voltage V C of the capacitor 2 in FIG. 1 becomes equal to or higher than the set value, and the switch circuit 10 is turned off after a lapse of a predetermined time from the operation of the comparator 6, and the gate current becomes Ig2. At this time, it is assumed that the switching characteristics of the IGBT, for example, di / dt operate so as to be lower than when the switch circuit 10 is on.
【００２７】ただし、実際は電流源回路と直列のスイッ
チ回路１０をオフさせることはできないので、図５
（ｂ）に示すように定電流源回路自体にスイッチＳＷを
入れて電流値を小さくする（図５（ｂ）では、スイッチ
ＳＷオフで電流値を小としている）。However, since the switch circuit 10 in series with the current source circuit cannot actually be turned off, FIG.
As shown in FIG. 5B, the switch SW is inserted in the constant current source circuit itself to reduce the current value (in FIG. 5B, the current value is reduced by turning off the switch SW).
【００２８】図６は操作回路のさらに他の実施の形態を
示す回路図で、ゲート・エミッタ間容量を変化させる例
である。FIG. 6 is a circuit diagram showing still another embodiment of the operation circuit, in which the capacitance between the gate and the emitter is changed.
【００２９】図６はスイッチ回路１２を図１の遅延回路
７の出力によってオン（またはオフ）させることで、コ
ンデンサ１３をＩＧＢＴのゲート・エミッタ間に接続
し、強制的にゲートの電位を変化させる。この場合、ス
イッチ回路１２がオフしている状態が通常の状態である
が、ＩＧＢＴがオフしているときは制御回路１１により
コンデンサ電圧を０Ｖまたはその近傍とし、また、オン
しているときは同様に或る所定の電圧（ゲートのしきい
値電圧付近またはそれ以上）まで、充電しておくことと
する。FIG. 6 shows that the switching circuit 12 is turned on (or off) by the output of the delay circuit 7 of FIG. 1, thereby connecting the capacitor 13 between the gate and the emitter of the IGBT and forcibly changing the gate potential. . In this case, the state where the switch circuit 12 is off is a normal state, but when the IGBT is off, the control circuit 11 sets the capacitor voltage at or near 0 V, and when the IGBT is on, the same applies. To a predetermined voltage (near or above the threshold voltage of the gate).
【００３０】そして、ターンオフ時に、図１のコンデン
サ電圧が設定値以上となってコンパレータ６が動作し、
遅延回路７から出力が得られたとき、スイッチ回路１２
をオンさせることで、電位Ｖｇをコンデンサ１３により
上昇させるようにする。Then, at the time of turn-off, the capacitor voltage shown in FIG.
When an output is obtained from the delay circuit 7, the switch circuit 12
Is turned on, the potential Vg is increased by the capacitor 13.
【００３１】このとき、ＩＧＢＴのスイッチング特性、
例えばｄｉ／ｄｔは、スイッチ回路１２がオフしている
ときに比べて低くなるように動作するものとする。At this time, the switching characteristics of the IGBT,
For example, it is assumed that di / dt operates so as to be lower than when the switch circuit 12 is off.
【００３２】図７は操作回路の別の実施の形態を示す回
路図で、ゲート・コレクタ間容量を変化させる例であ
る。FIG. 7 is a circuit diagram showing another embodiment of the operation circuit, in which the capacitance between the gate and the collector is changed.
【００３３】図７はスイッチ回路１４を図１の遅延回路
７の出力によってオン（またはオフ）させることで、コ
ンデンサ１５をＩＧＢＴのゲート・コレクタ間に接続
し、強制的にゲートの電位を変化させる。この場合、ス
イッチ回路１４がオフしている状態が通常の状態である
が、ＩＧＢＴがオフしているときは制御回路１６により
コンデンサ電圧を０Ｖまたはその近傍とし、また、オン
しているときは同様に或る所定の電圧（ゲートのしきい
値電圧付近またはそれ以上）まで、充電しておくことと
する。FIG. 7 shows that the switch circuit 14 is turned on (or off) by the output of the delay circuit 7 of FIG. 1, thereby connecting the capacitor 15 between the gate and the collector of the IGBT and forcibly changing the gate potential. . In this case, the state in which the switch circuit 14 is off is a normal state. However, when the IGBT is off, the control circuit 16 sets the capacitor voltage at or near 0 V, and when the IGBT is on, the same applies. To a predetermined voltage (near or above the threshold voltage of the gate).
【００３４】そして、ターンオフ時に、図１のコンデン
サ電圧が設定値以上となってコンパレータ６が動作し、
遅延回路７から出力が得られたとき、スイッチ回路１４
をオンさせることで、電位Ｖｇをコンデンサ１５により
上昇させるようにする。Then, at the time of turn-off, the capacitor voltage of FIG.
When an output is obtained from the delay circuit 7, the switch circuit 14
Is turned on, the potential Vg is increased by the capacitor 15.
【００３５】このとき、ＩＧＢＴのスイッチング特性、
例えばｄｉ／ｄｔは、スイッチ回路１４がオフしている
ときに比べて低くなるように動作するものとする。At this time, the switching characteristics of the IGBT,
For example, it is assumed that di / dt operates so as to be lower than when the switch circuit 14 is off.
【００３６】ここで、ゲート条件の変更制御について説
明する。Here, the change control of the gate condition will be described.
【００３７】ゲート条件の変更は図１の構成では、遅延
回路７によって一定時間遅延されることになるが、これ
はスイッチング損失を極力増加させないためである。そ
して、実際には、図８に示すように遅延回路７の後段に
はワンショット回路（単安定マルチバイブレータ回路）
１７を設け、コンデンサ電圧が設定値以上となってから
一定時間後の一定時間だけ、ゲート条件を変更するよう
にしている。In the configuration of FIG. 1, the change of the gate condition is delayed by a predetermined time by the delay circuit 7, because the switching loss is not increased as much as possible. In practice, a one-shot circuit (monostable multivibrator circuit) is provided after the delay circuit 7 as shown in FIG.
17 is provided to change the gate condition only for a certain time after a certain time after the capacitor voltage becomes equal to or higher than the set value.
【００３８】[0038]
【発明の効果】この発明によれば、ＩＧＢＴのコレクタ
・エミッタ間電圧相当値を、簡単な回路で検出すること
が可能となる。特に、ダイオードはメインのＩＧＢＴと
同一のチップ上に形成できるためコストアップはほとん
どなく、コンデンサもｐＦ程度の容量でよいため同様に
コストアップはほとんど無いなどの利点が得られる。According to the present invention, the value corresponding to the collector-emitter voltage of the IGBT can be detected with a simple circuit. In particular, since the diode can be formed on the same chip as the main IGBT, there is almost no increase in cost, and since the capacitor may have a capacitance of about pF, there is also an advantage that there is almost no increase in cost.
【図１】この発明の実施の形態を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１の動作波形図である。FIG. 2 is an operation waveform diagram of FIG.
【図３】操作回路の第１の例を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a first example of an operation circuit.
【図４】操作回路の第２の例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a second example of the operation circuit.
【図５】操作回路の第３の例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a third example of the operation circuit.
【図６】操作回路の第４の例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a fourth example of the operation circuit.
【図７】操作回路の第５の例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a fifth example of the operation circuit.
【図８】ゲート条件の変更制御例を示すブロック図であ
る。FIG. 8 is a block diagram showing an example of changing control of a gate condition.
【図９】ゲート駆動回路の従来例を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a conventional example of a gate drive circuit.
【図１０】インバータ装置の従来例を示す構成図であ
る。FIG. 10 is a configuration diagram showing a conventional example of an inverter device.
【図１１】ＩＧＢＴ素子のターンオフ時の動作説明図で
ある。FIG. 11 is an explanatory diagram of an operation when the IGBT element is turned off.
１，Ｄ１…ダイオード、２，１３，１５…コンデンサ、
３…メインＩＧＢＴ、４…抵抗、５…電源、６…コンパ
レータ、７…遅延回路、８，９，１０，１２，１４…ス
イッチ回路、１１，１６…制御回路、１７…ワンショッ
ト回路（単安定マルチバイブレータ回路）。1, D1 ... diode, 2, 13, 15 ... capacitor,
3: Main IGBT, 4: Resistance, 5: Power supply, 6: Comparator, 7: Delay circuit, 8, 9, 10, 12, 14, Switch circuit, 11, 16: Control circuit, 17: One-shot circuit (monostable) Multivibrator circuit).
Claims (3)
デバイスのコレクタ・エミッタ間にダイオードとコンデ
ンサの直列回路を接続し、このコンデンサ電圧をスイッ
チングデバイスのコレクタ・エミッタ間電圧相当値とし
て検出する検出手段と、ゲート条件を変更する操作手段
とを設け、前記スイッチングデバイスのターンオフ時
に、前記検出手段の出力が所定値以上になったときは、
前記操作手段によりゲート条件を一定時間だけ変更する
ことを特徴とする電力変換装置のゲート駆動回路。1. A detecting means for connecting a series circuit of a diode and a capacitor between a collector and an emitter of a voltage-driven switching device including an IGBT, and detecting the capacitor voltage as a value equivalent to the collector-emitter voltage of the switching device. Operating means for changing the gate condition, when the switching device is turned off, when the output of the detection means is equal to or more than a predetermined value,
A gate drive circuit for a power conversion device, wherein a gate condition is changed for a predetermined time by the operation means.
時間だけ遅延させる遅延手段を設けたことを特徴とする
請求項１に記載の電力変換装置のゲート駆動回路。2. The gate drive circuit according to claim 1, further comprising a delay unit that delays an output of the detection unit by a predetermined time at a stage subsequent to the detection unit.
ゲート抵抗，ゲート電源電圧，ゲート電流，ゲート・エ
ミッタ容量，ゲート・コレクタ容量の少なくとも１つを
変更するものであることを特徴とする請求項１または２
のいずれかに記載の電力変換装置のゲート駆動回路。3. The device according to claim 1, wherein said operating means changes at least one of a gate resistance, a gate power supply voltage, a gate current, a gate-emitter capacitance, and a gate-collector capacitance of the switching device. 2
A gate drive circuit for a power converter according to any one of the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10311889A JP2000139071A (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Gate driving circuit for power converter |
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| JP10311889A JP2000139071A (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Gate driving circuit for power converter |
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|---|---|
| JP2000139071A true JP2000139071A (en) | 2000-05-16 |
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| JP10311889A Pending JP2000139071A (en) | 1998-11-02 | 1998-11-02 | Gate driving circuit for power converter |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000139071A (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111082790A (en) * | 2018-10-19 | 2020-04-28 | 现代自动车株式会社 | Gate driving device for power semiconductor device |
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- 1998-11-02 JP JP10311889A patent/JP2000139071A/en active Pending
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