JP2015207853A - 駆動回路システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ゲート電極G、ドレイン電極D及びソース電極Sを有するスイッチング素子Qを駆動する駆動回路システムであって、スイッチング素子Qをオフ状態からオン状態に駆動するトランジスタT1がゲート抵抗R1を介してゲート電極Gに接続され、スイッチング素子Qをオン状態からオフ状態に駆動するトランジスタT2がゲート抵抗R2を介してゲート電極Gに接続されている。また、トランジスタT1とゲート抵抗R1との接続部とトランジスタT2とゲート抵抗R2との接続部との間に接続されるコンデンサC1、ゲート抵抗R1に並列に接続されるコンデンサC2、及びゲート抵抗R2に並列に接続されるコンデンサC3からなる群より選ばれた少なくとも一つのコンデンサを備える。
【選択図】図1
Description
図1を参照して、第1実施形態に係わる駆動回路システムの構成を説明する。
駆動回路システムは、駆動回路1と、駆動回路1に接続されるスイッチング素子Qから構成される。駆動回路1は、スイッチング素子Qのゲート電極Gに駆動信号を出力し、スイッチング素子Qのオンオフを制御する。
駆動電源E1の正極側は、トランジスタT1のコレクタCに接続されている。トランジスタT1のエミッタEは、ゲート抵抗R1を介してスイッチング素子Qに接続されている。また、トランジスタT2のエミッタEは、ゲート抵抗R2を介してスイッチング素子Qに接続されている。トランジスタT1のエミッタEとトランジスタT2のエミッタEとの間にはコンデンサC1が接続されている。すなわち、コンデンサC1は、トランジスタT1のエミッタEとゲート抵抗R1との接続部と、トランジスタT2のエミッタEとゲート抵抗R2との接続部との間に接続されている。トランジスタT1のベースBとトランジスタT2のベースBは、信号発生器11に接続されている。また、駆動電源E1の負極側、トランジスタT2のコレクタC、及びソース電極Sは、信号発生器11に接続されている。
信号発生器11からオン信号が出力されると、トランジスタT1がオン、トランジスタT2がオフとなり、駆動電源E1、トランジスタT1、ゲート抵抗R1を介して、寄生容量Cgに電流が流れる(以下、この電流経路を電流経路aという。)。また、駆動電源E1、トランジスタT1、コンデンサC1、ゲート抵抗R2を介して、寄生容量Cgに電流が流れる(以下、この電流経路を電流経路bという。)。これにより、スイッチング素子Qのゲート−ソース間の電圧Vgsが上昇する。そして、電圧Vgsがゲート閾値電圧を超えると、スイッチング素子Qがオンする。
信号発生器11からオフ信号が出力されると、トランジスタT1がオフ、トランジスタT2がオンとなり、駆動電源E1の出力電圧によって寄生容量Cgに蓄えられた電荷が放電され、寄生容量Cg、ゲート抵抗R2を介して、トランジスタT2に電流が流れる(以下、この電流経路を電流経路cという。)。また、寄生容量Cg、ゲート抵抗R1、コンデンサC1を介して、トランジスタT2に電流が流れる(以下、この電流経路を電流経路dという。)。これにより、スイッチング素子Qのゲート−ソース間の電圧Vgsが降下する。そして、電圧Vgsがゲート閾値電圧を下回ると、スイッチング素子Qがオフする。
図2を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。第2実施形態が第1実施形態と異なるのは、駆動回路2に駆動電源E2を設けたことである。より詳しくは、駆動電源E2の負極側はトランジスタT2のコレクタCに接続され、駆動電源E2の正極側は、ソース電極S及び駆動電源E2の負極側と信号発生器11に接続されている。
図3を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。第3実施形態が第2実施形態と異なるのは、駆動回路3において、コンデンサC1を外し、ゲート抵抗R1にコンデンサC2を並列に接続したことである。
図4を参照して、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態が第3実施形態と異なるのは、駆動回路4のトランジスタT1とゲート電極Gとの間であって、コンデンサC2に対して直列に接続されるゲート抵抗R3を設けたことである。
図5を参照して、本発明の第5実施形態について説明する。第5実施形態が第2実施形態と異なるのは、駆動回路5において、コンデンサC1を外し、ゲート抵抗R2にコンデンサC3を並列に接続したことである。
図6を参照して、本発明の第6実施形態について説明する。第6実施形態が第5実施形態と異なるのは、駆動回路6のトランジスタT2とゲート電極Gとの間であって、コンデンサC3に対して直列に接続されるゲート抵抗R4を設けたことである。
図7を参照して、本発明の第7実施形態について説明する。第7実施形態の駆動回路7は、第4実施形態の駆動回路4と第6実施形態の駆動回路6を組合わせたものである。
図8を参照して、本発明の第8実施形態について説明する。第8実施形態が第2実施形態と異なるのは、駆動回路8において、スイッチング素子Qの寄生容量CgにコンデンサC4を並列に接続したことである。すなわち、コンデンサC4は、ゲート電極Gとソース電極Sとに接続されている。
図9を参照して、本発明の第9実施形態について説明する。第9実施形態が第7実施形態と異なるのは、駆動回路9において、スイッチング素子Qの寄生容量CgにコンデンサC4を並列に接続したことである。
図10を参照して、本発明の第10実施形態について説明する。第10実施形態が第9実施形態と異なるのは、駆動回路10において、トランジスタT1のエミッタEとトランジスタT2のエミッタEとの間にコンデンサC1を接続したことである。
Q スイッチング素子
T1、T2 トランジスタ(駆動素子)
C1、C2、C3、C4 コンデンサ
Cg 寄生容量
R1、R2、R3、R4 ゲート抵抗
E1、E2 駆動電源
11 信号発生器
Claims (9)
- ゲート電極、ドレイン電極及びソース電極を有するスイッチング素子を駆動する駆動回路システムであって、
前記ゲート電極に第1抵抗を介して接続され、前記スイッチング素子をオフ状態からオン状態に駆動する第1駆動素子と、
前記ゲート電極に第2抵抗を介して接続され、前記スイッチング素子をオン状態からオフ状態に駆動する第2駆動素子と、
前記第1駆動素子と前記第1抵抗との接続部と前記第2駆動素子と前記第2抵抗との接続部との間に接続される第1コンデンサ、前記第1抵抗に並列に接続される第2コンデンサ、及び前記第2抵抗に並列に接続される第3コンデンサからなる群より選ばれた少なくとも一つのコンデンサを備えることを特徴とする駆動回路システム。 - 前記スイッチング素子に電圧を印加する駆動電源をさらに備え、
前記コンデンサには前記第1コンデンサが含まれ、
前記第1コンデンサの容量は、前記駆動電源の出力電圧を前記第1コンデンサの容量と前記スイッチング素子の寄生容量とによって分圧したときの、前記スイッチング素子のゲートーソース間の電圧が前記スイッチング素子のゲート閾値電圧以上となるように設定されることを特徴とする請求項1に記載の駆動回路システム。 - 前記スイッチング素子に電圧を印加する駆動電源をさらに備え、
前記コンデンサには前記第2コンデンサが含まれ、
前記第2コンデンサの容量は、前記駆動電源の出力電圧を前記第2コンデンサの容量と前記スイッチング素子の寄生容量とによって分圧したときの、前記スイッチング素子のゲートーソース間の電圧が前記スイッチング素子のゲート閾値電圧以上となるように設定されることを特徴とする請求項1に記載の駆動回路システム。 - 前記スイッチング素子に電圧を印加する駆動電源をさらに備え、
前記コンデンサには前記第3コンデンサが含まれ、
前記第3コンデンサの容量は、前記駆動電源の出力電圧によって前記スイッチング素子の寄生容量に蓄えられた電荷を、前記第3コンデンサの容量に前記寄生容量を加えた容量で割った電圧が、前記スイッチング素子のゲート閾値電圧以下となるように設定されることを特徴とする請求項1に記載の駆動回路システム。 - 前記第2コンデンサに直列に接続される第3抵抗、及び前記第3コンデンサに直列に接続される第4抵抗からなる群より選ばれた少なくとも一つの抵抗を備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の駆動回路システム。
- 前記ゲート電極と前記ソース電極との間に接続される第4コンデンサをさらに備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の駆動回路システム。
- 前記スイッチング素子に電圧を印加する駆動電源をさらに備え、
前記コンデンサには前記第1コンデンサが含まれ、
前記第1コンデンサの容量は、前記駆動電源の出力電圧を前記スイッチング素子の寄生容量に前記第4コンデンサの容量を加えた容量と、前記第1コンデンサの容量とによって分圧したときの、前記スイッチング素子のゲートーソース間の電圧が前記スイッチング素子のゲート閾値電圧以上となるように設定されることを特徴とする請求項6に記載の駆動回路システム。 - 前記スイッチング素子に電圧を印加する駆動電源をさらに備え、
前記コンデンサには前記第2コンデンサが含まれ、
前記第2コンデンサの容量は、前記駆動電源の出力電圧を前記スイッチング素子の寄生容量に前記第4コンデンサの容量を加えた容量と、前記第2コンデンサの容量とによって分圧したときの、前記スイッチング素子のゲートーソース間の電圧が前記スイッチング素子のゲート閾値電圧以上となるように設定されることを特徴とする請求項6に記載の駆動回路システム。 - 前記スイッチング素子に電圧を印加する駆動電源をさらに備え、
前記コンデンサには前記第3コンデンサが含まれ、
前記第3コンデンサの容量は、前記駆動電源の出力電圧によって前記スイッチング素子の寄生容量と前記第4コンデンサとに蓄えられた電荷を、前記第3コンデンサの容量に前記寄生容量と前記第4コンデンサの容量とを加えた容量で割った電圧が、前記スイッチング素子のゲート閾値電圧以下となるように設定されることを特徴とする請求項6に記載の駆動回路システム。
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JPWO2017216974A1 (ja) * | 2016-06-17 | 2019-05-23 | 日産自動車株式会社 | 駆動装置 |
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