JP4954290B2 - ゲート駆動回路 - Google Patents
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Description
また、電力用半導体素子のスイッチング制御を行うゲート駆動回路であって、定電流を供給する定電流駆動回路と、前記定電流駆動回路の出力端子に接続された前記電力用半導体素子のゲートに接続されるゲート端子と、前記ゲート端子に接続された予備通電回路と、前記定電流駆動回路内又は、前記出力端子と前記ゲート端子との間に接続された第1のスイッチと、前記予備通電回路を開閉する第2のスイッチと、前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチを開閉制御する駆動制御部と、を備え、前記駆動制御部は、前記第2のスイッチをオンし、前記第1のスイッチをオンすることにより前記定電流駆動回路の出力電流を前記予備通電回路に通電させ、前記予備通電回路に通電させた電流が所定の電流値に定まった後に前記第2のスイッチをオフすることにより前記定電流駆動回路の出力電流を前記ゲート端子に転流させることを特徴とするゲート駆動回路にある。
図1はこの発明の実施の形態1によるゲート駆動回路の回路図である。電力用半導体素子1としてIGBT1(Insulated Gate Bipolar Transistor)を用いている。しかしながら、IGBTに限るわけではなく、これらをFET(電界効果トランジスタ)等の他のスイッチや、シリコンのみならず、シリコンカーバイド(SiC)・ガリウムナイトライド(GaN)等の他の材料によるスイッチで構成しても同様の効果が得られることは言うまでもない。ここで述べるIGBT1とダイオード2とゲート駆動回路29の組み合わせは、例えば図2に示す3相インバータ回路など、各種電力変換器に用いることが可能である。
図6はこの発明の実施の形態2によるゲート駆動回路の回路図である。図6において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一もしくは関連する符号で示し説明を省略する。図6のゲート駆動回路29aでは、IGBT1のゲート端子への電流を制御する第2のスイッチであるNチャンネル型MOSFET17aと抵抗18aからなる予備通電回路19aがIGBT1のゲート端子に接続されている。Nチャンネル型MOSFET17aのドレインが抵抗18aを介してIGBT1のゲート端子へ、ゲートが駆動制御部20へ、ソースがグランド側にそれぞれ接続されている。
図8はこの発明の実施の形態3によるゲート駆動回路の回路図である。図8において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一もしくは関連する符号で示し説明を省略する。図8のゲート駆動回路29bでは、定電流回路16aは普段は小電流とし、必要な時だけ大電流とするものである。そのため、定電流回路16aの定電流値を設定する設定抵抗13と直列に抵抗23が接続され、抵抗23と並列に抵抗23の両端間を短絡するスイッチ24を接続している。さらに、IGBT1のゲート端子に接続され、ゲート電圧と予め設定した電圧とを比較する比較器のコンパレータ22、26を備えている。
図14はこの発明の実施の形態4によるゲート駆動回路の回路図である。図14において、上記実施の形態と同一もしくは相当部分は同一もしくは関連する符号で示し説明を省略する。図14のゲート駆動回路29cccは概略、図11のゲート駆動回路29cからコンパレータ26と予備通電回路19aを取り除き、また、抵抗23に大きい抵抗値のものを使用したものである。
Claims (7)
- 電力用半導体素子のスイッチング制御を行うゲート駆動回路であって、
定電流を供給する定電流駆動回路と、
前記定電流駆動回路の出力端子に接続された前記電力用半導体素子のゲートに接続されるゲート端子と、
前記定電流駆動回路の出力端子に接続された予備通電回路と、
前記出力端子と前記ゲート端子との間に接続された第1のスイッチと、
前記予備通電回路を開閉する第2のスイッチと、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチを開閉制御する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記第2のスイッチをオンすることにより前記定電流駆動回路の出力電流を前記予備通電回路に通電させ、前記予備通電回路に通電させた電流が所定の電流値に定まった後に前記第1のスイッチをオンし、前記第2のスイッチをオフすることにより前記定電流駆動回路の出力電流を前記ゲート端子に転流させることを特徴とするゲート駆動回路。 - 電力用半導体素子のスイッチング制御を行うゲート駆動回路であって、
定電流を供給する定電流駆動回路と、
前記定電流駆動回路の出力端子に接続された前記電力用半導体素子のゲートに接続されるゲート端子と、
前記ゲート端子に接続された予備通電回路と、
前記定電流駆動回路内又は、前記出力端子と前記ゲート端子との間に接続された第1のスイッチと、
前記予備通電回路を開閉する第2のスイッチと、
前記第1のスイッチおよび前記第2のスイッチを開閉制御する駆動制御部と、
を備え、
前記駆動制御部は、前記第2のスイッチをオンし、前記第1のスイッチをオンすることにより前記定電流駆動回路の出力電流を前記予備通電回路に通電させ、前記予備通電回路に通電させた電流が所定の電流値に定まった後に前記第2のスイッチをオフすることにより前記定電流駆動回路の出力電流を前記ゲート端子に転流させることを特徴とするゲート駆動回路。 - 前記ゲート端子の電圧を第1の設定電圧値と比較し、前記第1の設定電圧値より高いことを示す信号を出力する比較器を更に備え、
前記駆動制御部は、前記電力用半導体素子をオンさせる信号を受けて前記定電流駆動回路の電流を増加させ、前記比較器からの信号を受けて前記定電流駆動回路の電流を減少させることを特徴とする請求項1又は2に記載のゲート駆動回路。 - 前記ゲート端子の電圧を第1の設定電圧値と比較し、前記第1の設定電圧値より高いことを示す信号を出力する比較部を更に備え、
前記駆動制御部は、前記比較器からの信号を受けて前記定電流駆動回路の電流を増加させ、前記信号の反転信号を受けて前記定電流駆動回路の電流を減少させることを特徴とする請求項1又は2に記載のゲート駆動回路。 - 前記定電流駆動回路の電流を増減させるために、前記定電流駆動回路に抵抗値を変えるスイッチを設け、前記駆動制御部が前記スイッチの切り替えにより前記定電流駆動回路の電流を増減させることを特徴とする請求項3又は4に記載のゲート駆動回路。
- 前記スイッチが前記定電流駆動回路の直列抵抗に並列接続された開閉スイッチからなることを特徴とする請求項5に記載のゲート駆動回路。
- 前記定電流駆動回路は、カレントミラー回路とそれを駆動する定電流回路からなることを特徴とする請求項1又は2に記載のゲート駆動回路。
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