JP5569460B2 - 負荷駆動装置 - Google Patents
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Description
また、請求項1に記載の発明では、スイッチング素子(1)の温度を監視すると共に該スイッチング素子(1)の温度に対応する出力を発生させるスイッチング素子温度監視部(8)を有し、第1制御遅延演算回路(6)は、スイッチング素子温度監視部(8)の出力に基づいて、スイッチング素子(1)の温度が低くなるほど遅延時間を短時間に設定することを特徴としている。
このような構成によれば、スイッチング素子(1)のゲート注入電流を高温時には早く立ち上げ、低温時には緩やかに立ち上げるようにできる。このため、スイッチング素子(1)のゲート電圧の傾きについても、高温時には急峻になり、低温時には緩やかになる。このように、スイッチング素子(1)が低温になるほどゲート電圧の傾きが緩やかになるように調整することで、サージ破壊の耐量を向上させることが可能となる。
請求項2に記載の発明では、定電流駆動回路(30)の温度を監視すると共に該定電流駆動回路(30)の温度に対応する出力を発生させる駆動回路温度監視部(7)を有し、第1制御遅延演算回路(6)は、駆動回路温度監視部(7)の出力に基づいて、定電流駆動回路(30)の温度が高くなるほど遅延時間を長く設定することを特徴としている。
このような構成によれば、遅延時間を定電流駆動回路(30)の温度に応じた最適な長さに設定でき、遅延時間が不必要に長くされる場合と比較し、オフ保持デバイス(5)を通じて流される捨て電流を低減することが可能となり、定電流駆動回路(30)の損失および消費電流を低減することが可能となる。
本発明の第1実施形態について説明する。図1は、本実施形態にかかる負荷駆動装置の回路構成を示した回路ブロック図である。また、図2は、図1に示す負荷駆動装置に備えられる各部の詳細構成を示した回路図である。以下、これらの図を参照して、本実施形態にかかる負荷駆動装置について説明する。
上記第1実施形態では、図2中において破線で示したように、定電流駆動回路30を構成する各素子、すなわちMOSFET30aと参照電圧回路30bおよびオペアンプ30cをすべて1チップ化した構成とした。しかしながら、出力素子となるMOSFET30aについては電流が流れることによる発熱が大きくなることが懸念される。すなわち、定電流駆動回路30とオフ保持デバイス5が両方ともオン状態となる期間中には、MOSFET30aに定電流×電源電圧の損失分の電力が発生することになる。このため、定電流駆動回路30とオフ保持デバイス5が両方ともオン状態となる期間長およびスイッチング周波数によっては、定電流駆動回路30を半導体装置で構成した場合における半導体装置の許容損失を超えてしまう可能性がある。
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して定電流駆動回路30の温度情報を考慮した制御が行われるようにしたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してスイッチング素子1の温度情報を考慮した制御が行われるようにしたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第4実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して定電流情報をフィードバックするようにしたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
本発明の第5実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対してスイッチング素子1をオフする際にも同様の構成を備えるようにしたものであり、その他に関しては第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
上記第1実施形態の変形例として、MOSFET30aを外付けのディスクリート部品で構成する場合について説明したが、第2〜第5実施形態についても、MOSFET30aを外付けのディスクリート部品とすることで発熱対策を行うことができる。
1a ゲート
1b IGBT
1c 温度センサ
2 電源
3 オン側回路
4 オフ側回路
5 オフ保持デバイス
6 制御遅延演算回路
7 駆動回路温度監視部
8 スイッチング素子温度監視部
9 定電流監視部
10 制御遅延演算回路
30 定電流駆動回路
30a MOSFET
30b フィードバック基準
30c オペアンプ
30d 温度センサ
31 基準抵抗
43 定電流駆動回路
50 MOSFET
Claims (7)
- ゲート(1a)への電流供給に基づいて、負荷に接続される接続ラインのオンオフ制御を行うスイッチング素子(1)と、
定電流駆動回路制御信号に基づいてオンオフされ、前記定電流駆動回路制御信号に基づいて定電流を生成する定電流駆動回路(30)を有し、該定電流駆動回路(30)で生成される定電流を前記スイッチング素子(1)のゲート(1a)に供給することで前記スイッチング素子(1)をオンさせるオン側回路(3)と、
オフ回路制御信号に基づいてオンオフされ、前記定電流駆動回路(30)による定電流の供給に基づいて前記スイッチング素子(1)のゲート(1a)に蓄積された電荷を引抜くことで前記スイッチング素子(1)をオフさせるオフ側回路(4)と、
オフ許可信号がオフを許可することを示しているとオフされると共にオフを禁止することを示しているとオンされ、前記オン側回路(3)がオンされても、前記オフ許可信号がオフを禁止することを示しているとオンされることで、前記スイッチング素子(1)のオフを保持するオフ保持デバイス(5)と、を有し、
前記スイッチング素子(1)をオンするときには、前記定電流駆動回路制御信号がオフからオンに切り替わることを示すことで前記定電流駆動回路(30)で定電流を生成し、前記オン側回路(3)をオンさせると共に、前記オフ回路制御信号がオフを示すことで前記オフ側回路(4)をオフさせて前記スイッチング素子(1)のゲート(1a)への電流供給を行い、
前記スイッチング素子(1)をオフするときには、前記定電流駆動回路制御信号がオンからオフに切り替わることを示すことで前記定電流駆動回路(30)での定電流の生成を止め、前記オン側回路(3)をオフさせると共に、前記オフ回路制御信号がオフからオンに切り替わることを示すことで前記オフ側回路(4)をオンさせて前記スイッチング素子(1)のゲート(1a)からの電荷の引抜きを行う負荷駆動装置であって、
前記スイッチング素子(1)をオンするときに、前記オフ許可信号がオフの禁止から許可に切り替わることが前記オフ保持デバイス(5)に伝えられることを遅延させる第1制御遅延演算回路(6)を有し、該第1制御遅延演算回路(6)は、前記定電流駆動回路制御信号がオフからオンに切り替わるときから所定の遅延時間経過すると、前記オフ許可信号がオフの禁止から許可に切り替わることを前記オフ保持デバイス(5)に伝え、
さらに、前記スイッチング素子(1)の温度を監視すると共に該スイッチング素子(1)の温度に対応する出力を発生させるスイッチング素子温度監視部(8)を有し、
前記第1制御遅延演算回路(6)は、前記スイッチング素子温度監視部(8)の出力に基づいて、前記スイッチング素子(1)の温度が低くなるほど前記遅延時間を短時間に設定することを特徴とする負荷駆動装置。 - ゲート(1a)への電流供給に基づいて、負荷に接続される接続ラインのオンオフ制御を行うスイッチング素子(1)と、
定電流駆動回路制御信号に基づいてオンオフされ、前記定電流駆動回路制御信号に基づいて定電流を生成する定電流駆動回路(30)を有し、該定電流駆動回路(30)で生成される定電流を前記スイッチング素子(1)のゲート(1a)に供給することで前記スイッチング素子(1)をオンさせるオン側回路(3)と、
オフ回路制御信号に基づいてオンオフされ、前記定電流駆動回路(30)による定電流の供給に基づいて前記スイッチング素子(1)のゲート(1a)に蓄積された電荷を引抜くことで前記スイッチング素子(1)をオフさせるオフ側回路(4)と、
オフ許可信号がオフを許可することを示しているとオフされると共にオフを禁止することを示しているとオンされ、前記オン側回路(3)がオンされても、前記オフ許可信号がオフを禁止することを示しているとオンされることで、前記スイッチング素子(1)のオフを保持するオフ保持デバイス(5)と、を有し、
前記スイッチング素子(1)をオンするときには、前記定電流駆動回路制御信号がオフからオンに切り替わることを示すことで前記定電流駆動回路(30)で定電流を生成し、前記オン側回路(3)をオンさせると共に、前記オフ回路制御信号がオフを示すことで前記オフ側回路(4)をオフさせて前記スイッチング素子(1)のゲート(1a)への電流供給を行い、
前記スイッチング素子(1)をオフするときには、前記定電流駆動回路制御信号がオンからオフに切り替わることを示すことで前記定電流駆動回路(30)での定電流の生成を止め、前記オン側回路(3)をオフさせると共に、前記オフ回路制御信号がオフからオンに切り替わることを示すことで前記オフ側回路(4)をオンさせて前記スイッチング素子(1)のゲート(1a)からの電荷の引抜きを行う負荷駆動装置であって、
前記スイッチング素子(1)をオンするときに、前記オフ許可信号がオフの禁止から許可に切り替わることが前記オフ保持デバイス(5)に伝えられることを遅延させる第1制御遅延演算回路(6)を有し、該第1制御遅延演算回路(6)は、前記定電流駆動回路制御信号がオフからオンに切り替わるときから所定の遅延時間経過すると、前記オフ許可信号がオフの禁止から許可に切り替わることを前記オフ保持デバイス(5)に伝え、
さらに、前記定電流駆動回路(30)の温度を監視すると共に該定電流駆動回路(30)の温度に対応する出力を発生させる駆動回路温度監視部(7)を有し、
前記第1制御遅延演算回路(6)は、前記駆動回路温度監視部(7)の出力に基づいて、前記定電流駆動回路(30)の温度が高くなるほど前記遅延時間を長く設定することを特徴とする負荷駆動装置。 - 前記オフ保持デバイス(5)は、前記スイッチング素子(1)のゲート(1a)と所定電位とされる基準点との間のオンオフを制御するMOSFET(50)であることを特徴とする請求項1または2に記載の負荷駆動装置。
- 前記スイッチング素子(1)の温度を監視すると共に該スイッチング素子(1)の温度に対応する出力を発生させるスイッチング素子温度監視部(8)を有し、
前記第1制御遅延演算回路(6)は、前記スイッチング素子温度監視部(8)の出力に基づいて、前記スイッチング素子(1)の温度が低くなるほど前記遅延時間を短時間に設定することを特徴とする請求項2に記載の負荷駆動装置。 - 前記オン側回路(3)は、前記定電流駆動回路(30)と基準抵抗(31)とを有し、
前記定電流駆動回路(30)は、前記電源(2)と前記スイッチング素子(1)のゲート(1a)との間において前記基準抵抗(31)と直列接続され、前記電源(2)と前記ゲート(1a)との間のオンオフを制御するMOSFET(30a)と、参照電圧(Vref)を発生させる参照電圧回路(30b)と、前記基準抵抗(31)と前記MOSFET(30a)との間の電位が前記参照電圧(Vref)に近けるように出力を発生させるオペアンプ(30c)と、を有して構成され、前記定電流として前記基準抵抗(31)の抵抗値と前記参照電圧(Vref)とによって決まる電流を流すように構成されていることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の負荷駆動装置。 - 前記基準抵抗(31)と前記MOSFET(30a)との間の電位に基づいて前記定電流を監視すると共に前記定電流に対応する出力を発生させる定電流監視部(9)を有し、
前記第1制御遅延演算回路(6)は、前記定電流監視部(9)の出力に基づいて、前記定電流が所定の狙い値に至ったときを前記遅延時間終了のタイミングとすることを特徴とする請求項5に記載の負荷駆動装置。 - 前記スイッチング素子(1)をオフするときに、前記定電流駆動回路制御信号がオンからオフに切り替わることを前記オン側回路(3)における前記定電流駆動回路(30)に伝えられることを遅延させる第2制御遅延演算回路(10)を有し、該第2制御遅延演算回路(10)は、前記オフ回路制御信号がオフからオンに切り替わるときから所定の遅延時間経過すると、前記定電流駆動回路制御信号がオンからオフに切り替わることを前記オン側回路(3)における前記定電流駆動回路(30)に伝えることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1つに記載の負荷駆動装置。
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