JP6229604B2 - 半導体スイッチング素子の制御回路 - Google Patents
半導体スイッチング素子の制御回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6229604B2 JP6229604B2 JP2014134226A JP2014134226A JP6229604B2 JP 6229604 B2 JP6229604 B2 JP 6229604B2 JP 2014134226 A JP2014134226 A JP 2014134226A JP 2014134226 A JP2014134226 A JP 2014134226A JP 6229604 B2 JP6229604 B2 JP 6229604B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- semiconductor switching
- switching element
- voltage
- control circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 43
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 51
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 44
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 42
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/14—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature
- H03K17/145—Modifications for compensating variations of physical values, e.g. of temperature in field-effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
- H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
- H03K17/162—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0081—Power supply means, e.g. to the switch driver
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Description
以下、本発明の第1実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。
図1は電気的構成を示すもので、誘導性負荷であるコイル1に通電するハーフブリッジ回路2を示している。ハーフブリッジ回路2は、半導体スイッチング素子として、2個のGaN(窒化ガリウム)素子3、4を設けている。2個のGaN素子3、4は、ドレイン−ソース間を直列に接続し、電源端子VDとグランド端子GNDとの間に接続されている。この場合、コイル1の他端子は例えばグランドGNDに接続され、ハーフブリッジ回路2側からコイル1に給電および断電する動作を想定している。
図4は第2実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。図4に示すように、この実施形態では、負電源回路13aとして、ダイオード12に直列に抵抗14を接続した構成としている。抵抗14は、突入電流防止の構成として設けるもので、コンデンサ10に充電する場合に、時定数回路として機能する。これにより、デッドタイム期間に入る時点で、コンデンサ10への充電電流が急激に流れる突入電流が発生するのを抑制することができる。
図5は第3実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。図5に示すように、この実施形態では、クランプ電圧Vclampを発生するツェナーダイオード11に代えて、スイッチ素子15および電圧検出回路16からなるクランプ回路17を設ける構成としている。
図6は第4実施形態を示すもので、以下、第3実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、第3実施形態で示したクランプ回路17に代えて、スイッチ素子15および電圧検出回路16からなるクランプ回路21を具体的な回路構成として設けたものである。
(第5実施形態)
図7は第5実施形態を示すもので、以下、第1実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、半導体スイッチング素子として用いるGaN素子3、4のいずれに対しても同様の構成の制御回路6を設けた構成である。
図8は第6実施形態を示すもので、以下、第5実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態は、第5実施形態におけるGaN素子3に接続される制御回路6に代えて、直流電源9を設けない構成の制御回路6aを設けるとともに、この制御回路6aに対して電源を供給するGaN素子4に対する制御回路6bを設けている。制御回路6bは、制御回路6aに電源を供給する機能を除くと第5実施形態で示した制御回路6と同様の構成である。
なお、本発明は、上述した一実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。
第2実施形態は、第3〜第6実施形態の構成にも適用することができる。
半導体スイッチング素子は、実施形態で示したGaN素子以外にも、低電圧で駆動可能な半導体スイッチング素子あるいは通常の半導体スイッチング素子で負電源を必要とするもの全般に適用できる。
Claims (9)
- 誘導性負荷の給電経路に設けられる半導体スイッチング素子の駆動をするゲート駆動回路と、
前記半導体スイッチング素子の出力端子間に接続され、前記出力端子の負電位側端子から正電位側端子に向けて接続されるコンデンサおよび順方向のダイオードの直列回路からなる負電源回路とを備え、
前記負電源回路の前記コンデンサと前記ダイオードとの共通接続点は前記ゲート駆動回路の負電源端子に接続されることを特徴とする半導体スイッチング素子の制御回路。 - 請求項1に記載の半導体スイッチング素子の制御回路において、
前記負電源回路は、前記コンデンサの端子電圧がクランプ電圧以上とならないようにするクランプ回路を備えたことを特徴とする半導体スイッチング素子の制御回路。 - 請求項2に記載の半導体スイッチング素子の制御回路において、
前記クランプ回路は、定電圧ダイオードにより構成したことを特徴とする半導体スイッチング素子の制御回路。 - 請求項2に記載の半導体スイッチング素子の制御回路において、
前記クランプ回路は、前記ダイオードの通電経路に設けられるスイッチ素子と、前記コンデンサの端子電圧を検出して検出電圧がクランプ電圧未満のときに前記スイッチ素子をオン状態に保持し、クランプ電圧以上では前記スイッチ手段をオフさせる電圧検出回路とを備えることを特徴とする半導体スイッチング素子の制御回路。 - 請求項4に記載の半導体スイッチング素子の制御回路において、
前記スイッチ素子は、制御信号によりオンオフ制御される半導体スイッチング素子であり、
前記電圧検出回路は、前記クランプ電圧に相当する基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、前記コンデンサの端子電圧と前記基準電圧とを比較し、その比較結果の信号により前記スイッチ素子のオンオフを切り替える比較回路であることを特徴とする半導体スイッチング素子の制御回路。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の半導体スイッチング素子の制御回路において、
前記誘導性負荷の給電経路に設けられる前記半導体スイッチング素子はノーマリーオフ型の窒化ガリウム(GaN)素子であることを特徴とする半導体スイッチング素子の制御回路。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の半導体スイッチング素子の制御回路において、
前記負電源回路の前記ダイオードに直列に突入電流防止用の抵抗を設けていることを特徴とする半導体スイッチング素子の制御回路。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の半導体スイッチング素子の制御回路において、
前記誘導性負荷に対して2個の半導体スイッチング素子を設けるハーフブリッジ回路を構成し、
前記ハーフブリッジを構成する2個の前記半導体スイッチング素子のそれぞれに対して前記ゲート駆動回路および前記負電源回路を設けることを特徴とする半導体スイッチング素子の制御回路。 - 請求項8に記載の半導体スイッチング素子の制御回路において、
前記2個の半導体スイッチング素子のうち高電圧側に接続されるものに設けるゲート駆動回路の電源は、低電圧側に接続されるものに設けるゲート駆動回路の電源から供給する構成とすることを特徴とする半導体スイッチング素子の制御回路。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014134226A JP6229604B2 (ja) | 2014-06-30 | 2014-06-30 | 半導体スイッチング素子の制御回路 |
US14/731,591 US9490800B2 (en) | 2014-06-30 | 2015-06-05 | Control circuit of semiconductor switching element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014134226A JP6229604B2 (ja) | 2014-06-30 | 2014-06-30 | 半導体スイッチング素子の制御回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016012861A JP2016012861A (ja) | 2016-01-21 |
JP6229604B2 true JP6229604B2 (ja) | 2017-11-15 |
Family
ID=54931619
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014134226A Active JP6229604B2 (ja) | 2014-06-30 | 2014-06-30 | 半導体スイッチング素子の制御回路 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9490800B2 (ja) |
JP (1) | JP6229604B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11290100B2 (en) | 2019-12-19 | 2022-03-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7070149B2 (ja) | 2018-06-26 | 2022-05-18 | 株式会社デンソー | スイッチング回路 |
WO2020100349A1 (ja) * | 2018-11-12 | 2020-05-22 | 住友電気工業株式会社 | 半導体スイッチの駆動装置、駆動方法、電力変換装置、及び車両 |
CN116455006B (zh) * | 2022-01-07 | 2024-04-05 | 荣耀终端有限公司 | 充电电路、电子设备以及充电*** |
CN114499475B (zh) * | 2022-02-18 | 2022-11-08 | 合肥安赛思半导体有限公司 | 多级式GaN HEMT驱动电路及其工作方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3348022B2 (ja) | 1998-08-04 | 2002-11-20 | 三菱電機株式会社 | ゲートドライブ回路 |
JP2008235952A (ja) * | 2007-03-16 | 2008-10-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | デプレッション型スイッチング素子の駆動回路 |
JP4682173B2 (ja) | 2007-07-12 | 2011-05-11 | 株式会社日立製作所 | 電圧駆動型半導体素子のドライブ回路及びインバータ装置 |
JP5766992B2 (ja) * | 2011-03-24 | 2015-08-19 | トランスフォーム・ジャパン株式会社 | スイッチング回路装置 |
JP5561352B2 (ja) * | 2012-02-22 | 2014-07-30 | 株式会社デンソー | 駆動回路 |
-
2014
- 2014-06-30 JP JP2014134226A patent/JP6229604B2/ja active Active
-
2015
- 2015-06-05 US US14/731,591 patent/US9490800B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11290100B2 (en) | 2019-12-19 | 2022-03-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US9490800B2 (en) | 2016-11-08 |
JP2016012861A (ja) | 2016-01-21 |
US20150381151A1 (en) | 2015-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6170119B2 (ja) | 電源スイッチを駆動するためのシステムおよび方法 | |
JP6229604B2 (ja) | 半導体スイッチング素子の制御回路 | |
JP5315026B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5537270B2 (ja) | 出力回路 | |
KR102096281B1 (ko) | 다양한 전력 조건들 하에서 부하를 구동시키기 위한 시스템들 및 방법들 | |
CN107979360B (zh) | 可配置电路及其操作方法和集成电路 | |
JP6669097B2 (ja) | 給電制御装置 | |
US20080174184A1 (en) | Device for controlling a power electronic switch and speed controller comprising same | |
US10804791B2 (en) | Driver circuit, circuit arrangement comprising a driver circuit, and inverter comprising a circuit arrangement | |
JP2013013044A (ja) | ゲートドライブ回路 | |
US9923557B2 (en) | Switching circuit and power conversion circuit | |
JP2015033248A (ja) | 半導体駆動装置及び半導体装置 | |
JP2016122965A (ja) | 負荷駆動回路 | |
JP2024014878A (ja) | 半導体装置 | |
JP2015208111A (ja) | ゲート駆動回路 | |
JP6757608B2 (ja) | 電界効果トランジスタを備えたパワー半導体回路、および半導体ブリッジ回路装置 | |
WO2015064206A1 (ja) | 半導体装置 | |
WO2014128942A1 (ja) | 半導体素子の駆動装置 | |
JP2016072676A (ja) | 半導体リレー | |
US9559608B2 (en) | Rectifier circuit with reduced reverse recovery time | |
JP4821394B2 (ja) | 半導体素子駆動回路 | |
JP2020188673A (ja) | 電気回路及び電源装置 | |
JP2021005950A (ja) | トランジスタ駆動回路及びトランジスタのゲート電圧制御方法 | |
JP6619312B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2016131465A (ja) | ゲート駆動回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160727 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170704 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170810 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170919 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20171002 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6229604 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |