JP6725328B2 - ゲート駆動回路 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態のゲート駆動回路の一構成例を概略的に示す図である。
本実施形態のゲート駆動回路1Aは、電力用スイッチング素子としてのIGBT3のエミッタ電位を基準電位とした電源4から出力される電源電圧を用いて、IGBT3のゲート電圧を制御する回路である。
パルス発生装置5は、ゲート電源4から供給される電源電圧を用いて、パルスを生成して切替スイッチ14へ出力する。パルス発生装置5がパルスを生成するタイミングは、例えば図示しない上位制御装置により制御される。
第1抵抗器6と第2抵抗器7とは、IGBT3のゲートとパルス発生装置の出力端子との間に並列に接続している。第1抵抗器6の抵抗値は第2抵抗器7の抵抗値よりも小さい。
ダイオード9は、アノード端子がインダクタンス8の他端に接続し、カソード端子が第3抵抗器10を介してコンパレータ12の入力端子と接続している。すなわち、ダイオード9は、IGBT3のエミッタ側からコンパレータ12へ向かう方向に電流を流すように接続し、コンパレータ12を保護している。
図2において、IGBT3のゲート‐エミッタ間電圧をVge、IGBT3のコレクタ‐エミッタ間電圧をVce、IGBT3のコレクタ電流をIc、コレクタ電流Icの時間変化率をdIc/dt、IGBT3のゲート抵抗に流れる電流をIgとする。また、IGBT3をオフする際のエネルギー損失(ターンオフ損失)の瞬時値は、コレクタ電流Icとコレクタ‐エミッタ間電圧Vceとの積(=Ic*Vce)となる。なお、電流Igは、IGBT3へ流れる方向を正とし、第1抵抗器6に流れる電流と第2抵抗器7に流れる電流との和である。
本実施形態のゲート駆動回路では、時刻t1まではIGBT3のゲート抵抗が小さいため、比較例よりもIGBT3のコレクタ‐エミッタ間電圧Vceの立ち上がりが急峻になる。本実施形態のゲート駆動回路では、時刻t1で、IGBT3のゲート抵抗を大きいものに切り替えることにより、スイッチング速度を遅くしてサージ電圧が生じることを抑制している。
本実施形態のゲート駆動回路1Bは、第5抵抗器21と、第2ダイオード22と、を更に備えている。上記の構成以外は、上述の第1実施形態のゲート駆動回路1Aと同様の構成である。
図5は、第3実施形態のゲート駆動回路の一構成例を概略的に示す図である。
本実施形態のゲート駆動回路1Cは、定電圧ダイオード31と、第6抵抗器32と、を更に備えている。上記の構成以外は、上述の第1実施形態のゲート駆動回路1Aと同様の構成である。
なお、図6において、定電圧ダイオード31および第6抵抗器32を介してIGBT3のゲートに印加される電圧をVRzdとし、電圧VRzdは、IGBT3のゲートへ電流を流す方向を正とする。また、電流IgはIGBT3のゲートに流れる電流であり、第1抵抗器6を介して流れる電流と、第2抵抗器7を介して流れる電流と、定電圧ダイオード31および第6抵抗器32を介して流れるアバランシェ電流との和である。
Claims (3)
- エミッタにて接地されたスイッチング素子のゲートと接続したゲート出力端子と、
前記スイッチング素子のゲート電圧を制御するパルスを出力するパルス発生装置と、
前記パルス発生装置の出力端子と前記ゲート出力端子との間に接続した第1抵抗器と、
前記パルス発生装置の出力端子と前記ゲート出力端子との間において、前記第1抵抗器と並列に接続した第2抵抗器と、
前記第1抵抗器と前記第2抵抗器との一方を前記パルス発生装置の出力端子と接続する切替スイッチと、
入力端子に供給された信号と参照電圧とを比較して前記切替スイッチを切替える信号を出力するコンパレータと、
一端が前記スイッチング素子の前記エミッタと接続し、他端がダイオードと分圧抵抗器とを介して前記コンパレータの入力端子と接続したインダクタンスと、を備え、
前記ダイオードは、前記インダクタンスの前記他端と接続されたアノードと、前記分圧抵抗器を介して前記コンパレータの入力端子と接続したカソードと、を備えるゲート駆動回路。 - 前記インダクタンスの前記他端と前記ゲート出力端子との間に接続した第2ダイオードと、
前記ダイオードのカソードと前記ゲート出力端子との間において、前記ダイオードと直列に接続した第5抵抗器と、
を更に備えた請求項1記載のゲート駆動回路。 - 前記ゲート出力端子と前記スイッチング素子のコレクタとの間に接続し、前記スイッチング素子のコレクタ‐エミッタ間電圧が所定の閾値を超えたときに、カソードからアノードへ向かう方向に電流を流す定電圧ダイオードと、
前記定電圧ダイオードのアノードと前記ゲート出力端子との間において、前記定電圧ダイオードと直列に接続した第6抵抗器と、を更に備えた請求項1記載のゲート駆動回路。
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