JPH08223784A - Drive circuit for power element - Google Patents
Drive circuit for power elementInfo
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- JPH08223784A JPH08223784A JP7027043A JP2704395A JPH08223784A JP H08223784 A JPH08223784 A JP H08223784A JP 7027043 A JP7027043 A JP 7027043A JP 2704395 A JP2704395 A JP 2704395A JP H08223784 A JPH08223784 A JP H08223784A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高耐圧、大電流の制御
に用いられるＭＯＳＦＥＴ、バイポーラトランジスタ、
サイリスタ等のパワー素子を駆動するパワー素子の駆動
回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MOSFET, a bipolar transistor used for controlling a high breakdown voltage and a large current,
The present invention relates to a power element drive circuit for driving a power element such as a thyristor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】最近では、高耐圧、大電流を制御するこ
とができる半導体素子が提供されており、この種の半導
体素子を一般にパワー素子と称している。たとえば、パ
ワー素子Ｑ1 としてＭＯＳＦＥＴを用いる駆動回路に
は、図４に示すような構成のものがある。図４に示す回
路は、電源Ｅと負荷Ｚとの間にドレイン（第１の電極）
−ソース（第２の電極）間を挿入したパワー素子Ｑ1 を
駆動する駆動回路１であって、パワー素子Ｑ1 を制御信
号源２からの制御信号に応じて駆動する。2. Description of the Related Art Recently, a semiconductor element capable of controlling a high breakdown voltage and a large current has been provided, and this type of semiconductor element is generally called a power element. For example, a drive circuit using a MOSFET as the power element Q 1 has a configuration as shown in FIG. The circuit shown in FIG. 4 has a drain (first electrode) between the power supply E and the load Z.
A drive circuit 1 for driving a power element Q 1 having a source (second electrode) inserted therein, which drives the power element Q 1 in response to a control signal from a control signal source 2.
【０００３】すなわち、この駆動回路１では、パワー素
子Ｑ1 のソース−ゲート間に接続したツェナーダイオー
ドＺＤ1 と分圧用の抵抗Ｒ1 との並列回路を有し、抵抗
Ｒ1には一端をパワー素子Ｑ1 のゲート（制御電極）に
接続した分圧用の抵抗Ｒ2 が直列接続される。両抵抗Ｒ
1 ，Ｒ2 の直列回路は、ｐｎｐ形のトランジスタＱ2の
エミッタ−コレクタ間に並列接続される。ここに、トラ
ンジスタＱ2 のエミッタは抵抗Ｒ2 を介してパワー素子
Ｑ1 のゲートに接続されている。また、トランジスタＱ
2 のエミッタおよびベースはそれぞれ抵抗Ｒ3 ，Ｒ4 を
介して制御信号源２に接続される。トランジスタＱ2 の
コレクタはパワー素子Ｑ1 のソースとともに制御信号源
２の接地側に接続される。[0003] That is, in the driving circuit 1, the source of the power element Q 1 - has a parallel circuit of a resistor R 1 of the Zener diode ZD 1 and dividing connected between the gate, the power to one end of the resistor R 1 A voltage dividing resistor R 2 connected to the gate (control electrode) of the element Q 1 is connected in series. Both resistors R
The series circuit of 1 and R 2 is connected in parallel between the emitter and collector of the pnp-type transistor Q 2 . Here, the emitter of the transistor Q 2 is connected to the gate of the power element Q 1 via the resistor R 2 . Also, the transistor Q
Second emitter and base connected to the control signal source 2 through respective resistors R 3, R 4. The collector of the transistor Q 2 is connected to the ground side of the control signal source 2 together with the source of the power element Q 1 .
【０００４】いま、制御信号源２からの制御信号として
Ｈレベル（正電位）とＬレベル（０Ｖ）との２値を取る
矩形波を入力するものとすると、上記駆動回路１は以下
のように動作する。まず、正常時であって制御信号がＨ
レベルのときには、トランジスタＱ2 のベース電位とエ
ミッタ電位とに差が生じないからトランジスタＱ2 はオ
フに保たれる。その結果、制御信号は抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 に
より分圧されてパワー素子Ｑ1 のゲートに印加され、パ
ワー素子Ｑ1 がオンになる。一方、制御信号がＬレベル
のときには、パワー素子Ｑ1 のゲートには制御信号によ
る電圧が印加されなくなるから、パワー素子Ｑ1 はオフ
方向に制御されることになる。また、このときゲート−
ソース間容量による残留電荷でトランジスタＱ2 のエミ
ッタ−コレクタ間に電圧が印加されるから、トランジス
タＱ2 がオンになり、上記残留電荷はトランジスタＱ2
を通して放出され、パワー素子Ｑ1 は急速にオフにな
る。ツェナーダイオードＺＤ1 はパワー素子Ｑ1 のゲー
ト−ソース間電圧をクランプする機能を有している。Assuming that a rectangular wave having two levels of H level (positive potential) and L level (0 V) is inputted as a control signal from the control signal source 2, the drive circuit 1 is as follows. Operate. First, the control signal is H
When the level, the transistor Q 2 from a difference between the base potential and the emitter potential of the transistor Q 2 does not occur is kept off. As a result, the control signal is divided by the resistors R 1, R 2 minute is applied to the gate of the power element Q 1, the power device Q 1 is turned on. On the other hand, when the control signal is at the L level, since the voltage of the control signal is not applied to the gate of the power element Q 1, the power element Q 1 is to be controlled in the off direction. At this time, the gate
Since a voltage is applied between the emitter and collector of the transistor Q 2 due to the residual charge due to the capacitance between the sources, the transistor Q 2 is turned on, and the above-mentioned residual charge is applied to the transistor Q 2.
Through the power element Q 1 , and the power element Q 1 is turned off rapidly. The Zener diode ZD 1 has a function of clamping the gate-source voltage of the power element Q 1 .
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した駆
動回路１では、パワー素子Ｑ1 の破壊時にドレイン−ゲ
ート間が短絡状態になることがある。この場合、パワー
素子Ｑ1 のドレイン側の高電圧がゲート側に印加される
ことになり、駆動回路１や制御信号源２に急激な電圧が
変動が生じたり過大な電流が流れたりし、駆動回路１や
制御信号源２が破壊されることがある。In the drive circuit 1 described above, the drain-gate may be short-circuited when the power element Q 1 is destroyed. In this case, a high voltage on the drain side of the power element Q 1 is applied to the gate side, causing a sudden voltage change in the drive circuit 1 or the control signal source 2 or an excessive current flowing, and driving. The circuit 1 and the control signal source 2 may be destroyed.
【０００６】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、パワー素子の破壊時に駆動回路や制
御信号源が破壊されることがないように保護する機能を
有したパワー素子の駆動回路を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is a power element having a function of protecting a drive circuit and a control signal source from being destroyed when the power element is destroyed. To provide a driving circuit of the.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、電源
と負荷との間に挿入されるパワー素子の制御電極と制御
信号を発生する制御信号源との間に挿入され、制御信号
に応じてパワー素子を制御する駆動回路であって、パワ
ー素子の第１の電極と制御電極との短絡時にパワー素子
の制御電極から制御信号源に向かって電流が流れるとダ
イオードを介して充電されるコンデンサと、コンデンサ
の両端電圧が所定電圧以上になるとオンになる第１のス
イッチング素子と、制御信号源の一方の出力端子ととも
に電源の一端に共通に接続されるパワー素子の第２の電
極と制御電極との間に第１のスイッチング素子との直列
回路が挿入された限流用抵抗とを備えることを特徴とす
る。According to a first aspect of the present invention, a control signal is inserted between a control electrode of a power element inserted between a power source and a load and a control signal source for generating a control signal. A drive circuit for controlling the power element according to the above, and when a current flows from the control electrode of the power element toward the control signal source when the first electrode of the power element and the control electrode are short-circuited, the drive circuit is charged through the diode. A capacitor, a first switching element that turns on when the voltage across the capacitor exceeds a predetermined voltage, and a second electrode of a power element that is commonly connected to one end of a power supply together with one output terminal of a control signal source. And a current limiting resistor having a series circuit with the first switching element inserted between the electrode and the first switching element.
【０００８】請求項２の発明は、電源と負荷との間に挿
入されるパワー素子の制御電極と制御信号を発生する制
御信号源との間に挿入され、制御信号に応じてパワー素
子を制御する駆動回路であって、パワー素子の第１の電
極と制御電極との短絡時にパワー素子の制御電極から制
御信号源に向かって電流が流れるとダイオードを介して
充電されるコンデンサと、コンデンサの両端電圧が所定
電圧以上になるとオンになる第１のスイッチング素子
と、制御信号源の出力端子間に接続され第１のスイッチ
ング素子のオン時にオンになるように限流用抵抗を介し
て第１のスイッチング素子が制御電極に接続された第２
のスイッチング素子とを備えることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, the power element is inserted between the control electrode of the power element inserted between the power source and the load and the control signal source for generating the control signal, and the power element is controlled according to the control signal. A drive circuit for driving the first electrode of the power element and the control electrode when a short circuit occurs between the control electrode of the power element and the control signal source. The first switching element connected between the output terminal of the control signal source and the first switching element that turns on when the voltage becomes equal to or higher than a predetermined voltage, and the first switching element that turns on when the first switching element turns on through the current limiting resistor. Second element connected to the control electrode
And a switching element of.
【０００９】請求項３の発明は、電源と負荷との間に挿
入されるパワー素子の制御電極と制御信号を発生する制
御信号源との間に挿入され、制御信号に応じてパワー素
子を制御する駆動回路であって、パワー素子の第１の電
極と制御電極との短絡時にパワー素子の制御電極から制
御信号源に向かって電流が流れるとダイオードを介して
充電されるコンデンサと、コンデンサの両端電圧が所定
電圧以上になるとオンになる第１のスイッチング素子
と、制御信号源の出力端子間に接続され第１のスイッチ
ング素子のオン時にオンになるように限流用抵抗を介し
て第１のスイッチング素子が制御電極に接続された第２
のスイッチング素子と、制御信号源とパワー素子の制御
電極との間に挿入され第２のスイッチング素子のオン時
にオフになる第３のスイッチング素子とを備えることを
特徴とする。According to a third aspect of the present invention, the power element is inserted between the power source and the load, and is inserted between the control electrode of the power element and the control signal source for generating the control signal, and the power element is controlled according to the control signal. A drive circuit for driving the first electrode of the power element and the control electrode when a short circuit occurs between the control electrode of the power element and the control signal source. The first switching element connected between the output terminal of the control signal source and the first switching element that turns on when the voltage becomes equal to or higher than a predetermined voltage, and the first switching element that turns on when the first switching element turns on through the current limiting resistor. Second element connected to the control electrode
And a third switching element that is inserted between the control signal source and the control electrode of the power element and that is turned off when the second switching element is turned on.
【００１０】請求項４の発明は、互いに直列接続された
直列回路が制御信号源の出力端子間に接続された一対の
分圧用抵抗を設け、一方の分圧用抵抗をパワー素子の制
御電極と第２の電極との間に接続し、他方の分圧用抵抗
を制御信号源とパワー素子の制御電極との間に挿入し、
上記ダイオードと上記コンデンサとの直列回路を上記他
方の分圧用抵抗に並列接続し、上記第１のスイッチング
素子はｐｎｐ形のトランジスタであって、ダイオードの
カソードとコンデンサの一端との接続点にエミッタを接
続し、コンデンサの他端にベースを接続し、限流用抵抗
の一端にコレクタを接続して成ることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, a pair of voltage dividing resistors in which series circuits connected in series with each other are connected between the output terminals of the control signal source are provided, and one voltage dividing resistor is connected to the control electrode of the power element. 2 is connected between the electrodes and the other voltage dividing resistor is inserted between the control signal source and the control electrode of the power element,
A series circuit of the diode and the capacitor is connected in parallel to the other voltage dividing resistor, the first switching element is a pnp type transistor, and an emitter is provided at a connection point between the cathode of the diode and one end of the capacitor. And a base connected to the other end of the capacitor and a collector connected to one end of the current limiting resistor.
【００１１】[0011]
【作用】請求項１の発明の構成によれば、パワー素子の
破壊によって第１の電極と制御電極とが短絡して電源か
らの電流が制御電極から制御信号源に向かって流れよう
とすると、ダイオードを通してコンデンサが充電される
ことにより、第１のスイッチング素子がオンになる。そ
の結果、第１のスイッチング素子と限流用抵抗とを通し
てパワー素子の制御電極と第２の電極との間が接続さ
れ、パワー素子の制御電極から制御信号源に流れようと
する電流がバイパスされることになり、制御信号源への
過電流の流れ込みによる制御信号源の破壊を防止するこ
とができる。また、パワー素子の破壊直後に制御電極の
電位が急激に変動しようとするが、コンデンサによって
ある程度吸収されるから、この種の変動による制御信号
源の破壊も防止することができる。しかも、パワー素子
の制御電極と第２の電極との間は限流用抵抗を介して接
続されるから、第１のスイッチング素子が過電流によっ
て破壊されることも防止できる。According to the configuration of the invention of claim 1, when the first electrode and the control electrode are short-circuited due to the destruction of the power element, and a current from the power source tries to flow from the control electrode toward the control signal source, The first switching element is turned on by charging the capacitor through the diode. As a result, the control electrode of the power element and the second electrode are connected to each other through the first switching element and the current limiting resistor, and the current flowing from the control electrode of the power element to the control signal source is bypassed. As a result, it is possible to prevent the control signal source from being destroyed due to the inflow of an overcurrent into the control signal source. Further, the potential of the control electrode tends to fluctuate immediately after the power element is destroyed, but since it is absorbed to some extent by the capacitor, it is possible to prevent the control signal source from being destroyed due to this type of variation. Moreover, since the control electrode of the power element and the second electrode are connected via the current limiting resistor, it is possible to prevent the first switching element from being destroyed by the overcurrent.
【００１２】請求項２の発明の構成によれば、第１のス
イッチング素子がオンになると第２のスイッチング素子
がオンになることによって、制御信号源の出力端子間が
短絡され、パワー素子の制御電極から制御信号源に向か
う電流および制御信号源から出力される制御信号がとも
に第２のスイッチング素子を通してバイパスされ、結果
的にパワー素子側と制御信号源側とが相互に影響を及ぼ
さなくなる。つまり、パワー素子の制御電極から制御信
号源への過電流の流れ込みによる制御信号源の破壊を防
止することができ、またこの状態では制御信号のパワー
素子への流れ込みも停止することになる。しかも、請求
項１の発明と同様に、パワー素子の破壊直後に制御電極
の電位が急激に変動しようとするが、コンデンサによっ
てある程度吸収されるから、この種の変動による制御信
号源の破壊も防止することができる。According to the second aspect of the invention, when the first switching element is turned on, the second switching element is turned on, so that the output terminals of the control signal source are short-circuited and the power element is controlled. Both the current flowing from the electrode to the control signal source and the control signal output from the control signal source are bypassed through the second switching element, and as a result, the power element side and the control signal source side do not affect each other. That is, it is possible to prevent the control signal source from being destroyed due to the flow of an overcurrent from the control electrode of the power element to the control signal source, and in this state, the flow of the control signal into the power element is also stopped. Moreover, as in the first aspect of the invention, the potential of the control electrode suddenly fluctuates immediately after the destruction of the power element, but since it is absorbed to some extent by the capacitor, the destruction of the control signal source due to this type of fluctuation is also prevented. can do.
【００１３】請求項３の発明の構成によれば、第２のス
イッチング素子のオン時にオフになる第３のスイッチン
グ素子を制御信号源とパワー素子の制御電極との間に挿
入しているから、請求項２の発明の作用に加えて、異常
時には制御信号源とパワー素子とを第３のスイッチング
素子によって完全に分離することができ、制御信号源を
確実に保護することができる。According to the third aspect of the invention, the third switching element which is turned off when the second switching element is turned on is inserted between the control signal source and the control electrode of the power element. In addition to the operation of the invention of claim 2, in the event of an abnormality, the control signal source and the power element can be completely separated by the third switching element, and the control signal source can be reliably protected.
【００１４】請求項４の発明の構成は、請求項１ないし
請求項３の発明の望ましい実施態様である。The structure of the invention of claim 4 is a preferred embodiment of the invention of claims 1 to 3.
【００１５】[0015]
（実施例１）本実施例は、図１に示すように、図４に示
した従来構成に加えて、パワー素子の短絡時に生じる過
電流に対する保護機能を追加してある。すなわち、駆動
回路１における分圧用の抵抗Ｒ2 に、ダイオードＤ1 と
コンデンサＣ1 との直列回路を並列接続し、コンデンサ
Ｃ1 の両端にベース−エミッタ間を接続したｐｎｐ形の
トランジスタＱ3 を第１のスイッチング素子として設
け、このトランジスタＱ 3 のコレクタを限流用の抵抗Ｒ
5 を介してトランジスタＱ2 のコレクタに接続してあ
る。ダイオードＤ1 はパワー素子Ｑ1 のゲートにアノー
ドを接続してあり、ダイオードＤ1 のカソードとコンデ
ンサＣ1 との接続点にはトランジスタＱ3 のエミッタを
接続してある。 (Embodiment 1) This embodiment is shown in FIG. 4 as shown in FIG.
In addition to the conventional configuration described above,
A protection function against current is added. Ie drive
Resistor R for voltage division in circuit 12And the diode D1When
Capacitor C1And a series circuit connected in parallel, and a capacitor
C1Of pnp type with base-emitter connected to both ends of
Transistor Q3Is set as the first switching element
This transistor Q 3Resistor R for limiting the collector of
FiveThrough transistor Q2Connect to the collector of
It Diode D1Is the power element Q1Anoh at the gate of
Connected to the diode D1Cathode and conde
Sensor C1Transistor Q is connected to3The emitter of
Connected.
【００１６】次に、本実施例の動作を説明する。駆動回
路１の動作は図４に示した従来構成と同様であるから、
過電流に対する保護機能についてのみ説明する。まず、
正常時において制御信号がＨレベルであるときには、ダ
イオードＤ1 が逆方向に接続されるから、コンデンサＣ
1 は充電されずトランジスタＱ3 もオフに保たれてい
る。また、制御信号がＬレベルであるときには、パワー
素子Ｑ1 のゲート−ソース間容量による残留電荷がトラ
ンジスタＱ2 を通して放出される。このとき、トランジ
スタＱ3 はオフに保たれるように回路定数が設定されて
いる。Next, the operation of this embodiment will be described. Since the operation of the drive circuit 1 is the same as the conventional configuration shown in FIG. 4,
Only the protection function against overcurrent will be described. First,
When the control signal is at the H level in the normal state, the diode D 1 is connected in the reverse direction, so that the capacitor C
1 is not charged and transistor Q 3 is also kept off. Further, when the control signal is at L level, the gate of the power element Q 1 - residual charge due to source capacitance is discharged through the transistor Q 2. At this time, the circuit constant is set so that the transistor Q 3 is kept off.
【００１７】パワー素子Ｑ1 の破壊によってドレイン−
ゲート間が短絡状態になると、電源Ｅから負荷Ｚを通し
てパワー素子Ｑ1 のゲートに高電圧が印加されるから、
電源Ｅ→負荷Ｚ→パワー素子Ｑ1 →ダイオードＤ1 →コ
ンデンサＣ1 の経路でコンデンサＣ1 が充電され、コン
デンサＣ1 の両端電圧が上昇することによってトランジ
スタＱ3 がオンになる。その結果、パワー素子Ｑ1 のゲ
ートに流れる過大な電流はダイオードＤ1 →トランジス
タＱ3 →抵抗Ｒ5 を通してバイパスされることになる。
このように、パワー素子Ｑ1 の破壊によって制御信号源
２に過大な電流が流れようとしても、その電流はコンデ
ンサＣ1 で吸収された後に、トランジスタＱ3 のオンに
よって抵抗Ｒ5 で限流された状態でバイパスされるか
ら、結果的に駆動回路１や制御信号源２が保護されるこ
とになる。The breakdown of the power element Q 1 causes a drain-
When the gates are short-circuited, a high voltage is applied to the gate of the power element Q 1 from the power source E through the load Z,
The capacitor C 1 is charged along the path of the power source E → the load Z → the power element Q 1 → the diode D 1 → the capacitor C 1 , and the voltage across the capacitor C 1 rises to turn on the transistor Q 3 . As a result, an excessive current flowing through the gate of the power element Q 1 is bypassed through the diode D 1 → transistor Q 3 → resistor R 5 .
As described above, even if an excessive current flows to the control signal source 2 due to the destruction of the power element Q 1 , the current is absorbed by the capacitor C 1 and then limited by the resistor R 5 by turning on the transistor Q 3. By bypassing in this state, the drive circuit 1 and the control signal source 2 are consequently protected.
【００１８】以上説明したように、パワー素子Ｑ1 の正
常時には図４に示した従来構成と同様に動作し、パワー
素子Ｑ1 の破壊によってドレイン−ゲート間が短絡した
ときには、電圧の急激な変化および急激に流れ込む電流
をコンデンサＣ1 により吸収するとともに、その直後に
トランジスタＱ3 をオンにし限流用の抵抗Ｒ5 をゲート
−ソース間に挿入することによって過大な電流を抑制す
ることができる。つまり、駆動回路１および制御信号源
２に過大な電流が流れるのを防止することができる。As described above, when the power element Q 1 is normal, it operates in the same manner as the conventional structure shown in FIG. 4, and when the drain-gate is short-circuited due to the destruction of the power element Q 1 , the voltage changes rapidly. Also, the current flowing in abruptly is absorbed by the capacitor C 1 , and immediately after that, the transistor Q 3 is turned on and the resistor R 5 for current limiting is inserted between the gate and the source, whereby an excessive current can be suppressed. That is, it is possible to prevent an excessive current from flowing through the drive circuit 1 and the control signal source 2.
【００１９】（実施例２）本実施例は、図２に示すよう
に、実施例１の構成において、抵抗Ｒ5 の一端をパワー
素子Ｑ1 のソースに接続する代わりに、新たに追加した
第２のスイッチング素子としてのｎｐｎ形のトランジス
タＱ4 のベースに接続し、さらにトランジスタＱ4 のコ
レクタ−エミッタをトランジスタＱ2 のコレクタ−エミ
ッタに順並列に接続した構成を有する。本実施例で設け
たトランジスタＱ4 はオン時にトランジスタＱ2 の両端
間を短絡することによって、制御信号源２の出力端子間
を短絡するとともにパワー素子Ｑ1 からの過電流をバイ
パスする。(Embodiment 2) In this embodiment, as shown in FIG. 2, instead of connecting one end of the resistor R 5 to the source of the power element Q 1 in the configuration of Embodiment 1, a newly added first embodiment is used. 2 has a configuration in which it is connected to the base of an npn-type transistor Q 4 as a switching element of No. 2 and the collector-emitter of the transistor Q 4 is connected in parallel to the collector-emitter of the transistor Q 2 . The transistor Q 4 provided in this embodiment short-circuits both ends of the transistor Q 2 when it is turned on, thereby short-circuiting the output terminals of the control signal source 2 and bypassing the overcurrent from the power element Q 1 .
【００２０】さらに具体的に説明すると、本実施例でも
実施例１の構成と同様に、正常時には制御信号に応じて
パワー素子Ｑ1 がオン・オフされ、その間、トランジス
タＱ 3 はオフに保たれる。つまり、トランジスタＱ3 が
オフであるから、トランジスタＱ4 はバイアスがかから
ずオフに保たれる。一方、パワー素子Ｑ1 の破壊によっ
てゲートから過大な電流が流れ込むと、実施例１と同様
の動作によってトランジスタＱ3 がオンになる。したが
って、トランジスタＱ4 にバイアスがかかってオンにな
り、ゲートから流れ込む電流は抵抗Ｒ2 およびトランジ
スタＱ4 を通ることになり、制御信号源２に流れること
が防止されるのである。また、この構成では制御信号源
２からの制御信号もトランジスタＱ4 で遮断されるか
ら、過電流に対する保護を一層確実に行なうことができ
る。また、本実施例において、パワー素子Ｑ1 の破壊直
後には、コンデンサＣ1により電圧の急激な変動が抑制
され、また過大な電流の一部はトランジスタＱ5のオン
直前まではダイオードＤ1 →トランジスタＱ2 →抵抗Ｒ
5 →トランジスタＱ4 という経路でも流れる。他の構成
および動作は実施例１と同様である。More specifically, this embodiment also has
Similar to the configuration of the first embodiment, in a normal state, the
Power element Q1Is turned on and off, during which Transis
Q 3Is kept off. That is, the transistor Q3But
Since it is off, transistor QFourIs biased
Kept off. On the other hand, power element Q1By the destruction of
If an excessive current flows from the gate, the same as in Example 1.
Of the transistor Q3Turns on. But
So transistor QFourBiased on and turned on
The current flowing from the gate is the resistance R2And transition
Star QFourThrough the control signal source 2
Is prevented. In this configuration, the control signal source
Control signal from 2 is also transistor QFourWill be blocked by
More reliable protection against overcurrent.
It In addition, in this embodiment, the power element Q1Destruction of
After that, the capacitor C1Suppresses rapid voltage fluctuations
And part of the excessive current is the transistor QFiveOn
Diode D until just before1→ Transistor Q2→ resistance R
Five→ Transistor QFourIt also flows. Other configurations
The operation is the same as that of the first embodiment.
【００２１】（実施例３）本実施例は、図３に示すよう
に、実施例２の構成に加えて、抵抗Ｒ2 ，Ｒ3 の間に第
３のスイッチング素子としてのｐｎｐ形のトランジスタ
Ｑ5 のエミッタ−コレクタ間を挿入し、このトランジス
タＱ5 のコレクタ−ベース間に抵抗Ｒ6 を接続するとと
もに、トランジスタＱ5 のベースにトランジスタＱ4 の
コレクタを接続した構成を有する。つまり、トランジス
タＱ5 のコレクタは抵抗Ｒ3 に接続され、エミッタは抵
抗Ｒ2 に接続される。トランジスタＱ5 はオフ時にはパ
ワー素子Ｑ1 と制御信号源２とを完全に分離する機能を
有する。(Embodiment 3) In this embodiment, as shown in FIG. 3, in addition to the structure of Embodiment 2 , a pnp type transistor Q as a third switching element is provided between resistors R 2 and R 3. The configuration is such that the emitter-collector of 5 is inserted, the resistor R 6 is connected between the collector and the base of the transistor Q 5 , and the collector of the transistor Q 4 is connected to the base of the transistor Q 5 . That is, the collector of the transistor Q 5 is connected to the resistor R 3 and the emitter is connected to the resistor R 2 . The transistor Q 5 has a function of completely separating the power element Q 1 and the control signal source 2 when off.
【００２２】本実施例も基本的な動作は実施例１と同様
である。ただし、パワー素子Ｑ1 の残留電荷は抵抗Ｒ1
を通してのみ放出され、トランジスタＱ2 を通しては放
出されない構成になっている。つまり、制御信号がＨレ
ベルであれば、トランジスタＱ5 はダイオードとして機
能しパワー素子Ｑ1 をオンにするのであり、制御信号が
Ｌレベルであれば、トランジスタＱ2 は遮断される。The basic operation of this embodiment is similar to that of the first embodiment. However, the residual charge of the power element Q 1 is the resistance R 1
Is only released through, it has a structure which is not released through the transistor Q 2. That is, when the control signal is at the H level, the transistor Q 5 functions as a diode to turn on the power element Q 1 , and when the control signal is at the L level, the transistor Q 2 is cut off.
【００２３】一方、パワー素子Ｑ1 が破壊されドレイン
−ソース間が短絡されたとすると、実施例１と同様にダ
イオードＤ1 を通してコンデンサＣ1 が充電され、コン
デンサＣ1 の両端電圧の上昇によってトランジスタＱ3
がオンになる。トランジスタＱ3 がオンになれば、トラ
ンジスタＱ4 がオンになり、トランジスタＱ5 をオフに
する。つまり、パワー素子Ｑ1 のドレインからの過電流
が制御信号源２に流れ込むことが防止される。また、ト
ランジスタＱ4 のオンによって制御信号源２の出力端子
間が抵抗Ｒ3 および抵抗Ｒ6 を介して短絡されることに
なる。さらに、パワー素子Ｑ1 が破壊された直後におけ
る急激な電圧の変化はコンデンサＣ1 により吸収され、
また過電流はダイオードＤ1 →トランジスタＱ3 →抵抗
Ｒ5 →トランジスタＱ4 を通して限流した状態で流れる
から、電流の急激な変化も抑制される。他の構成および
動作は実施例１と同様である。On the other hand, if the power element Q 1 is destroyed and the drain and source are short-circuited, the capacitor C 1 is charged through the diode D 1 as in the first embodiment, and the voltage across the capacitor C 1 rises, causing the transistor Q 1 to rise. 3
Turns on. If the transistor Q 3 is turned on, the transistor Q 4 is turned on, to turn off the transistor Q 5. That is, an overcurrent from the drain of the power element Q 1 is prevented from flowing into the control signal source 2. Further, when the transistor Q 4 is turned on, the output terminals of the control signal source 2 are short-circuited via the resistors R 3 and R 6 . Further, the rapid change in the voltage immediately after the power element Q 1 is destroyed is absorbed by the capacitor C 1 ,
Further, since the overcurrent flows through the diode D 1 → transistor Q 3 → resistor R 5 → transistor Q 4 in a current limiting state, a rapid change in current is suppressed. Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment.
【００２４】上述した各実施例では、パワー素子Ｑ1 と
してＭＯＳＦＥＴを例示したが、バイポーラトランジス
タやサイリスタでもよく、また、トランジスタＱ2 〜Ｑ
5 はＦＥＴなどに置き換えることも可能である。In each of the above-described embodiments, the MOSFET is exemplified as the power element Q 1 , but it may be a bipolar transistor or a thyristor, and the transistors Q 2 to Q 2.
5 can be replaced with a FET or the like.
【００２５】[0025]
【発明の効果】本発明は上述のように、パワー素子の破
壊によって第１の電極と制御電極とが短絡して電源から
の電流が制御電極から制御信号源に向かって流れようと
すると、ダイオードを通してコンデンサが充電されるこ
とにより、第１のスイッチング素子がオンにから、パワ
ー素子の破壊直後に制御電極の電位が急激に変動しよう
としても、コンデンサによってある程度吸収され、この
種の変動による制御信号源の破壊を防止することができ
るという利点がある。As described above, according to the present invention, when the first electrode and the control electrode are short-circuited due to the destruction of the power element and the current from the power source tries to flow from the control electrode toward the control signal source, the diode By charging the capacitor through the first switching element, even if the potential of the control electrode suddenly changes immediately after the power element is turned on, it is absorbed to some extent by the capacitor, and the control signal due to this type of change is generated. The advantage is that the destruction of the source can be prevented.
【００２６】また、請求項１の発明のように、コンデン
サの両端電圧が所定電圧以上になるとオンになる第１の
スイッチング素子と限流用抵抗との直列回路をパワー素
子の制御電極と第２の電極との間に接続した構成を採用
すれば、パワー素子の異常時に第１のスイッチング素子
と限流用抵抗とを通してパワー素子の制御電極と第２の
電極との間が接続され、パワー素子の制御電極から制御
信号源に流れようとする電流がバイパスされ、制御信号
源への過電流の流れ込みによる制御信号源の破壊を防止
することができるという利点がある。しかも、パワー素
子の制御電極と第２の電極との間は限流用抵抗を介して
接続されるから、第１のスイッチング素子が過電流によ
って破壊されることも防止できるという利点がある。Further, as in the first aspect of the invention, a series circuit of the first switching element and the current limiting resistor which is turned on when the voltage across the capacitor becomes equal to or higher than a predetermined voltage is provided with the control electrode of the power element and the second circuit. If the structure connected to the electrode is adopted, the control electrode of the power element and the second electrode are connected to each other through the first switching element and the current limiting resistor when the power element is abnormal to control the power element. There is an advantage that the current that is about to flow from the electrode to the control signal source is bypassed, and the control signal source can be prevented from being destroyed due to an overcurrent flowing into the control signal source. Moreover, since the control electrode of the power element and the second electrode are connected via the current limiting resistor, there is an advantage that the first switching element can be prevented from being destroyed by an overcurrent.
【００２７】請求項２の発明のように、コンデンサの両
端電圧が所定電圧以上になるとオンになる第１のスイッ
チング素子のオン時にオンになる第２のスイッチング素
子を、制御信号源の出力端子間に接続したものでは、第
１のスイッチング素子がオンになると第２のスイッチン
グ素子がオンになることによって、制御信号源の出力端
子間が短絡され、パワー素子の制御電極から制御信号源
に向かう電流および制御信号源から出力される制御信号
がともに第２のスイッチング素子を通してバイパスさ
れ、結果的にパワー素子側と制御信号源側とが相互に影
響を及ぼさなくなるのであり、パワー素子の制御電極か
ら制御信号源への過電流の流れ込みによる制御信号源の
破壊を防止することができ、またこの状態では制御信号
のパワー素子への流れ込みも停止するという利点があ
る。According to a second aspect of the present invention, the second switching element which is turned on when the first switching element which is turned on when the voltage across the capacitor is equal to or higher than a predetermined voltage is provided between the output terminals of the control signal source. When the first switching element is turned on, the second switching element is turned on, so that the output terminals of the control signal source are short-circuited, and the current flowing from the control electrode of the power element to the control signal source is The control signal output from the control signal source and the control signal source are both bypassed through the second switching element, and as a result, the power element side and the control signal source side do not influence each other, and control is performed from the control electrode of the power element. It is possible to prevent the control signal source from being damaged by the overcurrent flowing into the signal source, and in this state, the control signal flows to the power element. Write also has the advantage of stopping.
【００２８】請求項３の発明のように、第２のスイッチ
ング素子のオン時にオフになる第３のスイッチング素子
を制御信号源とパワー素子の制御電極との間に挿入して
いるものでは、異常時には制御信号源とパワー素子とを
第３のスイッチング素子によって完全に分離することが
でき、制御信号源を確実に保護することができるという
利点がある。According to the third aspect of the invention, the third switching element which is turned off when the second switching element is turned on is inserted between the control signal source and the control electrode of the power element. Sometimes, there is an advantage that the control signal source and the power element can be completely separated by the third switching element, and the control signal source can be surely protected.
【図１】実施例１を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment.
【図２】実施例２を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment.
【図３】実施例３を示す回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment.
【図４】従来例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional example.
１ 駆動回路 ２ 制御信号源 Ｃ1 コンデンサ Ｄ1 ダイオード Ｅ 電源 Ｑ1 パワー素子 Ｑ3 トランジスタ（第１のスイッチング素子） Ｑ4 トランジスタ（第２のスイッチング素子） Ｑ5 トランジスタ（第３のスイッチング素子） Ｒ1 抵抗（第１の分圧用抵抗） Ｒ2 抵抗（第２の分圧用抵抗） Ｒ5 抵抗（限流用抵抗） Ｚ 負荷1 Drive Circuit 2 Control Signal Source C 1 Capacitor D 1 Diode E Power Supply Q 1 Power Element Q 3 Transistor (First Switching Element) Q 4 Transistor (Second Switching Element) Q 5 Transistor (Third Switching Element) R 1 resistance (first voltage dividing resistance) R 2 resistance (second voltage dividing resistance) R 5 resistance (current limiting resistance) Z load
Claims (4)
子の制御電極と制御信号を発生する制御信号源との間に
挿入され、制御信号に応じてパワー素子を制御する駆動
回路であって、パワー素子の第１の電極と制御電極との
短絡時にパワー素子の制御電極から制御信号源に向かっ
て電流が流れるとダイオードを介して充電されるコンデ
ンサと、コンデンサの両端電圧が所定電圧以上になると
オンになる第１のスイッチング素子と、制御信号源の一
方の出力端子とともに電源の一端に共通に接続されるパ
ワー素子の第２の電極と制御電極との間に第１のスイッ
チング素子との直列回路が挿入された限流用抵抗とを備
えることを特徴とするパワー素子の駆動回路。1. A drive circuit which is inserted between a control electrode of a power element inserted between a power source and a load and a control signal source which generates a control signal, and which controls the power element according to the control signal. When a current flows from the control electrode of the power element to the control signal source when the first electrode of the power element and the control electrode are short-circuited, the capacitor is charged through the diode and the voltage across the capacitor is equal to or higher than a predetermined voltage. And a first switching element between the second electrode and the control electrode of the power element that are commonly connected to one end of the power supply together with one output terminal of the control signal source. And a current limiting resistor in which the series circuit is inserted.
子の制御電極と制御信号を発生する制御信号源との間に
挿入され、制御信号に応じてパワー素子を制御する駆動
回路であって、パワー素子の第１の電極と制御電極との
短絡時にパワー素子の制御電極から制御信号源に向かっ
て電流が流れるとダイオードを介して充電されるコンデ
ンサと、コンデンサの両端電圧が所定電圧以上になると
オンになる第１のスイッチング素子と、制御信号源の出
力端子間に接続され第１のスイッチング素子のオン時に
オンになるように限流用抵抗を介して第１のスイッチン
グ素子が制御電極に接続された第２のスイッチング素子
とを備えることを特徴とするパワー素子の駆動回路。2. A drive circuit which is inserted between a control electrode of a power element inserted between a power source and a load and a control signal source which generates a control signal, and which controls the power element according to the control signal. When a current flows from the control electrode of the power element to the control signal source when the first electrode of the power element and the control electrode are short-circuited, the capacitor is charged through the diode and the voltage across the capacitor is equal to or higher than a predetermined voltage. The first switching element is connected between the output terminal of the control signal source and the first switching element that is turned on when the first switching element is turned on, and the first switching element is connected to the control electrode via the current limiting resistor so that the first switching element is turned on when the first switching element is turned on. A drive circuit for a power element, comprising a connected second switching element.
子の制御電極と制御信号を発生する制御信号源との間に
挿入され、制御信号に応じてパワー素子を制御する駆動
回路であって、パワー素子の第１の電極と制御電極との
短絡時にパワー素子の制御電極から制御信号源に向かっ
て電流が流れるとダイオードを介して充電されるコンデ
ンサと、コンデンサの両端電圧が所定電圧以上になると
オンになる第１のスイッチング素子と、制御信号源の出
力端子間に接続され第１のスイッチング素子のオン時に
オンになるように限流用抵抗を介して第１のスイッチン
グ素子が制御電極に接続された第２のスイッチング素子
と、制御信号源とパワー素子の制御電極との間に挿入さ
れ第２のスイッチング素子のオン時にオフになる第３の
スイッチング素子とを備えることを特徴とするパワー素
子の駆動回路。3. A drive circuit which is inserted between a control electrode of a power element inserted between a power source and a load and a control signal source which generates a control signal, and which controls the power element according to the control signal. When a current flows from the control electrode of the power element to the control signal source when the first electrode of the power element and the control electrode are short-circuited, the capacitor is charged through the diode and the voltage across the capacitor is equal to or higher than a predetermined voltage. The first switching element is connected between the output terminal of the control signal source and the first switching element that is turned on when the first switching element is turned on, and the first switching element is connected to the control electrode via the current limiting resistor so that the first switching element is turned on when the first switching element is turned on. A connected second switching element, and a third switching element that is inserted between the control signal source and the control electrode of the power element and that turns off when the second switching element is on A drive circuit for a power element, comprising:
号源の出力端子間に接続された一対の分圧用抵抗を設
け、一方の分圧用抵抗をパワー素子の制御電極と第２の
電極との間に接続し、他方の分圧用抵抗を制御信号源と
パワー素子の制御電極との間に挿入し、上記ダイオード
と上記コンデンサとの直列回路を上記他方の分圧用抵抗
に並列接続し、上記第１のスイッチング素子はｐｎｐ形
のトランジスタであって、ダイオードのカソードとコン
デンサの一端との接続点にエミッタを接続し、コンデン
サの他端にベースを接続し、限流用抵抗の一端にコレク
タを接続して成ることを特徴とする請求項１ないし請求
項３のいずれかに記載のパワー素子の駆動回路。4. A pair of voltage-dividing resistors connected between output terminals of a control signal source are provided in series circuits connected in series, and one voltage-dividing resistor is connected to the control electrode and the second electrode of the power element. The other voltage dividing resistor is inserted between the control signal source and the control electrode of the power element, and the series circuit of the diode and the capacitor is connected in parallel to the other voltage dividing resistor. The switching element 1 is a pnp type transistor, in which the emitter is connected to the connection point between the cathode of the diode and one end of the capacitor, the base is connected to the other end of the capacitor, and the collector is connected to one end of the current limiting resistor. The drive circuit for a power element according to claim 1, wherein the drive circuit is for a power element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02704395A JP3475546B2 (en) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | MOSFET drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02704395A JP3475546B2 (en) | 1995-02-15 | 1995-02-15 | MOSFET drive circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08223784A true JPH08223784A (en) | 1996-08-30 |
| JP3475546B2 JP3475546B2 (en) | 2003-12-08 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111224373A (en) * | 2018-11-27 | 2020-06-02 | 市光法雷奥（佛山）汽车照明***有限公司 | Protection circuit, circuit and operation method thereof, corresponding lamp and vehicle |
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- 1995-02-15 JP JP02704395A patent/JP3475546B2/en not_active Expired - Fee Related
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| CN111224373A (en) * | 2018-11-27 | 2020-06-02 | 市光法雷奥（佛山）汽车照明***有限公司 | Protection circuit, circuit and operation method thereof, corresponding lamp and vehicle |
| CN111224373B (en) * | 2018-11-27 | 2023-01-06 | 市光法雷奥（佛山）汽车照明***有限公司 | Protection circuit, circuit and operation method thereof, corresponding lamp and vehicle |
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