JPS61185064A - 静電誘導形自己消弧素子の駆動回路 - Google Patents

静電誘導形自己消弧素子の駆動回路

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JPS61185064A
JPS61185064A JP60023334A JP2333485A JPS61185064A JP S61185064 A JPS61185064 A JP S61185064A JP 60023334 A JP60023334 A JP 60023334A JP 2333485 A JP2333485 A JP 2333485A JP S61185064 A JPS61185064 A JP S61185064A
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electrostatic induction
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    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は静電誘導形自己消弧素子を安全に駆動する駆動
回路に関するもので、特に電源装置において使用される
ものである。
〔発明の技術的背景〕
直流−交流または直流−交流の電力交換装置として静電
誘導形自己消弧素子を用いたものが知られている。この
静電誘導形自己消弧素子としてはGE社のI G T 
(In5ula−ted Gate Transist
or )が知られており、例えば“^pplicati
on of  In5ufated Gate Tra
nsis−tors”  (Fa員0ryElfliC
trOnics 1983 )に詳しく紹介されている
。該文献に記載された典型的なGE社の品番094FQ
1(18A、400V)およびFRI(18A。
500V)についてゲート電圧■GE’コレクタ電圧V
CE1コレクタ電流ICの相関関係を示す第8図によれ
ばゲート電圧VGEが低い範囲ではトランジスタに近い
定電流特性を示す一方で、ゲート電圧■GEが高くなる
とサイリスタに近い低い電圧降下を示す、トランジスタ
とサイリスタの中間的特性を有していることがわかる。
また、第9図は第8図に示した静電誘導形自己消弧素子
素子の安全動作領域(SOA)を示すもので、例えばゲ
ート、エミッタ間抵抗R6Eが5にΩの場合には2OA
以下のコレクタ電流に制限すれば常に安全に運転できる
ことを示している。
しかし、定格最大電流以上の電流をターンオフしようと
すると、いわゆるラッチアップが生じ、ゲート電圧VG
Eを0にしてもコレクタ電流ICを0にできなくなる上
、素子内の電流密度が高まって素子の劣化が生じる。し
たがって、静電誘導形自己消弧素子の駆動にあたっては
安全動作領域を越えた使用を避けることが必要である。
第10図に従来使用されている静電誘導形自己消弧素子
のゲート駆動回路を示す。これによれば、直流電源1の
正極に負荷2を介して静電誘導形自己消弧素子3のコレ
クタが、負極にエミッタがそれぞれ接続されるとともに
、直流電源1と負極を共通接続したゲート用電源4の正
極は抵抗5を介してNPNトランジスタ6のコレクタに
接続されている。増幅用のNPNトランジスタ6とPN
Pトランジスタ7とはコンプリメンタリ接続されており
、そのベース共通接続点には駆動信号VSが入力され、
トランジス6および7のエミッタ共通接続点には並列接
続された抵抗8およびダイオード9を介して静電誘導形
自己消弧素子3のゲートが接続されτいる。
この回路においては、駆動信号VSがオンとなったとき
は、電源4の電圧がトランジスタ6およびダイオード9
を介して静電誘導形自己消弧素子3のゲートに迅速に印
加され、駆動信号Vsがオフとなったときはゲートは抵
抗8とトランジスタ7を通じて静電誘導形自己消弧素子
3のエミッタと短絡され、ゲート電位は低下する。この
ときの抵抗8は第9図におけるR6.に相当するもので
あり、この抵抗値の大きさによって最大コレクタ電流が
制限を受ける場合もある。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、このような駆動回路では静電誘導形自己
消弧素子のゲート電圧は固定電位のゲート用N源4によ
り定まるため変化が少なく、静電誘導形自己消弧素子の
特徴を有効に発揮できないという問題がある。
すなわち、第10図の回路において■。E= 20Vと
すれば電圧降下は低くなるが、負荷側で事故が発生した
ときにはコレクタ電流は100A以上となって第9図に
示す安全動作領域を外れるため素子は劣化する。また、
素子の劣化が発生しないように最大コレクタ電流を常に
20A以下とするためには第8図から■GEを8■に制
限する必要があるが、静電誘導形自己消弧素子がオンと
なったときのコレクタ電流を10Aとすればゲート、コ
レクタ間の電圧降下はVQE−20Vのときに比べ30
%程度大きく、コレクタ電圧15Aでは約5倍の大きさ
となって損失が著しく増大するという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明はこのような問題を解決するためなされたもので
、最大コレクタ電流を安全動作領域内に保ち、また損失
を減少させることのできる静電誘導形自己消弧素子の駆
動回路を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
上記目的を達成のため、本発明においては、静電誘導形
自己消弧素子のコレクタ電圧を検出し、この検出された
電圧に応じて静電誘導形自己消弧素子のゲート電圧を低
下させる電圧調整回路を備えており、素子の劣化を防止
することができる。
〔発明の実施例〕
以下図面を参照しながら本発明の実施例のいくつかを詳
細に説明する。なお、従来と同一の構成要素は同一番号
を付しその詳細な説明を省略するものとする。
第1図は本発明にかかる静電誘導形自己消弧素子の駆動
回路の一実施例を示す回路図であって、第10図の場合
と同様に、ゲート用m源4の電圧は、駆動信号VSが抵
抗10を介してベース共通接続点に印加されるコンプリ
メンタリ接続されたトランジスタ6および7を介して静
′R誘導形自己消弧素子3のゲートに印加されているが
、トランジスタ6および7のベース共通接続点にはNP
N型トランジスタ14のコレクタが接続され、このトラ
ンジスタ14のエミッタは抵抗13を介してゲート用電
源の負極に、またベースは静電誘導形自己消弧素子素子
3のコレクタに抵抗11を介して接続されている。さら
にこのベースとゲート用電源4の負極との間にゼナーダ
イオード15および抵抗12が並列接続されている。
次にこの回路の動作を第2図および第3図を参照して説
明する。
抵抗11および12は静電誘導形自己消弧素子のコレク
タ電圧■。E@:抵抗分割しており、抵抗12の両端に
はコレクタ電圧■。Eに比例した電圧が現れる。一方、
トランジスタ14と抵抗13はエミッタフォロアを構成
しており、トランジスタ14のコレクタ電流は抵抗12
の電圧降下にほぼ比例することになる。
トランジスタ14がオフ状態であるときは、駆動信号■
Sはそのままトランジスタ6および7によって電力増幅
され、静電誘導形自己消弧素子3のゲートに電圧V。E
として印加される。トランジスタ14がオフ状態である
ためにはトランジスタ14のエミッタ、ベース間の電圧
降下が抵抗12の電圧降下よりも大きいことが必要であ
るから、静M誘導形自己消弧素子3のコレクタ、エミッ
タ間電圧■。Eはトランジスタ14のエミッタ、ベース
間電圧降下を上回る抵抗12の電圧降下を発生させる電
圧■1以下である。VGEがこの電圧■1を上回るとト
ランジスタ14はコレクタ電流を流し始めその電流値は
前述したように抵抗R12の電圧降下にほぼ比例する。
したがって、このコレクタ電流は抵抗10において電圧
降下を生じ、駆動信号VSの値は降下し静電誘導形自己
消弧素子3のゲート電圧VGEはそれに応じて降下する
。この降下はコレクタ電圧VcEがエミッタフォロワの
コレクタ電流を流さなくなる電圧■1に低下するまで続
くことになる。なお、静電誘導形自己消弧素子3のコレ
クタ電圧■。Eの上昇が続いた場合、抵抗12の両端電
圧が所定電圧■2を超えるとゼナーダイオード15が作
用してそれ以上の電圧上昇を押えるため駆動信号■Sは
一定値以下にはならず、このためVGEは所定の下限値
に維持される。
第3図はこのようなゲート電圧V。Eの制御による作用
を説明するグラフであって、第3図(a)は第8図と同
様なコレクタ電圧■。[とコレクタ電流ICとの関係を
示すグラフにおいてラッチアップ現象を避けるためにI
c −20Aを示すI!ilAを引いたものであり、第
3図のグラフにおけるゲート電圧■ とコレクタ電圧V
cEをプロットしたのE が第3図(b)の曲IIBである。一方、第2図と同様
の直線近似を行なったものが線Cであり、ゲ−ト電圧V
。Eの最大値はエミッタフォロアとなるトランジスタ1
4の特性と抵抗分割を行う抵抗11および12の値を適
当に選択することにより適宜定めることができ、また、
ゲート電圧■。Eの最小値はゼナーダイオードの特性を
選択することにより適宜定めることができる。このよう
に静電誘導形自己消弧素子のゲート電圧VGEを所定範
囲内で制御することにより、静電誘導形自己消弧素子に
流れる電流は常に最大許容電流以下となる。
第4図ないし第7図は本発明の他の実施例のいくつかを
示す回路図である。
第4図は第1図におけるゼナーダイオード15に直列抵
抗16を付加したもので、直列抵抗により電圧降下が生
ずるために静電誘導形自己消弧素子のコレクタ電圧■。
Eが増加したときのゲート電圧■。Eは第2図のグラフ
における破線のような特性となる。これにより、静電誘
導形自己消弧素子の定電流特性をより正確に近似するこ
とが可能となる。
第5図は第1図の回路に対してエミッタフォロアとなる
トランジスタのコレタフタ側およびベース側にそれぞれ
ゼナーダイオード17および18を接続し、ベース、エ
ミッタ間のゼナーダイオードおよびエミッタ側の抵抗を
省略した他の実施例を示すものである。この回路におい
てはゼナーダイオード17.18により静電誘導形自己
消弧素子のゲート電圧■。、が変化するコレクタ電圧■
。Eの値■ およびV2を近似させることができ、ゲ−
ト電圧■。Eは2値的に変化する。この実施例における
特性は第3図(b)の曲NIBを厳密に近似するもので
はないが、実用上は十分である。
第6図は第5図におけるゼナーダイオード17を抵抗1
9に変え、ゼナーダイオード18を削除した実施例を示
しており、基本的な特性は第5図の場合と同様である。
第7図は第1図の構成に駆動信号■Sを供給する制御回
路の詳細を示したものである。
これによれば、制御信号VQがアンド回路20の一方側
に入力され、その出力が駆動信号■Sとなって抵抗10
に印加される。一方、トランジスタ14に流れる電流は
フォトカプラ22の発光ダイオードにより検出され、受
信側のフォトトランジスタに光電流を生じるため抵抗2
4によって発生したロジックレベル信号がタイムディレ
ィ回路25のセット端子(S)に入力され、この出力は
ラッチ回路26で保持され、その出力はアンド回路20
の他方側入力端子に入力されている。この回路では制御
信号Vaが立上るとタイムディレィ回路25がリセット
されるが、フォトカプラ22により検出されたコレクタ
電流がタイムディレィ回路25により定められる所定時
間よりも長く流れ続けたこと、すなわち過電流により静
電誘導形自己消弧素子3のコレクタ電圧V。Eが低下し
ない事故状態が続いていることが検出されたときはラッ
チ回路26に事故状態が保持されるためアンド回路20
の出力■Sはオフ状態となり、静電誘導形自己消弧素子
3はオフされ、静電誘導形自己消弧素子3の保護が図ら
れる。
以上の実施例にお(プる静電誘導形自己消弧素子にはI
GTの他にFE丁がある。また実施例では静電誘導形自
己消弧素子は1個のみであるが実際には静電誘導形自己
消弧素子のコレクタ、エミッタ間にフリーホイールダイ
オードを逆極性接続したものを4個あるいは6個使用し
てブリッジを形成したものが多用される。
また、エミッタフォロワトランジスタより成る電圧調整
回路の電圧調整点は上記各実施例ではゲート電圧調整回
路の増幅トランジスタの入力側に接続されているが、出
力側に接続されていてもよい。ただし、この場合には駆
動回路全体として損失がやや増加する。
〔発明の効果〕
以上のように本発明にかかる静電誘導形自己消弧素子の
駆動回路によれば、検出された静電誘導形自己消弧素子
のコレクタ電圧に応じて静電誘導形自己消弧素子のゲー
ト電圧を降下させる電圧調整回路を備えているので、コ
レクタ電流を所定の最大許容値以下に維持することがで
き静電誘導形自己消弧素子の劣化を防止することができ
る。
また、静電誘導形自己消弧素子のゲート電圧を所定値以
下に降下しないようにした実[様では損失の発生を減少
させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる静電誘導形自己消弧素子の駆動
回路の構成を示す回路図、第2図は第1図の動作を示す
グラフ、第3図は本発明の効果を示すグラフ、第4図な
いし第7図は本発明の他の実施例を示す回路図、第8図
および第9図は静電誘導形自己消弧素子の特性を示すグ
ラフ、第10図は従来の静電誘導形自己消弧素子の駆動
回路を示す回路図である。 1・・・直流14ilG!、2・・・負荷、3・・・静
1!誘導形自己消弧素子、4・・・ゲート用電源、5,
8,10゜11.12,13.19.24・・・抵抗、
6,7゜14・・・トランジスタ、9・・・ダイオード
、15゜17.18・・・ゼナーダイオード、20・・
・アンド回路、22・・・フォトカプラ、25・・・タ
イムディレィ回路、26・・・ラッチ回路。 処1図 第2図 コレグダ電圧(VCE ) 第3図 (a) コしゲタ電圧(VCE) (b) コしゲタ 電圧(voE) 第4図 熱5図 も6図 第8図 第9図 ピークコレクタ電圧(VcE) 第7図 第10図 手続補正書 昭和61年3 月14日 1 事件の表示 昭和60年 特許願 第23334号 2 発明の名称 静電誘導型自己消弧素子の駆動回路 3 補正をづる者 事イ′1どの関係  特許出願人 (307)  株式会社 東 芝 4  代  埋  人 東京都千代田区丸の内三丁目2番3号 電話東京(211)2321大代表 8 補正の内容 (1)  明細1第3頁第15行「l n5ula −
ted Jを[I n5ulatedJと訂正する。 (2)  同、第3頁第17行「TranSiS−to
rsJを[TransistorsJと訂正する。 (3)  同、第13頁第18行と第19行との間に次
の文を挿入する。 「なお、第7図においてはフォトカプラ22a。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、定電圧電源と、 入力された制御信号の大きさに応じて前記定電圧電源か
    ら発生した電圧を静電誘導形自己消弧素子のゲートに印
    加させるゲート電圧入力回路と、前記静電誘導形自己消
    弧素子のコレクタ電圧を検出し、この検出されたコレク
    タ電圧に応じて前記制御信号の電圧を下げることにより
    前記静電誘導形自己消弧素子のゲート電圧を降下させる
    電圧調整回路と、 を備えた静電誘導形自己消弧素子の駆動回路。 2、ゲート電圧入力回路がコンプリメンタリ接続された
    2つのトランジスタより成る特許請求の範囲第1項記載
    の静電誘導形自己消弧素子の駆動回路。 3、電圧調整回路がエミッタ、ベース間電圧に応じてコ
    レクタ電流を流すエミッタフォロワ回路で、そのコレク
    タがゲート電圧入力回路の入力点に接続された特許請求
    の範囲第1項記載の静電誘導形自己消弧素子の駆動回路
    。 4、エミッタ、ベース間電圧を静電誘導形自己消弧素子
    のコレクタ電圧の抵抗分割により得るようにした特許請
    求の範囲第3項記載の静電誘導形自己消弧素子の駆動回
    路。 5、電圧調整回路が静電誘導形自己消弧素子のゲート電
    圧が下限値に達したときはゲート電圧の低下を行わない
    ものである特許請求の範囲第4項記載の静電誘導形自己
    消弧素子の駆動回路。 6、エミッタフォロア回路のエミッタベース間に定電圧
    ダイオードを接続して成る特許請求の範囲第5項記載の
    静電誘導形自己消弧素子の駆動回路。 7、電圧調整回路のゲート電圧降下動作が所定時間以上
    に続いたときは制御信号をオフさせることにより静電誘
    導形自己消弧素子をオフさせるようにした特許請求の範
    囲第1項記載の静電誘導形自己消弧素子の駆動回路。 8、ゲート電圧降下動作をフォトカプラで検出するよう
    にして成る特許請求の範囲第7項記載の静電誘導形自己
    消弧素子の駆動回路。
JP60023334A 1985-02-08 1985-02-08 静電誘導形自己消弧素子の駆動回路 Granted JPS61185064A (ja)

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DE3689445T DE3689445T2 (de) 1985-02-08 1986-02-05 Schutzschaltung für einen Bipolartransistor mit isoliertem Gate.
EP86300766A EP0190925B1 (en) 1985-02-08 1986-02-05 A protection circuit for an insulated gate bipolar transistor
US06/826,771 US4721869A (en) 1985-02-08 1986-02-06 Protection circuit for an insulated gate bipolar transistor utilizing a two-step turn off
CN86101151.1A CN1006266B (zh) 1985-02-08 1986-02-06 绝缘栅双极晶体管的激励电路
AU53260/86A AU568446B2 (en) 1985-02-08 1986-02-06 Drive circuit for insulated gate bipolar transistor
AU13712/88A AU593729B2 (en) 1985-02-08 1988-03-24 A driving circuit for an insulated gate bipolar transistor

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0250518A (ja) * 1988-08-12 1990-02-20 Hitachi Ltd 静電誘導形自己消弧素子の駆動回路及び静電誘導形自己消弧素子を有するインバータ装置
JP2004015884A (ja) * 2002-06-05 2004-01-15 Nissan Motor Co Ltd スイッチング回路及び電源回路
JP2014529239A (ja) * 2011-08-26 2014-10-30 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 逆導通モード自己ターンオフゲートドライバ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007029221A1 (de) 2007-06-22 2008-12-24 Bühler AG Verfahren zur Herstellung agavehaltiger Schokolade

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5989570A (ja) * 1982-11-11 1984-05-23 Toyo Electric Mfg Co Ltd 静電誘導サイリスタのゲート回路

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5989570A (ja) * 1982-11-11 1984-05-23 Toyo Electric Mfg Co Ltd 静電誘導サイリスタのゲート回路

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0250518A (ja) * 1988-08-12 1990-02-20 Hitachi Ltd 静電誘導形自己消弧素子の駆動回路及び静電誘導形自己消弧素子を有するインバータ装置
JP2004015884A (ja) * 2002-06-05 2004-01-15 Nissan Motor Co Ltd スイッチング回路及び電源回路
JP2014529239A (ja) * 2011-08-26 2014-10-30 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 逆導通モード自己ターンオフゲートドライバ

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