BR112018076115B1 - Dispositivo de acionamento para redução da supressão e perda de comutação do pico de tensão - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo de acionamento em que um elemento de comutação principal é conectado a um trajeto de corrente principal, um terminal de entrada do elemento de comutação no lado de potencial mais alto e um terminal de saída do elemento de comutação no lado de potencial mais baixo são eletricamente conectados a um terminal de controle do elemento de comutação principal, a primeira resistência é conectada entre um terminal de entrada do elemento de comutação no lado de potencial mais baixo e um terminal de controle do elemento de comutação principal, um primeiro capacitor é paralelamente conectado à primeira resistência, e um segundo capacitor é conectado entre um ponto de conexão da primeira resistência e um terminal de controle do elemento de comutação principal e um terminal no lado de potencial mais alto do elemento de comutação principal.

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de acionamento.

Antecedentes da Técnica

[002] Convencionalmente, um circuito de seguimento é conhecido como um circuito semicondutor que inclui um elemento semicondutor de energia. Entre a corrente total que flui para dentro de um terminal de drenagem em um modo de refluxo, de modo a tornar o componente principal uma corrente de FET, o elemento semicondutor é projetado de modo a tornar a tensão do elemento semicondutor de energia durante operação inversa mais baixa do que a tensão direta de um diodo entre uma porta e dreno. Também, de modo a evitar que o diodo entre a porta e dreno se baseie para frente, um diodo de Schottky é arranjado entre a porta e dreno do elemento semicondutor de energia (Documento de patente 1).

Documento da técnica anterior Documento de patente Documento de patente 1 JP 2007-215389 A Sumário da Invenção Problemas a serem resolvidos pela invenção

[003] Entretanto, o circuito semicondutor acima tem um problema de que com a sua estrutura de circuito, a redução de uma supressão e perda de comutação do pico de tensão não pode ser alcançada.

[004] O problema a ser resolvido pela presente invenção é de proporcionar um dispositivo de acionamento que permite a redução da supressão e perda de comutação do pico de tensão.

Meios de resolver os problemas

[005] Na presente invenção, o problema acima é resolvido por conectar o elemento de comutação principal a um trajeto de corrente principal, eletricamente conectar um terminal de saída do elemento de comutação no lado de potencial mais alto e um terminal de entrada do elemento de comutação no lado de potencial mais baixo a um terminal de controle do elemento de comutação principal, conectar a primeira resistência entre o terminal de entrada do elemento de comutação no lado de potencial mais baixo e o terminal de controle do elemento de comutação principal, paralelamente conectar um primeiro capacitor à primeira resistência, e conectar um segundo capacitor entre um ponto de conexão da primeira resistência e o terminal de controle do elemento de comutação principal e um terminal no lado de potencial mais alto do elemento de comutação principal.

Efeito da Invenção

[006] Na presente invenção, o pico de tensão pode ser suprimido ao mesmo tempo em que se reduz uma perda de comutação.

Breve Descrição dos Desenhos

[007] A figura 1 é um diagrama de circuito de um dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade.

[008] A figura 2A é um diagrama da figura 1 exceto em que um trajeto de condução da corrente em uma primeira etapa é adicionado.

[009] A figura 2B é um diagrama da figura 1 exceto em que um trajeto de condução da corrente em uma segunda etapa é adicionado.

[010] A figura 2C é um diagrama da figura 1 exceto em que um trajeto de condução da corrente em uma terceira etapa é adicionado.

[011] A figura 3 é um diagrama de circuito de um dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[012] A figura 4 é um diagrama de circuito de um dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[013] A figura 5 é um diagrama de circuito de um dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[014] A figura 6 é um diagrama de circuito de um dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[015] A figura 7 é um diagrama de circuito de um dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[016] A figura 8 é um diagrama de circuito de um dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção.

[017] A figura 9 é um diagrama de circuito de um dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção.

Modos De Realizar A Invenção

[018] No a seguir, as modalidades da presente invenção são descritas com referência aos desenhos.

Primeira Modalidade.

[019] A figura 1 é um diagrama de circuito de um dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade. O dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade é usado para um conversor de energia (circuito de comutação), etc., de um inversor ou conversor. O dispositivo de acionamento alterna entre LIGADO e DESLIGADO de UM elemento de comutação incluído em um circuito de conversão de energia. O dispositivo de acionamento não é limitado para uso no conversor de energia, mas pode ser usado para outros dispositivos proporcionado com o elemento de comutação.

[020] O conversor de energia converte energia de corrente direta (DC) emitida a partir da bateria para uma energia de corrente alternada (AC). O conversor de energia inclui um circuito inversor no qual uma pluralidade de elementos de comutação é conectada em uma forma de ponte. O inversor inclui uma pluralidade de circuitos em série nos quais uma pluralidade de elementos de comutação é conectada em série e cada circuito em série é conectado em paralelo. Por exemplo, em um circuito inversor trifásico, três circuitos em série são conectados em paralelo. Então, pontos de conexão da pluralidade de elementos de comutação são respectivamente conectados ao motor trifásico por fase.

[021] A figura 1 ilustra um dispositivo de acionamento para acionar um elemento de comutação de um circuito de braço superior para uma única fase. Mais, o dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode ser aplicado a um elemento de comutação de um circuito de braço mais baixo.

[022] Como mostrado na figura 1, o dispositivo de acionamento inclui um elemento de comutação 1, fornecimentos de energia 2 e 3 para acionar, circuito de oposição de fase 10, resistência 21, capacitores 31 e 32, e um gerador de sinal 50.

[023] O elemento de comutação 1 é um elemento semicondutor de energia para alta tensão e alta corrente. O elemento de comutação 1 é um transistor (MOSFET) que inclui um terminal de controle, um terminal no lado de potencial mais alto, e um terminal no lado de potencial mais baixo. Para o elemento de comutação, um elemento de comutação formado por um semicondutor de ampla banda interdita tal como Si, ou SiC, etc., é usado. No a seguir, é dada uma explicação com base em um MOSFET como o elemento de comutação 1. Um terminal de drenagem (D) do MOSFET é um terminal no lado de potencial mais alto para o elemento de comutação 1, a terminal de fonte do MOSFET é um terminal no lado de potencial mais baixo do elemento de comutação 1, e uma terminal de porta do MOSFET é o terminal de controle do elemento de comutação 1.

[024] O elemento de comutação 1 é conectado a um fio entre um ponto neutro de um circuito inversor e um barramento de alimentação no trajeto de corrente principal. O terminal de drenagem do elemento de comutação 1 é conectado ao barramento de alimentação e a terminal de fonte do elemento de comutação 1 é conectada a um ponto neutro O. O ponto neutro O é um ponto de conexão entre o elemento de comutação 1 do braço superior e o elemento de comutação do braço mais baixo. O trajeto de corrente principal é um trajeto a partir de uma bateria para um fio trifásico por meio do barramento de alimentação. O fio trifásico conecta um ponto de conexão de cada fase no circuito inversor e um terminal de entrada-saída de um motor trifásico.

[025] Um circuito de oposição de fase 10 é um circuito de acionamento para acionar um elemento de comutação 1 e inclui um transistor 11 e um transistor 12. O transistor 11 é um elemento de comutação no lado de potencial mais alto e é um transistor do tipo NPN. O transistor 12 é um elemento de comutação no lado de potencial mais baixo e é um transistor do tipo PNP. Para os transistores 11 e 12, por exemplo, um IGBT é usado. Os transistores 11 e 12 podem ser um transistor unipolar ou um transistor bipolar. Os transistores 11 e 12 se alternam entre LIGADO e DESLIGADO por um sinal de comutação enviado a partir de um gerador de sinal.

[026] O transistor 11 e o transistor 12 são eletricamente conectados em série ao mesmo tempo em que as suas direções de condução (em uma direção para frente) da corrente são revertidas. Um terminal coletor do transistor 11 é conectado a um eletrodo positivo de uma fonte de energia 2. Um terminal emissor do transistor 11 é conectado a um eletrodo de porta do elemento de comutação 1. Um terminal coletor do transistor 12 é conectado a um eletrodo negativo da fonte de energia 3. Um terminal emissor do transistor 12 é eletricamente conectado a um eletrodo de porta do elemento de comutação 1. Os terminais de base dos transistores 11 e 12 são conectados a um gerador de sinal 50 respectivamente.

[027] Para ligar o elemento de comutação 1, o gerador de sinal emite um sinal de LIGADO para o transistor 11. O transistor 11 se torna em um estado LIGADO e a corrente da porta flui para o elemento de comutação 1 a partir do terminal emissor do transistor 11. Em outras palavras, em uma operação de ligar do elemento de comutação 1, o terminal emissor do transistor 11 se torna em um terminal de saída da corrente.

[028] [0019] Adicionalmente, para desligar o elemento de comutação 1, o gerador de sinal 50 emite um sinal de DESLIGADO para o transistor 12. O transistor 12 se torna em um estado LIGADO e a carga elétrica carregada entre a porta e a fonte do elemento de comutação 1 é descarregada e a corrente da porta flui para o terminal emissor do transistor 12 a partir da terminal de porta. Em outras palavras, em uma operação de desligar do elemento de comutação 1, o terminal emissor do transistor 12 se torna em um terminal de entrada da corrente.

[029] A fonte de energia 2 é a fonte de energia para acionar o transistor 11. A fonte de energia 3 é a fonte de energia para acionar o transistor 12. O eletrodo negativo da fonte de energia 2 e o eletrodo positivo da fonte de energia 3 são conectados a um fio que conecta o gerador de sinal 50 e o ponto neutro O.

[030] A resistência 21 é conectada entre o terminal emissor do transistor 12 e o terminal de porta do elemento de comutação 1. A resistência 21 é conectada para ajustar a resistência da porta do elemento de comutação 1.

[031] O capacitor 31 é conectado em paralelo à resistência 21. Em outras palavras, o circuito paralelo da resistência 21 e o capacitor 31 são conectados entre o terminal emissor do transistor 12 e o terminal de porta do elemento de comutação 1. O capacitor 31 é conectado para ajustar a resistência da porta do elemento de comutação 1.

[032] O capacitor 32 é conectado entre um ponto de conexão P e o terminal de porta do elemento de comutação 1. O ponto de conexão P é um ponto de conexão da resistência 21 e o terminal de porta do elemento de comutação 1. Em outras palavras, o capacitor 32 é conectado em paralelo à capacitância parasítica Cgd do elemento de comutação 1. A capacitância parasítica Cgd é a capacitância parasítica entre a porta e dreno do elemento de comutação 1. O capacitor 32 é conectado para ajustar a velocidade de comutação quando se desliga o elemento de comutação.

[033] Em virtude da estrutura do MOSFET, o elemento de comutação 1 inclui uma capacitância parasítica Cgs entre a porta e a fonte, e inclui uma capacitância parasítica Cgd entre a porta e dreno. Também, a relação de capacidade (C1/C2: a relação de capacidade de uma capacitância eletrostática C1 em relação a uma capacitância eletrostática C2) entre uma capacitância eletrostática (C1) do capacitor 31 e uma capacitância eletrostática (C2) do capacitor 32 é maior do que a relação de capacidade (Cgs/Cgd) da capacitância parasítica. Em outras palavras, a capacitância eletrostática dos capacitores 31 e 32 e as capacitâncias parasíticas Cgs e Cgd do elemento de comutação 1 são ajustadas de modo a satisfazer a fórmula a seguir (1). Fórmula 1

[034] O gerador de sinal 50 emite um sinal de comutação para o terminal de base do transistor 11 e o terminal de base do transistor 12. O gerador de sinal 50 é conectado ao terminal de base do transistor 11, o terminal de base do transistor 12, e o ponto neutro O.

[035] Em seguida, usando a figura 2A até a figura 2C, a operação do circuito durante o desligamento do elemento de comutação 1 é explicada. A figura 2A até a figura 2C são diagramas similares à figura 1 exceto em que o trajeto de condução da corrente é adicionado. O trajeto de condução da corrente é ilustrado em uma linha pontilhada. Mais, a figura 2A até a figura 2C ilustram um fluxo da corrente quando o elemento de comutação 1 desliga em ordem cronológica. Como será explicado a seguir, a operação do circuito do dispositivo de acionamento durante o desligamento pode ser dividida em três etapas. A figura 2A ilustra o trajeto da corrente em uma primeira etapa, a figura 2B ilustra um trajeto da corrente em uma segunda etapa, e a figura 2C ilustra um trajeto da corrente em uma terceira etapa.

[036] Embora o elemento de comutação 1 esteja no estado LIGADO, o gerador de sinal 50 emite um sinal de DESLIGADO para o transistor 11 e emite um sinal de LIGADO para o transistor 12. O transistor 11 se torna em um estado DESLIGADO e o transistor 12 se torna em um estado LIGADO. Quando o transistor 12 se torna em um estado LIGADO, o trajeto entre o terminal de porta do elemento de comutação 1 e o terminal coletor do transistor 12 se torna em um estado conduzido. Então, a carga elétrica carregada para a capacitância parasítica Cgs do elemento de comutação 1 é descarregada.

[037] Entre o terminal de porta do elemento de comutação 1 e o terminal emissor do transistor 12, um circuito paralelo da resistência 21 e o capacitor 31 são conectados. Uma impedância do capacitor 31 é menor do que uma impedância da resistência 21. Por essa razão, a carga elétrica carregada para a capacitância parasítica Cgs é extraída através de um trajeto a partir do terminal de porta do elemento de comutação 1, o capacitor 31, e o terminal emissor do transistor 12. Assim, a corrente da porta no início do desligamento flui através do trajeto como mostrado na figura 2A. Em outras palavras, a corrente da porta logo após o início do desligamento (primeira etapa) flui através do capacitor 31 que tem uma baixa impedância. Desse modo, a carga elétrica do elemento de comutação 1 pode ser descarregada em alta velocidade. Como um resultado, a perda de comutação pode ser reduzida ao mesmo tempo em que se eleva a velocidade de comutação.

[038] Com relação à carga elétrica carregada para a capacitância parasítica Cgs, quando a carga elétrica que corresponde à capacitância eletrostática do capacitor 31 é descarregada, a impedância do capacitor 31 se torna mais alta do que a impedância da resistência 21. Quer dizer, em uma segunda etapa que segue a primeira etapa, o trajeto para a corrente da porta comuta para o trajeto a partir do terminal de porta do elemento de comutação 1 para o terminal emissor do transistor 12 (vida figura 2B) através da resistência 21. A carga elétrica carregada para a capacitância parasítica Cgs é descarregada em baixa velocidade pelo trajeto que passa através da resistência 21. Desse modo, o pico de tensão pode ser suprimido ao mesmo tempo em que se suprime o excessivo aumento na velocidade de comutação.

[039] Para o terminal de drenagem e o terminal de fonte do elemento de comutação 1, um fio que se torna o trajeto de corrente principal é conectado respectivamente, e o fio inclui a indutância parasítica. Por essa razão, o pico de tensão é gerado entre o dreno e a fonte quando se desliga o elemento de comutação 1. Também, quando a velocidade de comutação se torna alta por abaixar a impedância entre o terminal de porta do elemento de comutação 1 e o terminal emissor do transistor 12, o pico de tensão se torna ainda mais alto.

[040] Na medida em que o pico de tensão entre o dreno e a fonte muda, o capacitor 32 fornece carga elétrica positiva para o terminal de porta do elemento de comutação 1. Em outras palavras, em uma terceira etapa em seguida da segunda etapa, um trajeto da corrente é formado entre a porta e dreno do elemento de comutação 1 como mostrado na figura 2C, e a carga elétrica do capacitor 32 é fornecida para o terminal de porta do elemento de comutação. Ao mesmo tempo, quando a quantidade de variação do pico de tensão entre o dreno e a fonte é positiva, a carga elétrica positiva é fornecida para a porta do elemento de comutação 1 a partir do capacitor 32. Desse modo, dependendo da quantidade de variação do pico de tensão, a velocidade de comutação pode ser suprimida. Consequentemente, o pico de tensão pode ser suprimido.

[041] Na terceira etapa, quando a carga elétrica do capacitor 32 é fornecida para o terminal de porta do elemento de comutação, a tensão da porta do elemento de comutação 1 se torna alta e assim o elemento de comutação 1 pode ser ligado sem intenção por erro (um fenômeno de auto ligar pode ocorrer).

[042] Na presente modalidade, de modo a evitar o fenômeno de auto ligar do elemento de comutação 1, a relação entre a capacitância eletrostática do capacitor 31 e a capacitância eletrostática do capacitor 32 para a capacitância parasíticas (Cgs e Cgd) do elemento de comutação 1, é ajustada de modo a satisfazer a fórmula (1) acima. A capacitância eletrostática entre a porta e o dreno do elemento de comutação 1 é uma capacidade combinada quando o capacitor 32 e capacitância parasítica Cgd são paralelamente conectados entre si. Também, a capacitância eletrostática entre a porta e a fonte se torna na capacidade combinada quando o capacitor 31 e capacitância parasítica Cgs são paralelamente conectados entre si. Adicionalmente, por fazer com que a capacidade de cada capacitor satisfaça as condições da fórmula (1), a tensão entre a porta e a fonte pode ser reduzida quando a tensão entre o dreno e a fonte é mudada. Desse modo, o fenômeno de auto ligar do elemento de comutação 1 pode ser evitado.

[043] Como pode ser visto a partir do dito acima, no dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade, o elemento de comutação 1 é conectado ao trajeto de corrente principal, e o terminal emissor do transistor 11 e o terminal emissor do transistor 12 são eletricamente conectados ao terminal de porta do elemento de comutação 1. Com relação ao dispositivo de acionamento, a resistência 21 é conectada entre o terminal emissor do transistor 12 e o terminal de porta do elemento de comutação 1, o capacitor 31 é paralelamente conectado à resistência 21, e o capacitor 32 é conectado entre o ponto de conexão P da resistência 21 e a terminal de porta e o terminal de drenagem do elemento de comutação 1. Desse modo, o pico de tensão pode ser suprimido ao mesmo tempo em que se reduz a perda de comutação.

[044] Em outras palavras, por paralelamente conectar o capacitor 31 à resistência 21, a resistência da porta durante o desligamento pode ser suprimida e assim a velocidade de comutação pode ser elevada. Por outro lado, a resistência 21 é conectado entre o terminal de porta do elemento de comutação e o terminal emissor do transistor 12 para evitar que a velocidade de comutação se eleve em virtude do pico de tensão também aumentar. Desse modo, a velocidade de comutação pode ser suprimida em uma segunda etapa. Mais, o aumento da velocidade de comutação na primeira etapa pode gerar pico de tensão entre o dreno e a fonte. Na presente modalidade, o capacitor 32 é conectado entre o ponto de conexão P e o terminal de drenagem. Assim sendo, quando o pico de tensão entre o dreno e a fonte muda, o capacitor 32 fornece carga elétrica para a porta, e assim a velocidade de comutação pode ser suprimida. Desse modo, durante a operação de desligar do elemento de comutação 1, por elevar a velocidade de comutação na primeira etapa, o pico de tensão em virtude de um aumento na velocidade de comutação na operação do circuito da segunda etapa e a operação do circuito da terceira etapa é suprimida na presente modalidade. Como um resultado, a redução da supressão e da perda de comutação do pico de tensão podem ser ambas alcançadas.

[045] Adicionalmente, na presente modalidade, uma capacitância eletrostática (C1) do capacitor 31, uma capacitância eletrostática (C2) do capacitor 32, a capacitância parasítica (Cgs) do elemento de comutação 1, e a capacitância parasítica (Cgd) do elemento de comutação 1 são ajustadas de modo a satisfazer a fórmula (1). Desse modo, um erro de ligar do elemento de comutação 1 pode ser suprimido.

Segunda modalidade

[046] A figura 3 é um diagrama de circuito de um dispositivo de acionamento em outra modalidade da presente invenção. Na presente modalidade, um diodo 41 é incluído em comparação à primeira modalidade. Outros elementos são os mesmos que os na primeira modalidade descrita acima e suas descrições são referenciadas.

[047] O dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade inclui um diodo 41 além do elemento de comutação 1, etc. O diodo 41 é conectado em série ao capacitor 32 entre um ponto de conexão P e um terminal de drenagem do elemento de comutação 1. Um terminal de anodo do diodo 41 é conectado a um capacitor 32 e um terminal de catodo do diodo 41 é conectado ao ponto de conexão P. Em outras palavras, o diodo 41 é conectado em série para o capacitor 32 de modo que a direção para frente do diodo 41 é a direção que vai a partir do dreno para a porta do elemento de comutação 1.

[048] Em uma operação de desligar do elemento de comutação 1 em virtude de uma mudança no pico de tensão entre o dreno e a fonte, a carga elétrica do capacitor 32 é fornecida para a porta do elemento de comutação 1 em uma terceira etapa. Uma vez que o capacitor 32 e o diodo 41 são conectados em série, uma carga elétrica positiva é fornecida para a porta do elemento de comutação 1 quando a quantidade de variação de tensão entre o dreno e a fonte é positiva. Enquanto que, quando a quantidade de variação de tensão entre o dreno e a fonte é negativa, uma carga elétrica positiva não é fornecida para a porta do elemento de comutação 1. Desse modo, o pico de tensão pode ser suprimido.

Terceira Modalidade

[049] A figura 4 é um diagrama de circuito do dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção. Na presente modalidade, a resistência 22 é incluída em comparação à primeira modalidade. Outros elementos são os mesmos que os na primeira modalidade descrita acima, e as descrições na primeira modalidade e na segunda modalidade estão assim sendo referenciadas.

[050] O dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade inclui a resistência 22 além do elemento de comutação 1, etc. A resistência 22 é conectada entre o terminal emissor do transistor 11 e o terminal de porta do elemento de comutação 1. Um ponto de conexão Q da resistência 21 e resistência 22 é conectado ao ponto de conexão P. O ponto de conexão Q é um ponto de ramificação para ramificar um controle para enviar um sinal de porta a partir de um circuito de oposição de fase 10 para uma linha para ligar e uma linha para desligar. A linha para ligar conecta o terminal emissor do transistor 11 e o terminal de porta do elemento de comutação 1. A linha para o desligamento conecta o terminal emissor do transistor 12 e o terminal de porta do elemento de comutação 1. Mais, a resistência 22 é conectada à linha para o ligar e um circuito paralelo da resistência 21 e o capacitor 31 são conectados à linha para o desligamento.

[051] Como descrito acima, na presente modalidade, a resistência 22 funciona como uma resistência da porta quando o elemento de comutação 1 liga, e por ajustar um valor de resistência para a resistência 22, a velocidade de comutação para o ligar pode ser ajustada.

[052] O dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir o diodo 41 como na segunda modalidade.

Quarta Modalidade

[053] A figura 5 é um diagrama de circuito de um dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção. Na presente modalidade, o capacitor 33 é incluído em comparação à terceira modalidade. Outros elementos são os mesmos que na terceira modalidade descrita acima e as descrições nas primeira à terceira modalidades estão assim sendo referenciadas.

[054] O dispositivo de acionamento da presente modalidade inclui o capacitor 33 além do elemento de comutação 1, etc. O capacitor 33 é paralelamente conectado à resistência 22.

[055] A operação do circuito quando se desliga o elemento de comutação 1 será descrita. Embora o elemento de comutação 1 esteja no estado DESLIGADO, o gerador de sinal 50 emite um sinal de LIGADO para o transistor 11, e emite um sinal de DESLIGADO para o transistor 12. Por fazer com que o transistor 11 esteja em um estado LIGADO, a fonte de energia 2 flui a corrente da porta para o elemento de comutação 1 através do transistor 11.

[056] Entre o terminal de porta do elemento de comutação 1 e o terminal emissor do transistor 11, um circuito paralelo da resistência 22 e o capacitor 33 são conectados. Uma impedância do capacitor 33 é menor do que uma impedância da resistência 22. Por essa razão, quando o transistor 11 se torna em um estado LIGADO, a corrente da porta flui para o terminal de porta do elemento de comutação 1 a partir do terminal emissor do transistor 11 através do capacitor 33. Como um resultado, a velocidade de comutação durante o ligar pode ser elevada. Também, o retardo de operação durante o ligar do elemento de comutação 1 pode ser reduzido e o ponto morto pode ser reduzido. Consequentemente, ao mesmo tempo em que se garante o controle, a perda de comutação pode ser reduzida.

[057] O dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir um diodo 41 como na segunda modalidade.

Quinta Modalidade

[058] A figura 6 é um diagrama de circuito do dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção. Na presente modalidade, a resistência 23 é incluída em comparação à primeira modalidade. Outros elementos são os mesmos que os na primeira modalidade descrita acima e suas descrições nas primeira à quarta modalidades são referenciadas.

[059] O dispositivo de acionamento da presente modalidade inclui a resistência 23 além do elemento de comutação 1. A resistência 23 é conectada em série ao capacitor 23. Uma extremidade da resistência 23 é conectada a um circuito paralelo da resistência 22 e o capacitor 33 e a outra extremidade da resistência 23 é conectada ao ponto de conexão P.

[060] Na presente modalidade, uma impedância é reduzida por conectar um circuito paralelo da resistência 22 e o capacitor 33 entre o terminal emissor do transistor 11 e o terminal de porta do elemento de comutação 1. Também, por conectar a resistência 33 entre o terminal emissor e terminal de porta, resistência da porta é aumentada. Em outras palavras, a conexão do capacitor 33 aumenta a velocidade de comutação do elemento de comutação 1, e a conexão da resistência 23 reduz a velocidade de comutação.

[061] Desse modo, em uma operação de ligar do elemento de comutação 1, embora seja especificada uma velocidade inicial de comutação com a capacitância eletrostática do capacitor 33, a velocidade inicial de comutação pode ser ajustada pelo ajuste do valor de resistência da resistência 23. Como um resultado, o ruído do campo eletromagnético gerado pela operação de ligar do elemento de comutação 1 pode ser suprimido.

[062] O dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir um diodo 41 como na segunda modalidade.

Sexta Modalidade

[063] A figura 7 é um diagrama de circuito do dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção. Na presente modalidade, um capacitor 34 é incluído em comparação com a primeira modalidade. Outros elementos são os mesmos que os na primeira modalidade descrita acima e suas descrições nas primeira à quinta modalidades estão assim sendo referenciadas.

[064] O dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade inclui o capacitor 34 além do elemento de comutação 1, etc. O capacitor 34 é conectado entre o terminal emissor do transistor 11 e o terminal emissor do transistor 12. Uma extremidade do capacitor 34 é conectada ao terminal emissor do transistor 11 e a outra extremidade do capacitor 34 é conectada ao terminal emissor do transistor 12 e a resistência 21. Também, o capacitor 34 constitui uma parte do circuito de oposição de fase 10.

[065] Desse modo, não só um retardo operacional durante o ligar do elemento de comutação 1, mas também um retardo operacional durante o desligamento do elemento de comutação 1 são encurtados e um tempo morto pode ser reduzido. Como um resultado, a perda de comutação pode ser reduzida ao mesmo tempo em que se garante a segurança do controle.

[066] O dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir um diodo 41 como na segunda modalidade. Também, o dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir a resistência 22 como na terceira modalidade. Mais, o dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir a resistência 22 e o capacitor 33 como na quarta modalidade. Adicionalmente, o dispositivo de acionamento da presente modalidade pode incluir as resistências 22 e 23, e o capacitor 33 como na quinta modalidade.

Sétima Modalidade

[067] A figura 8 é um diagrama de circuito do dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção. Na presente modalidade, a resistência 24 é incluída em comparação à quinta modalidade. Outros elementos são os mesmos que os na primeira modalidade descrita acima e suas descrições nas primeira à sexta modalidades são referenciadas.

[068] O dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade inclui a resistência 24 além do elemento de comutação 1, etc. A resistência 24 é conectada em série ao capacitor 31. Uma extremidade da resistência 24 é conectada a um circuito paralelo entre a resistência 21 e o capacitor 31, e a outra extremidade da resistência 24 é conectada ao terminal emissor do transistor 12.

[069] Na presente modalidade, um circuito paralelo de resistência 21 e o capacitor 31 é conectado entre o terminal emissor do transistor 12 e o terminal de porta do elemento de comutação 1 para reduzir a impedância. Também, entre o terminal emissor e terminal de porta, a resistência 24 é conectada para elevar a resistência da porta. Em outras palavras, a conexão do capacitor 31 aumenta a velocidade de comutação do elemento de comutação 1 e a conexão da resistência 24 reduz a velocidade de comutação.

[070] Consequentemente, em uma operação de desligar do elemento de comutação 1, embora seja especificada a velocidade inicial de comutação com a capacitância eletrostática do capacitor 31, a velocidade de comutação pode ser ajustada por ajustar um valor de resistência da resistência 24. Como um resultado, o ruído do campo eletromagnético gerado pela operação de desligar do elemento de comutação 1 pode ser suprimido.

[071] Adicionalmente, o dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir um diodo 41 como na segunda modalidade. Também, o dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir um capacitor 34 como na sexta modalidade.

Oitava Modalidade

[072] A figura 9 é um diagrama de circuito do dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade da presente invenção. Na presente modalidade, a capacitor 35 é adicionado em comparação à primeira modalidade. Outros elementos são os mesmos que os na primeira modalidade descrita acima, e suas descrições nas primeira à sétima modalidades são referenciadas.

[073] O dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade inclui o capacitor 35 além do elemento de comutação 1, etc. O capacitor 35 é paralelamente conectado à capacitância parasítica Cgs do elemento de comutação 1. Uma extremidade do capacitor 35 é conectada a um ponto de conexão P e a outra extremidade do capacitor 35 é conectada a um fio que conecta um ponto neutro O e o eletrodo positivo da fonte de energia 3.

[074] Uma capacitância eletrostática entre a porta e a fonte do elemento de comutação 1 é a capacidade combinada quando a capacitância parasítica Cgs e o capacitor 35 são paralelamente conectados entre si. Quando a tensão entre o dreno e a fonte muda, a tensão da porta é determinada com base na capacitância eletrostática entre a porta e o dreno do elemento de comutação 1 e a capacitância eletrostática entre a porta e a fonte. Na presente modalidade, por paralelamente conectar o capacitor 35 à capacitância parasítica Cgs, a relação de capacidade que reduz a tensão da porta é ajustada. Desse modo, quando a tensão entre o dreno e a fonte é mudada, a tensão entre a porta e a fonte pode ser reduzida e um fenômeno de auto ligar do elemento de comutação 1 pode ser evitado.

[075] Adicionalmente, o dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir um diodo 41 como na segunda modalidade. Também, o dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir a resistência 22 como na terceira modalidade. Mais, o dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir a resistência 22 e um capacitor 33 como na quarta modalidade. Adicionalmente, o dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir as resistências 22 e 23, e o capacitor 33 como na quinta modalidade. Adicionalmente, o dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir o capacitor 34 como na sexta modalidade. Ademais, o dispositivo de acionamento de acordo com a presente modalidade pode incluir a resistência 24 como na sétima modalidade.

[076] Adicionalmente, um circuito elemento adicionado em cada modalidade pode ser assim arranjado no dispositivo de acionamento de acordo com outra modalidade. Descrição dos Numerais de Referência 1 Elemento de comutação 11 e 12 Transistor 21 a 24 Resistência 31 a 35 Capacitor 41 Diodo 50 Gerador de sinal Cgd Capacitância parasítica Cgs Capacitância parasítica O Ponto neutro P e Q ponto de conexão

Claims (9)

1. Dispositivo de acionamento, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende: um elemento de comutação principal (1) conectado a um trajeto de corrente principal e que inclui um terminal de lado de potencial mais alto, um terminal de lado de potencial mais baixo, e um terminal de controle; um circuito de oposição de fase (10) que inclui um elemento de comutação de lado de potencial mais alto (11) e um elemento de comutação de lado de potencial mais baixo (12), em que um terminal de saída do elemento de comutação de lado de potencial mais alto (11) e um terminal de entrada do elemento de comutação de lado de potencial mais baixo (12) é eletricamente conectado no terminal de controle; uma primeira resistência (21) conectada entre o terminal de entrada do elemento de comutação de lado de potencial mais baixo (12) e o terminal de controle; um primeiro capacitor (31) paralelamente conectado à primeira resistência (21); e um segundo capacitor (32) conectado entre um ponto de conexão da primeira resistência (21) e o terminal de controle, e o terminal de lado de potencial mais alto, em que o elemento de comutação de lado de potencial mais alto (11) e o elemento de comutação de lado de potencial mais baixo (12), através de um circuito paralelo incluindo a primeira resistência (21) e o primeiro capacitor (31), são eletricamente conectados em série, e o segundo capacitor (32) é conectado em paralelo a uma capacitância parasítica do elemento de comutação principal (1) entre o terminal de controle e o terminal de lado de potencial mais alto, em que o dispositivo de acionamento satisfaz uma fórmula (1) a seguir: em que C1 denota uma capacitância eletrostática do primeiro capacitor (11), C2 denota uma capacitância eletrostática do segundo capacitor (32), Ca denota uma capacitância parasítica do elemento de comutação principal (1) entre o terminal de controle e o terminal de lado de potencial mais baixo, e Cb denota a capacitância parasítica do elemento de comutação principal (1) entre o terminal de controle e o terminal de lado de potencial mais alto.

2. Dispositivo de acionamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que em uma operação do circuito durante o desligamento do elemento de comutação principal (1), a corrente de controle que flui a partir do terminal de controle para o elemento de comutação de lado de potencial mais baixo (12) flui para o terminal de entrada do elemento de comutação de lado de potencial mais baixo (12) a partir do terminal de controle através do primeiro capacitor (31), quando uma impedância do primeiro capacitor (31) se torna mais alta do que uma impedância da primeira resistência (21), um trajeto da corrente da corrente de controle comuta a partir do primeiro capacitor (31) para a primeira resistência (21), e após o trajeto da corrente da corrente de controle comutar a partir do primeiro capacitor (31) para a primeira resistência (21) e a corrente de controle fluir para a primeira resistência (21), uma carga elétrica carregada para o segundo capacitor (32) é fornecida para o terminal de controle.

3. Dispositivo de acionamento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende um diodo (41) conectado em série ao segundo capacitor (32).

4. Dispositivo de acionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende uma segunda resistência (22) conectada entre um terminal de saída do elemento de comutação de lado de potencial mais alto (11) e o terminal de controle.

5. Dispositivo de acionamento, de acordo com a reivindicação 4, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende um terceiro capacitor (33) paralelamente conectado à segunda resistência (22).

6. Dispositivo de acionamento, de acordo com a reivindicação 5, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende uma terceira resistência (23) conectada em série ao terceiro capacitor (33).

7. Dispositivo de acionamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende: um quarto capacitor (34) conectado entre o terminal de saída do elemento de comutação de lado de potencial mais alto (11) e o terminal de entrada do elemento de comutação de lado de potencial mais baixo (12), em que, uma extremidade do quarto capacitor (34) é conectada ao terminal de saída do elemento de comutação de lado de potencial mais alto (11) e a outra extremidade do quarto capacitor (34) é conectada ao terminal de entrada do elemento de comutação de lado de potencial mais baixo (12).

8. Dispositivo de acionamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende uma quarta resistência conectada em série ao primeiro capacitor (31).

9. Dispositivo de acionamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACT ERIZADO pelo fato de que compreende: um quinto capacitor (35) paralelamente conectado a uma capacitância parasítica do elemento de comutação principal (1) entre o terminal de controle e o terminal de lado de potencial mais baixo.