JP2000092822A - Driving power supply for semiconductor switching element - Google Patents

Driving power supply for semiconductor switching element

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JP2000092822A
JP2000092822A JP10253696A JP25369698A JP2000092822A JP 2000092822 A JP2000092822 A JP 2000092822A JP 10253696 A JP10253696 A JP 10253696A JP 25369698 A JP25369698 A JP 25369698A JP 2000092822 A JP2000092822 A JP 2000092822A
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JP
Japan
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capacitor
power supply
diode
transistor
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JP10253696A
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Japanese (ja)
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Takeaki Tabata
壮章 田畑
Kazunori Koyabe
和徳 小谷部
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0081Power supply means, e.g. to the switch driver

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  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to supply electric power stably to the driving circuit of switching elements whatever state the switching elements are in. SOLUTION: Switching elements (insulated-gate bipolar transistors (IGBT)) Q1, Q2 are connected in series between a DC power supply Ed. When they are driven via gate driving circuits GDU1, GDU2 by using only a diode D1 and capacitors C1, C3, electric power cannot be supplied to GDU1 in a conventional art unless Q2 is turned on. This driving power supply circuit makes it possible to charge the capacitor C3 irrespective of the state of Q1, Q2, and to supply electric power to GDU1, by providing components including transistor T1, T2 and an oscillating circuit OCS and by turning on and off T1, T2 alternately.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体スイッチ
ング素子を駆動する駆動回路に電源を供給する駆動電源
回路、特にスイッチング素子のオン,オフのいかなる状
態においても安定に電力を供給することが可能な駆動電
源回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive power supply circuit for supplying power to a drive circuit for driving a semiconductor switching element, and more particularly to a stable power supply in any of the ON and OFF states of the switching element. The present invention relates to a driving power supply circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5にブートストラップ方式によるスイ
ッチング素子の駆動電源回路の従来例を示す。すなわ
ち、直流電源Edの正負極間には、IGBT(絶縁ゲー
ト形バイポーラトランジスタ)とダイオードが逆並列に
接続された半導体スイッチQ1,Q2が互いに直列に、
各IGBTには駆動回路GDU1,GDU2が、また、
このGDU1,GDU2にはコンデンサC1,C3がそ
れぞれ接続されている。さらに、コンデンサC1と並列
に直流電源Vinが、コンデンサC1の正極とコンデン
サC3の正極間にはダイオードD1が接続されている。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional example of a drive power supply circuit for a switching element using a bootstrap method. That is, between the positive and negative electrodes of the DC power supply Ed, semiconductor switches Q1 and Q2 in which an IGBT (insulated gate bipolar transistor) and a diode are connected in anti-parallel are connected in series with each other.
Drive circuits GDU1 and GDU2 are provided in each IGBT.
The capacitors C1 and C3 are connected to the GDU1 and GDU2, respectively. Further, a DC power supply Vin is connected in parallel with the capacitor C1, and a diode D1 is connected between the positive electrode of the capacitor C1 and the positive electrode of the capacitor C3.

【0003】この回路は、駆動回路GDU1,GDU2
にオン,オフ信号を与えることにより、Q1,Q2を交
互にオン,オフさせて端子Uの電圧を調整するもので、
これらを複数並列に接続することで、負荷への電力を調
整する電力変換装置として使用することができる。ここ
で、Q2をオンさせると、直流電源Vin→ダイオード
D1→コンデンサC3→IGBTQ2の経路でC3を充
電する。C3に充電された電荷は駆動回路GDU1に供
給されるので、これによりIGBTQ1を駆動すること
ができる。
[0003] This circuit comprises drive circuits GDU1 and GDU2.
To turn on and off the Q1 and Q2 alternately to adjust the voltage at the terminal U.
By connecting a plurality of these in parallel, it can be used as a power converter for adjusting the power to the load. Here, when Q2 is turned on, C3 is charged through the path of DC power supply Vin → diode D1 → capacitor C3 → IGBT Q2. The charge charged in C3 is supplied to the drive circuit GDU1, so that the IGBT Q1 can be driven.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来例においては、次のような問題がある。 1)IGBTQ1を駆動させるために、IGBTQ2を
必ずオンさせなければならない。つまり、IGBTQ2
をオンさせなければ、コンデンサC3が充電されないた
め、駆動回路GDU1を駆動できない。このことは、I
GBTQ1を先に起動できないという制約を有すること
になる。 2)2アーム変調運転,直流チョッパ運転など、長時間
上アームのみのスイッチングを行なう運転の場合、コン
デンサC3の充電が行なわれないため、コンデンサC3
の電圧が垂下し、駆動回路GDU1が駆動できなくな
り、インバータの欠相を生じる。したがって、この発明
の課題は、スイッチング素子のオン,オフ状態の如何に
関わらず上下アームの駆動回路に電源を供給し得るよう
にすることにある。
However, the above-mentioned prior art has the following problems. 1) In order to drive the IGBT Q1, the IGBT Q2 must be turned on without fail. That is, IGBTQ2
Is turned on, the capacitor C3 is not charged, so that the drive circuit GDU1 cannot be driven. This means that I
There is a restriction that GBTQ1 cannot be activated first. 2) In an operation in which only the upper arm is switched for a long time, such as a two-arm modulation operation and a DC chopper operation, the capacitor C3 is not charged.
, The drive circuit GDU1 cannot be driven, and the inverter loses phase. Accordingly, it is an object of the present invention to be able to supply power to a drive circuit of an upper and lower arm irrespective of the ON / OFF state of a switching element.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
べく、請求項1の発明では、第1の直流電源の正負極間
に半導体スイッチング素子を複数直列に接続するととも
に、第2の直流電源と並列に第1のコンデンサを、その
第2の直流電源の正極側に第1のダイオードのアノード
を、この第1のダイオードのカソードと前記第2の直流
電源の負極間と並列に第2のダイオード,第2のコンデ
ンサ,第1のトランジスタの直列回路および定電圧ダイ
オード,抵抗,第2のトランジスタの直列回路を、前記
定電圧ダイオードと並列に第3のコンデンサを、前記第
2のダイオードと第2のコンデンサとの接続点と前記定
電圧ダイオードと抵抗との接続点間に第3のダイオード
を、前記第2のコンデンサと第1のトランジスタとの接
続点と前記定電圧ダイオードと抵抗との接続点間に第3
のトランジスタを、前記抵抗と第2のトランジスタとの
接続点に第3のトランジスタのゲート端子をそれぞれ接
続し、前記第1,第2のトランジスタを発振回路により
交互にオン,オフ駆動することにより、前記第3のコン
デンサ電圧を正極側半導体スイッチング素子の駆動電力
として用いるようにしている。
In order to solve such a problem, according to the present invention, a plurality of semiconductor switching elements are connected in series between the positive and negative electrodes of a first DC power supply, and a second DC power supply is connected. A first capacitor is provided in parallel with the power supply, an anode of a first diode is provided on the positive side of the second DC power supply, and a second capacitor is provided in parallel between the cathode of the first diode and the negative electrode of the second DC power supply. A series circuit of a diode, a second capacitor, a first transistor and a series circuit of a constant voltage diode, a resistor, and a second transistor; a third capacitor in parallel with the constant voltage diode; A third diode is connected between a connection point between the second capacitor and the connection point between the constant voltage diode and the resistor, and a connection point between the second capacitor and the first transistor is connected to the constant voltage. Third between the connection point between the diode and the resistor
By connecting the gate terminal of a third transistor to the connection point between the resistor and the second transistor, and driving the first and second transistors alternately on and off by an oscillation circuit, The third capacitor voltage is used as drive power for the positive-side semiconductor switching element.

【0006】上記請求項1の発明においては、前記第3
のコンデンサの電圧を検出する電圧検出回路と、この電
圧検出回路の出力にもとづき前記発振回路の出力を有
効,無効にする制御回路とを設け、第3のコンデンサ電
圧が設定値以下になったとき、前記制御回路によって発
振回路出力を有効とし、前記第1,第2のトランジスタ
を交互にオン,オフさせることができ(請求項2の発
明)、または、前記半導体スイッチング素子のオン,オ
フ状態を検出する状態検出回路を設け、その検出出力に
よって前記発振回路の出力を有効とし、前記第1,第2
のトランジスタを交互にオン,オフさせることができ
(請求項3の発明)、もしくは、前記半導体スイッチン
グ素子のオン,オフ状態を検出するタイマ回路と、この
タイマ回路の出力を予め設定した時間と比較する比較回
路とを設け、半導体スイッチング素子のオンまたはオフ
状態が一定時間を越えたとき前記発振回路の出力を有効
とし、前記第1,第2のトランジスタを交互にオン,オ
フさせることができる(請求項4の発明)。
In the first aspect of the present invention, the third
And a control circuit for validating and invalidating the output of the oscillation circuit based on the output of the voltage detection circuit, when the third capacitor voltage falls below a set value. The output of the oscillation circuit can be made effective by the control circuit, and the first and second transistors can be turned on and off alternately (the invention of claim 2), or the on / off state of the semiconductor switching element can be changed. A state detection circuit for detecting the output of the oscillation circuit;
Can be alternately turned on and off (the invention of claim 3), or a timer circuit for detecting the on / off state of the semiconductor switching element, and comparing the output of the timer circuit with a preset time A comparison circuit is provided, and when the ON or OFF state of the semiconductor switching element exceeds a predetermined time, the output of the oscillation circuit is made valid, and the first and second transistors can be turned on and off alternately ( The invention of claim 4).

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の第1の実施の形
態を示す回路図である。図示のように、IGBTとダイ
オードが逆並列に接続された半導体スイッチQ1,Q2
が、直流電源Edの正負極間に直列に接続され、駆動回
路GDU1,GDU2がそれぞれ接続されている。ま
た、直流電源Vinと並列にコンデンサC1を、直流電
源Vinの正極側にダイオードD1のアノードを、ダイ
オードD1のカソードと直流電源Vinの負極間と並列
に、ダイオードD2,コンデンサC2,トランジスタT
1の直列回路と、定電圧ダイオードZD1,抵抗R1,
トランジスタT2の直列回路を、定電圧ダイオードZD
1と並列にコンデンサC3を、ダイオードD2とコンデ
ンサC2の接続点と、定電圧ダイオードZD1と抵抗R
1との接続点間にダイオードD3を、コンデンサC2と
トランジスタT1の接続点と定電圧ダイオードZD1と
抵抗R1の接続点間にトランジスタT3を、抵抗R1と
トランジスタT2の接続点にトランジスタT3のゲート
端子を、コンデンサC1と並列に発振回路OSCを、発
振回路OSCの出力をそれぞれトランジスタT1とT2
のゲートにそれぞれ接続する。さらに、コンデンサC1
およびC3を駆動回路GDU1,GDU2にそれぞれ接
続する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. As shown, semiconductor switches Q1, Q2 in which an IGBT and a diode are connected in anti-parallel.
Are connected in series between the positive and negative electrodes of the DC power supply Ed, and drive circuits GDU1 and GDU2 are connected respectively. A capacitor C1 is connected in parallel with the DC power supply Vin, an anode of the diode D1 is connected to the positive electrode of the DC power supply Vin, and a diode D2, a capacitor C2, and a transistor T2 are connected in parallel between the cathode of the diode D1 and the negative electrode of the DC power supply Vin.
1 and a constant voltage diode ZD1, a resistor R1,
A series circuit of the transistor T2 is connected to a constant voltage diode ZD.
1 in parallel with the capacitor C3, the connection point between the diode D2 and the capacitor C2, the constant voltage diode ZD1 and the resistor R2.
1, a diode T3 between a connection point of the capacitor C2 and the transistor T1, a transistor T3 between a connection point of the constant voltage diode ZD1 and the resistor R1, and a gate terminal of the transistor T3 at a connection point of the resistor R1 and the transistor T2. And an output of the oscillator circuit OSC in parallel with the capacitor C1 and transistors T1 and T2, respectively.
Connected to the respective gates. Further, the capacitor C1
And C3 are connected to drive circuits GDU1 and GDU2, respectively.

【0008】その動作について、以下に説明する。い
ま、IGBTQ1がオフで、IGBTQ2がオンしてい
るものとすると、IGBTQ2を駆動するための電力は
直流電源VinよりコンデンサC1を介して供給され
る。コンデンサC1は直流電源Vinに接続されている
ため、コンデンサC1の電圧は垂下しない。また、コン
デンサC3は、直流電源Vin→ダイオードD1→コン
デンサC3→IGBTQ2の経路で充電されるため、コ
ンデンサC3の電圧は垂下しない。
The operation will be described below. Now, assuming that IGBT Q1 is off and IGBT Q2 is on, power for driving IGBT Q2 is supplied from DC power supply Vin via capacitor C1. Since the capacitor C1 is connected to the DC power source Vin, the voltage of the capacitor C1 does not drop. Further, since the capacitor C3 is charged through the path of the DC power supply Vin → the diode D1 → the capacitor C3 → the IGBT Q2, the voltage of the capacitor C3 does not drop.

【0009】次に、IGBTQ1がオンで、IGBTQ
2がオフしている場合について考える。コンデンサC1
の電圧は上記により、垂下しない。一方、コンデンサC
3の電圧は以下のように充電する。始めに、トランジス
タT1をオン,トランジスタT2をオフする。トランジ
スタT2がオフしていることにより、トランジスタT3
はオフしているため、直流電源Ed→IGBTQ1→ダ
イオードD3→コンデンサC2→トランジスタT1の経
路でコンデンサC2を充電する。
Next, the IGBT Q1 is turned on and the IGBT Q
Consider the case where 2 is off. Capacitor C1
Does not droop due to the above. On the other hand, the capacitor C
The voltage of 3 is charged as follows. First, the transistor T1 is turned on and the transistor T2 is turned off. Since the transistor T2 is off, the transistor T3
Is off, the capacitor C2 is charged through the path of the DC power supply Ed → IGBT Q1 → diode D3 → capacitor C2 → transistor T1.

【0010】次いで、トランジスタT1をオフ,トラン
ジスタT2をオンする。トランジスタT2をオンするこ
とにより、トランジスタT3のゲート電圧が降下するた
めオンする。これにより、コンデンサC2に充電された
電荷はコンデンサC2→ダイオードD2→コンデンサC
3→トランジスタT3の経路でコンデンサC3を充電す
る。以上のように、トランジスタT1,T2を交互にオ
ン,オフさせることによって、IGBTQ2が長時間オ
フしているときでも、コンデンサC3に電力を供給でき
るため、駆動回路GDU1に電力を供給することが可能
となる。
Next, the transistor T1 is turned off and the transistor T2 is turned on. When the transistor T2 is turned on, the transistor T3 is turned on because the gate voltage of the transistor T3 drops. Thereby, the electric charge charged in the capacitor C2 is changed from the capacitor C2 to the diode D2 to the capacitor C2.
3 → Charge the capacitor C3 through the path of the transistor T3. As described above, by alternately turning on and off the transistors T1 and T2, power can be supplied to the capacitor C3 even when the IGBT Q2 is off for a long time, so that power can be supplied to the drive circuit GDU1. Becomes

【0011】図2はこの発明の第2の実施の形態を示す
回路図である。なお、図1と同一部分には同一の番号を
付して、その説明は省略することとする。図1との相違
点はコンデンサC3と並列に抵抗R2,R3の直列回路
を、ダイオードD1,コンデンサC1の直列回路と並列
にトランジスタT4,抵抗R4,R5の直列回路を、抵
抗R2,R3の接続点にトランジスタT4のゲートを接
続した点、また、抵抗R4,R5の接続点と発振回路O
SCの出力をアンド回路ANDの入力に接続し、アンド
回路ANDの出力をトランジスタT1,T2の入力にそ
れぞれ接続した点にある。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The difference from FIG. 1 is that a series circuit of resistors R2 and R3 is connected in parallel with the capacitor C3, a series circuit of transistors T4, R4 and R5 is connected in parallel with the series circuit of the diode D1 and the capacitor C1, and resistors R2 and R3 are connected. The point where the gate of the transistor T4 is connected to the point, the connection point between the resistors R4 and R5 and the oscillation circuit O
The point is that the output of the SC is connected to the input of the AND circuit AND, and the output of the AND circuit AND is connected to the inputs of the transistors T1 and T2.

【0012】図2の動作は以下の通りである。トランジ
スタT4のゲート電圧VGSは、コンデンサC3の電圧を
C3とすると、次の(1)式のように表わされる。 VGS=R2・VC3/(R2+R3) …(1) コンデンサC3に駆動回路GDU1を駆動するのに充分
な電圧がある場合、トランジスタT4は(1)式により
オンするため、抵抗R4,R5の接続点の電圧は、その
抵抗分圧比になる。これにより、アンド回路ANDの入
力がロー(L)になるため、アンド回路ANDの出力は
発振回路OSCの出力とは無関係にオフとなる。
The operation of FIG. 2 is as follows. The gate voltage V GS of the transistor T4 is represented by the following equation (1), where the voltage of the capacitor C3 is V C3 . V GS = R 2 · V C3 / (R 2 + R 3) (1) If the capacitor C 3 has a voltage sufficient to drive the drive circuit GDU 1, the transistor T 4 is turned on by the equation (1), so that the resistors R 4 and R 5 The voltage at the connection point is the resistance voltage division ratio. Accordingly, the input of the AND circuit AND becomes low (L), and the output of the AND circuit AND is turned off regardless of the output of the oscillation circuit OSC.

【0013】次に、コンデンサC3の電圧が垂下したと
き、トランジスタT4は(1)式によりオフするため、
抵抗R4,R5の接続点の電圧は0になる。これによ
り、アンド回路ANDの入力がハイ(H)になるため、
アンド回路ANDの出力は発振回路OSCの出力と同信
号となり、トランジスタT1,T2を駆動してコンデン
サC3に電荷を供給する。このとき、トランジスタT4
および抵抗R4,R5は、抵抗R2,R3で検出したコ
ンデンサC3の電圧を、インバータINVを介してアン
ド回路ANDに導く信号伝達回路(レベルシフト回路)
としての役目を果しており、これはインバータINVや
アンド回路ANDとともに発振回路OSCの出力を有
効,無効にするための制御回路を形成していると言え
る。なお、その他の動作は図1と同様なので、詳細は省
略する。
Next, when the voltage of the capacitor C3 drops, the transistor T4 is turned off according to the equation (1).
The voltage at the connection point between the resistors R4 and R5 becomes zero. As a result, the input of the AND circuit AND becomes high (H),
The output of the AND circuit AND becomes the same signal as the output of the oscillation circuit OSC, and drives the transistors T1 and T2 to supply charges to the capacitor C3. At this time, the transistor T4
And a resistor R4, R5 for transmitting a voltage of the capacitor C3 detected by the resistors R2, R3 to an AND circuit AND via the inverter INV (a level shift circuit).
It can be said that this forms, together with the inverter INV and the AND circuit AND, a control circuit for validating and invalidating the output of the oscillation circuit OSC. Since other operations are the same as those in FIG. 1, the details are omitted.

【0014】図3はこの発明の第3の実施の形態を示す
回路図である。ここでも、図1と同一部分には同一の番
号を付して、その説明を省略する。図1との相違点は、
IGBTのオン,オフ信号と発振回路OSCの出力をア
ンド回路ANDに入力し、その出力をトランジスタT
1,T2のゲートにそれぞれ導入した点にある。同図に
おいて、IGBTQ1にオン信号が入り、アンド回路A
NDの入力がHになると、その出力は発振回路OSCの
出力と同信号になるため、トランジスタT1,T2が動
作する。つまり、IGBTQ1がオンしたときのみトラ
ンジスタT1,T2を駆動し、コンデンサC3に電荷を
供給するものである。なお、その他の動作は図1と同様
である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention. Here, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The difference from FIG.
The ON / OFF signals of the IGBT and the output of the oscillation circuit OSC are input to an AND circuit AND, and the output is input to a transistor T
1 and T2. In the figure, an ON signal is input to IGBT Q1, and an AND circuit A
When the input of ND becomes H, the output becomes the same signal as the output of the oscillation circuit OSC, so that the transistors T1 and T2 operate. That is, the transistors T1 and T2 are driven only when the IGBT Q1 is turned on, and charges are supplied to the capacitor C3. Other operations are the same as those in FIG.

【0015】図4はこの発明の第4の実施の形態を示す
回路図である。ここでも、図1と同一部分には同一の番
号を付して、その説明を省略する。図1との相違点は、
IGBTのオン,オフ信号が印加される抵抗R6とコン
デンサC4との接続点と、基準直流電源Vrefとを比
較回路COMPに入力して得られる出力と、発振回路O
SCの出力とをアンド回路ANDに入力し、その出力を
トランジスタT1,T2のゲートにそれぞれ導入した点
にある。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention. Here, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The difference from FIG.
A connection point between the resistor R6 to which the IGBT ON / OFF signal is applied and the capacitor C4, an output obtained by inputting the reference DC power supply Vref to the comparison circuit COMP, and an oscillation circuit O
That is, the output of the SC is input to the AND circuit AND, and the output is introduced to the gates of the transistors T1 and T2.

【0016】図4において、IGBTQ1にオン信号が
入ると、コンデンサC4の電圧VC4は、Q1のオン信号
電圧をVONとして、次の(2)式のようになる。 VC4=(1−e-t/R6C4 )VON …(2) オン信号が入ってから或る時間経過し、コンデンサC4
の電圧VC4が基準直流電源Vrefよりも大きくなる
と、比較回路COMPの出力が反転しHとなる。これに
より、アンド回路ANDの出力は発振回路OSCの出力
と同信号になるため、トランジスタT1,T2が動作す
る。つまり、コンデンサC4の容量により基準直流電源
を設定することで、コンデンサC3の電圧を検出するこ
となく、コンデンサC3に電荷を供給するものである。
In FIG. 4, when an ON signal is input to the IGBT Q1, the voltage V C4 of the capacitor C4 is expressed by the following equation (2), where the ON signal voltage of Q1 is V ON . V C4 = (1−e −t / R6C4 ) V ON (2) A certain time has elapsed since the ON signal was input , and the capacitor C4
When the voltage V C4 of greater than the reference DC power source Vref, the output of the comparator circuit COMP is inverted H. As a result, the output of the AND circuit AND becomes the same signal as the output of the oscillation circuit OSC, and the transistors T1 and T2 operate. That is, by setting the reference DC power supply based on the capacitance of the capacitor C4, the charge is supplied to the capacitor C3 without detecting the voltage of the capacitor C3.

【0017】[0017]

【発明の効果】この発明によれば、スイッチング素子の
オン,オフの状態に関わらず、各駆動回路GDU1,G
DU2に電力を供給できるため、下記のような効果を得
ることができる。 1)2アーム変調,直流チョッパ運転など、長時間上ア
ームのスイッチングを行なう運転でもゲート電圧の垂下
がなく、インバータの欠相などの問題が生じない。 2)上アームに電源を常時供給できるため、各コンデン
サの容量を小さくすることができ、装置を小形化でき
る。 3)第2〜4の実施の形態では、トランジスタT1,T
2をゲート電圧の垂下を検知したときに駆動するように
したので、無駄な駆動電力を低減でき、駆動電源回路の
消費電力を低減することができる。
According to the present invention, each of the drive circuits GDU1 and GDU is independent of the ON / OFF state of the switching element.
Since power can be supplied to the DU2, the following effects can be obtained. 1) Even in an operation in which the upper arm is switched for a long time, such as two-arm modulation and a DC chopper operation, there is no droop of the gate voltage, and problems such as phase loss of the inverter do not occur. 2) Since power can always be supplied to the upper arm, the capacity of each capacitor can be reduced, and the device can be downsized. 3) In the second to fourth embodiments, the transistors T1, T
2 is driven when the droop of the gate voltage is detected, wasteful driving power can be reduced, and power consumption of the driving power supply circuit can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の第1の実施の形態を示す回路図であ
る。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】この発明の第2の実施の形態を示す回路図であ
る。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第3の実施の形態を示す回路図であ
る。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第4の実施の形態を示す回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図5】従来例を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Q1,Q2…半導体スイッチ、Ed,Vin,Vref
…直流電源、GDU1,GDU2…ゲート駆動回路、D
1〜D3…ダイオード、C1〜C4…コンデンサ、R1
〜R6…抵抗、T1〜T4…トランジスタ(MOSFE
T)、ZD1…ツェナーダイオード、OSC…発振回
路、INV…インバータ回路、AND…アンド回路、C
OMP…比較回路。
Q1, Q2: semiconductor switches, Ed, Vin, Vref
... DC power supply, GDU1, GDU2 ... Gate drive circuit, D
1 to D3: diode, C1 to C4: capacitor, R1
R6: resistance, T1 to T4: transistor (MOSFE)
T), ZD1: Zener diode, OSC: Oscillation circuit, INV: Inverter circuit, AND: AND circuit, C
OMP: comparison circuit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の直流電源の正負極間に半導体スイ
ッチング素子を複数直列に接続するとともに、第2の直
流電源と並列に第1のコンデンサを、その第2の直流電
源の正極側に第1のダイオードのアノードを、この第1
のダイオードのカソードと前記第2の直流電源の負極間
と並列に第2のダイオード,第2のコンデンサ,第1の
トランジスタの直列回路および定電圧ダイオード,抵
抗,第2のトランジスタの直列回路を、前記定電圧ダイ
オードと並列に第3のコンデンサを、前記第2のダイオ
ードと第2のコンデンサとの接続点と前記定電圧ダイオ
ードと抵抗との接続点間に第3のダイオードを、前記第
2のコンデンサと第1のトランジスタとの接続点と前記
定電圧ダイオードと抵抗との接続点間に第3のトランジ
スタを、前記抵抗と第2のトランジスタとの接続点に第
3のトランジスタのゲート端子をそれぞれ接続し、前記
第1,第2のトランジスタを発振回路により交互にオ
ン,オフ駆動することにより、前記第3のコンデンサ電
圧を正極側半導体スイッチング素子の駆動電力として用
いることを特徴とする半導体スイッチング素子の駆動電
源回路。
1. A plurality of semiconductor switching elements are connected in series between positive and negative electrodes of a first DC power supply, and a first capacitor is connected in parallel with a second DC power supply to a positive electrode side of the second DC power supply. The anode of the first diode is
A series circuit of a second diode, a second capacitor, a first transistor and a series circuit of a constant voltage diode, a resistor, and a second transistor are connected in parallel between the cathode of the diode and the negative electrode of the second DC power supply. A third capacitor is provided in parallel with the constant voltage diode, and a third diode is provided between a connection point between the second diode and the second capacitor and a connection point between the constant voltage diode and a resistor. A third transistor is provided between a connection point between the capacitor and the first transistor and a connection point between the constant voltage diode and the resistor, and a gate terminal of the third transistor is provided at a connection point between the resistor and the second transistor. Connected, and the first and second transistors are alternately turned on and off by an oscillation circuit, so that the third capacitor voltage is switched to the positive-side semiconductor switch. Driving power supply circuit of the semiconductor switching elements, which comprises using as the driving power of the quenching device.
【請求項2】 前記第3のコンデンサの電圧を検出する
電圧検出回路と、この電圧検出回路の出力にもとづき前
記発振回路の出力を有効,無効にする制御回路とを設
け、第3のコンデンサ電圧が設定値以下になったとき、
前記制御回路によって発振回路出力を有効とし、前記第
1,第2のトランジスタを交互にオン,オフさせること
を特徴とする請求項1に記載の半導体スイッチング素子
の駆動電源回路。
A voltage detecting circuit for detecting a voltage of the third capacitor; and a control circuit for enabling and disabling an output of the oscillation circuit based on an output of the voltage detecting circuit. Is below the set value,
2. The driving power supply circuit for a semiconductor switching element according to claim 1, wherein the oscillation circuit output is made valid by the control circuit, and the first and second transistors are turned on and off alternately.
【請求項3】 前記半導体スイッチング素子のオン,オ
フ状態を検出する状態検出回路を設け、その検出出力に
よって前記発振回路の出力を有効とし、前記第1,第2
のトランジスタを交互にオン,オフさせることを特徴と
する請求項1に記載の半導体スイッチング素子の駆動電
源回路。
3. A state detection circuit for detecting an on / off state of the semiconductor switching element, wherein an output of the oscillation circuit is made effective by a detection output thereof, and the first and second states are provided.
2. The driving power supply circuit for a semiconductor switching element according to claim 1, wherein said transistors are turned on and off alternately.
【請求項4】 前記半導体スイッチング素子のオン,オ
フ状態を検出するタイマ回路と、このタイマ回路の出力
を予め設定した時間と比較する比較回路とを設け、半導
体スイッチング素子のオンまたはオフ状態が一定時間を
越えたとき前記発振回路の出力を有効とし、前記第1,
第2のトランジスタを交互にオン,オフさせることを特
徴とする請求項1に記載の半導体スイッチング素子の駆
動電源回路。
4. A timer circuit for detecting the on / off state of the semiconductor switching element, and a comparison circuit for comparing the output of the timer circuit with a preset time, so that the on / off state of the semiconductor switching element is constant. When the time is exceeded, the output of the oscillation circuit is made effective,
2. The driving power supply circuit for a semiconductor switching element according to claim 1, wherein the second transistor is turned on and off alternately.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003018821A (en) * 2001-06-28 2003-01-17 Fuji Electric Co Ltd Gate drive circuit
JP2004282926A (en) * 2003-03-17 2004-10-07 Sanyo Electric Co Ltd Inverter device
KR100917169B1 (en) * 2002-09-12 2009-09-15 페어차일드코리아반도체 주식회사 Switching method using IGBT module and IGBT driving circuit for implementing the method
US7737773B2 (en) 2006-08-31 2010-06-15 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device, step-down chopper regulator, and electronic equipment
KR100990017B1 (en) 2002-09-04 2010-10-26 파텐트-트로이한트-게젤샤프트 퓌어 엘렉트리쉐 글뤼람펜 엠베하 Operating circuit with an improved power supply for a driver circuit
JP2012182884A (en) * 2011-02-28 2012-09-20 Denso Corp Load drive control circuit
JP2014033614A (en) * 2013-11-18 2014-02-20 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Power conversion apparatus
CN104682678A (en) * 2014-12-26 2015-06-03 深圳青铜剑电力电子科技有限公司 Isolation power supply for IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) driving

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003018821A (en) * 2001-06-28 2003-01-17 Fuji Electric Co Ltd Gate drive circuit
KR100990017B1 (en) 2002-09-04 2010-10-26 파텐트-트로이한트-게젤샤프트 퓌어 엘렉트리쉐 글뤼람펜 엠베하 Operating circuit with an improved power supply for a driver circuit
KR100917169B1 (en) * 2002-09-12 2009-09-15 페어차일드코리아반도체 주식회사 Switching method using IGBT module and IGBT driving circuit for implementing the method
JP2004282926A (en) * 2003-03-17 2004-10-07 Sanyo Electric Co Ltd Inverter device
US7737773B2 (en) 2006-08-31 2010-06-15 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device, step-down chopper regulator, and electronic equipment
JP2012182884A (en) * 2011-02-28 2012-09-20 Denso Corp Load drive control circuit
JP2014033614A (en) * 2013-11-18 2014-02-20 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Power conversion apparatus
CN104682678A (en) * 2014-12-26 2015-06-03 深圳青铜剑电力电子科技有限公司 Isolation power supply for IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) driving
CN104682678B (en) * 2014-12-26 2017-08-11 深圳青铜剑科技股份有限公司 A kind of insulating power supply of IGBT drivings

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