JP2000184693A - Driving circuit of semiconductor element - Google Patents

Driving circuit of semiconductor element

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JP2000184693A
JP2000184693A JP10356318A JP35631898A JP2000184693A JP 2000184693 A JP2000184693 A JP 2000184693A JP 10356318 A JP10356318 A JP 10356318A JP 35631898 A JP35631898 A JP 35631898A JP 2000184693 A JP2000184693 A JP 2000184693A
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健志 高尾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the consumption energy of a power supply, and a loss being generated in each switch. SOLUTION: A driving circuit is equipped with an on-high-gate circuit consisting of a switch 12b for on-high-gate that is opened and closed in synchronization with an on-high-gate signal, a first switch 19, and a capacitor parallel circuit 33. In the capacitor parallel circuit 33, a first series circuit 31 consisting of a first capacitor 8 and a resistor 10 is connected in parallel with a second series circuit 32 consisting of a second capacitor 9 and a second reactor 11d.

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、半導体素子、例
えばゲートターンオフサイリスタ(以下GTOと略す)
のオン、オフを制御する駆動回路に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor device, for example, a gate turn-off thyristor (hereinafter abbreviated as GTO).
And a drive circuit for controlling on / off of the driving circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】図22は、例えば特公平7−73203
号公報に示された従来の半導体素子、例えばGTOの駆
動回路(ゲート回路)を示す回路図である。図におい
て、1はGTOであって、Gはゲート電極、Kはカソー
ド電極である。3はオンゲート電源、3aはオンゲート
電源用コンデンサである。2はチョッパ回路であって、
オンゲート電源3をスイッチングするチョッパ部スイッ
チ14、チョッパ回路2の出力電流を検出する電流検出
手段16および環流用ダイオード15から構成されてい
る。11はリアクトルであって、1次巻線11aと2次
巻線11bからなる。8は第1のコンデンサ、9は第2
のコンデンサ、10は抵抗である。12はオンゲート用
スイッチであって、チョッパ回路2および第1のコンデ
ンサ8の出力電流をオンゲート電流としてGTO1に供
給する。6、17は第1のコンデンサ8の充電用の第
1、第3のダイオード、7、18は第2のコンデンサ9
の充電用の第2、第4のダイオードである。13はオフ
ゲート用スイッチであって、GTO1にオフゲート電流
を供給する。また4はオフゲート電源、4aはオフゲー
ト電源用コンデンサである。19は各コンデンサ8、9
の共通接続部分Xとゼロ電位間に接続された第1のスイ
ッチであり、20は各コンデンサ8、9の共通接続部分
Xと負電位間に接続された第2のスイッチである。
2. Description of the Related Art FIG.
FIG. 1 is a circuit diagram showing a driving circuit (gate circuit) of a conventional semiconductor element, for example, a GTO disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-209,036. In the figure, 1 is a GTO, G is a gate electrode, and K is a cathode electrode. Reference numeral 3 denotes an on-gate power supply, and reference numeral 3a denotes an on-gate power supply capacitor. 2 is a chopper circuit,
It comprises a chopper switch 14 for switching the on-gate power supply 3, current detecting means 16 for detecting an output current of the chopper circuit 2, and a freewheeling diode 15. Reference numeral 11 denotes a reactor, which includes a primary winding 11a and a secondary winding 11b. 8 is the first capacitor, 9 is the second capacitor
Is a resistor, and 10 is a resistor. An on-gate switch 12 supplies an output current of the chopper circuit 2 and the first capacitor 8 to the GTO 1 as an on-gate current. Reference numerals 6 and 17 denote first and third diodes for charging the first capacitor 8, and reference numerals 7 and 18 denote the second capacitor 9.
, And second and fourth diodes for charging. An off-gate switch 13 supplies an off-gate current to the GTO 1. Reference numeral 4 denotes an off-gate power supply, and reference numeral 4a denotes an off-gate power supply capacitor. 19 is each capacitor 8, 9
Is a first switch connected between the common connection portion X of the capacitors 8 and 9 and the zero potential, and 20 is a second switch connected between the common connection portion X of each of the capacitors 8 and 9 and the negative potential.

【0003】次に動作について説明する。オンゲート電
源3との組み合わせでオンゲート電流を供給するチョッ
パ回路2は定電流機能を有し、ゲート電流Igを電流検
出手段16により検出し、チョッパ部スイッチ14の導
通比を調整することによりオンゲート電流の値を一定に
する。環流ダイオード15はチョッパ部スイッチ14が
オフのときに導通し、リアクトル11を介してゲート電
流を連続させる働きをする。オンゲート用スイッチ12
がオフのときにはオフゲート用スイッチ13からGTO
1にオフゲート電流が供給される。オンゲート用スイッ
チ12をオンオフする場合について、第23図に示す動
作波形図を参考にして説明する。時刻t1以前は、オン
ゲート用スイッチ12および第1のスイッチ19はオ
フ、第2のスイッチ20およびオフゲート用スイッチ1
3はオンしており、第1と第2のコンデンサ8、9の共
通接続部分Xが負電位となり第3、第1のダイオード1
7、6を通じ、第1のコンデンサ8が、また第4のダイ
オード18を通じ第2のコンデンサ9が図示極性に充電
される。時刻t1において、オンゲート用スイッチ12
をオンすると、ゲート電流Igは第1のコンデンサ8の
放電電流Icと、第2のコンデンサ9およびリアクトル
11の2次巻線11bによる振動電流Iccとの和で流れ
る。
Next, the operation will be described. The chopper circuit 2 that supplies the on-gate current in combination with the on-gate power supply 3 has a constant current function, detects the gate current Ig by the current detection unit 16, and adjusts the conduction ratio of the chopper switch 14 to adjust the on-gate current. Keep the value constant. The free-wheeling diode 15 conducts when the chopper switch 14 is off, and functions to make the gate current continuous via the reactor 11. On-gate switch 12
Is off, the GTO
1 is supplied with an off-gate current. Turning on / off the on-gate switch 12 will be described with reference to the operation waveform diagram shown in FIG. Before time t1, the on-gate switch 12 and the first switch 19 are off, the second switch 20 and the off-gate switch 1
3 is on, the common connection portion X of the first and second capacitors 8 and 9 has a negative potential, and the third and first diodes 1 and 2 have a negative potential.
The first capacitor 8 is charged through 7, 7 and the second capacitor 9 through the fourth diode 18 to the polarity shown. At time t1, the on-gate switch 12
Is turned on, the gate current Ig flows as the sum of the discharge current Ic of the first capacitor 8 and the oscillating current Icc of the second capacitor 9 and the secondary winding 11b of the reactor 11.

【0004】時刻t2において、第2のコンデンサ9の
電圧が減少して、リクアトル11の1次巻線11aに発
生する電圧(1:nの巻数比で電源の逆極性が発生)が
オンゲート電源3の電圧よりも低くなると、リアクトル
11の2次巻線11bの電流はリアクトル11の1次巻
線で転移する。このリアクトル11の1次および2次巻
線11a、11bの巻線比を8:1と仮定すれば、チョ
ッパ回路2の出力電流Ichは、時刻t2において、Ich
=Icc/8となって流れ始める。なお、t1〜t2a間
に流れる電流はオンハイゲート電流と表現される。ま
た、t2〜t3間に流れる電流はオン定常電流と表現さ
れる。実際には、このリアクトルの1次巻線11aの初
期値がチョッパ回路2の定電流制御値と一致するよう
に、リアクトル11の巻線比を決定するのが望ましい。
時刻t2以降は、ゲート電流Igはチョッパ回路2の定
電流制御機能により、ほぼ一定の電流となって流れる。
時刻t3において、オンゲート用スイッチ12をオフ
し、オフゲート用スイッチ13をオンすることにより図
示のような負極性のオフゲート電流がGTO1に供給さ
れる。同時に、第1のスイッチ19がオフし、第2のス
イッチ20がオンすることにより、第1と第2のコンデ
ンサ8、9の共通接続部分Xが負電位となり、第3、第
1のダイオード17、6を通じ第1のコンデンサ8が、
また、第4のダイオード18を通じ第2のコンデンサ9
が、それぞれオフゲート電源電圧まで瞬時に充電され
る。つまり、第1のコンデンサ8および第2のコンデン
サ9はオフゲート電流供給時に瞬時に大きく充電され
る。時刻t4以降のIchは流れない。
At time t2, the voltage of the second capacitor 9 decreases, and the voltage generated in the primary winding 11a of the reactor 11 (the reverse polarity of the power supply occurs at a turn ratio of 1: n) changes to the on-gate power supply 3. , The current of the secondary winding 11 b of the reactor 11 is transferred to the primary winding of the reactor 11. Assuming that the turn ratio of the primary and secondary windings 11a and 11b of the reactor 11 is 8: 1, the output current Ich of the chopper circuit 2 becomes Ich at time t2.
= Icc / 8 and begins to flow. The current flowing between t1 and t2a is expressed as an on-high gate current. The current flowing between t2 and t3 is expressed as an on-state current. In practice, it is desirable to determine the turns ratio of the reactor 11 such that the initial value of the primary winding 11a of the reactor matches the constant current control value of the chopper circuit 2.
After time t2, the gate current Ig flows as a substantially constant current due to the constant current control function of the chopper circuit 2.
At time t3, the on-gate switch 12 is turned off and the off-gate switch 13 is turned on, so that a negative off-gate current as shown is supplied to the GTO1. At the same time, when the first switch 19 is turned off and the second switch 20 is turned on, the common connection portion X of the first and second capacitors 8 and 9 has a negative potential, and the third and first diodes 17 , 6 through the first capacitor 8
Further, the second capacitor 9 is connected through the fourth diode 18.
Are instantaneously charged to the respective off-gate power supply voltages. That is, the first capacitor 8 and the second capacitor 9 are instantaneously greatly charged when the off-gate current is supplied. Ich does not flow after time t4.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体素子の駆
動回路は以上のように構成されており、図22の回路で
は、オンゲート用スイッチ12をオンすると、ゲート電
流Igは第1のコンデンサ8の放電電流Icと第2のコ
ンデンサ9およびリアクトル11の2次巻線11bによ
る振動電流Iccとの和で流れる。第2のコンデンサ9お
よびリアクトル11の2次巻線11bによる電流Ic2は
無制御であり、Ic2のピーク値以降の電流、つまりt2a
以降の電流のうちオン定常電流値を超える分(図23の
Igの斜線部分)はGTOのオンには不要な電流であ
り、各スイッチで発生する損失につながっている。ま
た、ピーク電流以降の電流を流すために第2のコンデン
サ9にはこの損失分のための充電が必要となるといった
問題点があった。
The conventional driving circuit for a semiconductor device is constructed as described above. In the circuit shown in FIG. 22, when the on-gate switch 12 is turned on, the gate current Ig is reduced by the first capacitor 8. It flows with the sum of the discharge current Ic and the oscillating current Icc generated by the second capacitor 9 and the secondary winding 11b of the reactor 11. The current Ic2 by the second capacitor 9 and the secondary winding 11b of the reactor 11 is uncontrolled, and the current after the peak value of Ic2, that is, t2a
The portion of the current that exceeds the ON steady-state current value (the shaded portion of Ig in FIG. 23) is unnecessary current for turning on the GTO, and leads to the loss generated in each switch. In addition, there is a problem that the second capacitor 9 needs to be charged for this loss in order to flow a current after the peak current.

【0006】この発明は上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、簡単な回路で規定されたオン
ハイゲート電流を規定された時間だけ流し、オンハイゲ
ート電源の消費エネルギーを減少させるとともに、各ス
イッチで発生する損失を減少させることのできる半導体
素子の駆動回路を提供することを目的とする。また、半
導体素子の駆動回路内でオンハイゲート信号を作成し、
オンハイゲート電源の消費エネルギーを減少させるとと
もに、各スイッチで発生する損失を減少させることを目
的とする。また、半導体素子の駆動回路内でオンハイゲ
ート信号を作成し、半導体素子の駆動回路の回路定数の
変化や誤差によるオンハイゲート電流の誤差を補正して
規定された電流量と時間を流し、オンハイゲート電源の
消費エネルギーを減少させるとともに、各スイッチで発
生する損失を減少させることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem. An on-high gate current specified by a simple circuit is supplied for a specified time to reduce the energy consumption of an on-high gate power supply. It is another object of the present invention to provide a driving circuit for a semiconductor device which can reduce a loss generated in each switch. Also, an on-high gate signal is created in the drive circuit of the semiconductor element,
It is an object of the present invention to reduce the energy consumption of an on-high gate power supply and the loss generated in each switch. In addition, an on-high gate signal is generated in the drive circuit of the semiconductor element, an error of the on-high gate current due to a change or an error of a circuit constant of the drive circuit of the semiconductor element is corrected, and a specified amount of current and time are supplied to allow an on-high gate It is an object of the present invention to reduce energy consumption of a power supply and reduce a loss generated in each switch.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る半導体素
子の駆動回路は、オンハイゲート回路が、オンハイゲー
ト信号と同期して開閉するオンハイゲート用スイッチ
と、オンハイゲート電流を供給するコンデンサ並列回路
と、オンハイゲート信号と同期して開閉する第1のスイ
ッチとを有し、コンデンサ並列回路は、第1のコンデン
サと抵抗とを直列に接続してなる第1の直列回路、およ
び第2のコンデンサとリアクトルとを直列に接続してな
る第2の直列回路を並列に接続して構成し、かつ、ゲー
トとオンハイゲート用スイッチの一方、オンハイゲート
用スイッチの他方とコンデンサ並列回路の抵抗、リアク
トル側、コンデンサ並列回路の第1、第2のコンデンサ
側と第1のスイッチの一方、および第1のスイッチの他
方とゼロ電位部をそれぞれ接続するとともに、第1、第
2のコンデンサの充電用の第1から第3のダイオードを
有し、ゼロ電位部と第1、第2のダイオードのアノー
ド、第1のコンデンサと抵抗との接続点と第1のダイオ
ードのカソード、第2のコンデンサとリアクトルとの接
続点と第2のダイオードのカソード、第1、第2のコン
デンサと第1のスイッチとの接続点と第3のダイオード
のアノード、およびゲートと第3のダイオードのカソー
ドをそれぞれ接続したものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a drive circuit for a semiconductor device, wherein an on-high gate circuit switches on and off in synchronization with an on-high gate signal, and a capacitor parallel circuit for supplying an on-high gate current. And a first switch that opens and closes in synchronization with the on-high gate signal. The capacitor parallel circuit includes a first series circuit in which a first capacitor and a resistor are connected in series, and a second capacitor. And a second series circuit composed of a series connection of a power supply and a reactor, and one of a gate and an on-high gate switch, the other of the on-high gate switch and a resistance of a capacitor parallel circuit, a reactor side. The first and second capacitor sides of the capacitor parallel circuit and one of the first switches, and the other of the first switch and the zero potential portion. The first and second capacitors are connected to each other and have first to third diodes for charging the first and second capacitors. The zero potential portion and the anodes of the first and second diodes, the first capacitor and the resistor are connected to each other. The connection point and the cathode of the first diode, the connection point between the second capacitor and the reactor and the cathode of the second diode, the connection point between the first and second capacitors and the first switch, and the connection point of the third diode The anode and the gate are connected to the cathode of the third diode, respectively.

【0008】請求項2に係る半導体素子の駆動回路は、
請求項1において、第1の直列回路の抵抗と並列にバイ
パスダイオードを有し、バイパスダイオードのアノード
をリアクトル側に、カソードを第1のコンデンサ側にそ
れぞれ接続したものである。請求項3に係る半導体素子
の駆動回路は、請求項1において、第1の直列回路の抵
抗と並列に、オンハイゲート後信号に同期して開閉する
第2のスイッチを接続したものである。請求項4に係る
半導体素子の駆動回路は、オンハイゲート回路が、オン
ハイゲート信号と同期して開閉するオンハイゲート用ス
イッチと、オンハイゲート電流を供給するコンデンサ並
列回路と、オンハイゲート信号と同期して開閉する第1
のスイッチとを有し、コンデンサ並列回路は、第1のコ
ンデンサと抵抗とを直列に接続してなる第1の直列回
路、および第2のコンデンサと2巻線形のリアクトルの
1次巻線とを直列に接続してなる第2の直列回路を並列
に接続して構成し、かつ、ゲートとオンハイゲート用ス
イッチの一方、オンハイゲート用スイッチの他方とコン
デンサ並列回路の抵抗、リアクトル側、コンデンサ並列
回路の第1、第2のコンデンサ側と第1のスイッチの一
方、および第1のスイッチの他方とゼロ電位部をそれぞ
れ接続するとともに、第1、第2のコンデンサおよびオ
ンゲート電源用コンデンサの充電用の第1から第4のダ
イオードを有し、ゼロ電位部と第1、第2のダイオード
のアノード、第1のコンデンサと抵抗との接続点と第1
のダイオードのカソード、第2のコンデンサとリアクト
ルとの接続点と第2のダイオードのカソード、第1、第
2のコンデンサと第1のスイッチとの接続点と第3のダ
イオードのアノード、ゲートと第3のダイオードのカソ
ード、リアクトルの1次巻線に接続した2次巻線と第4
のダイオードのアノード、およびオンゲート電源用コン
デンサと第4のダイオードのカソードをそれぞれ接続し
たものである。請求項5に係る半導体素子の駆動回路
は、請求項1から請求項4のいずれかにおいて、オンハ
イゲート信号を外部からオンハイゲート回路へ与えるも
のである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a driving circuit for a semiconductor element,
In the first aspect, a bypass diode is provided in parallel with the resistor of the first series circuit, and the anode of the bypass diode is connected to the reactor and the cathode of the bypass diode is connected to the first capacitor. According to a third aspect of the present invention, in the drive circuit for a semiconductor element according to the first aspect, a second switch that opens and closes in synchronization with a signal after an on-high gate is connected in parallel with the resistor of the first series circuit. According to a fourth aspect of the present invention, in the drive circuit for a semiconductor device, the on-high gate circuit opens and closes in synchronization with the on-high gate signal, a capacitor parallel circuit that supplies an on-high gate current, and the on-high gate signal. 1st to open and close
The capacitor parallel circuit includes a first series circuit formed by connecting a first capacitor and a resistor in series, and a second capacitor and a primary winding of a two-winding reactor. A second series circuit connected in series is configured to be connected in parallel, and one of the gate and the on-high gate switch, the other of the on-high gate switch and the resistance of the capacitor parallel circuit, the reactor side, the capacitor parallel circuit Of the first and second capacitors and one of the first switches, and the other of the first switch and the zero potential portion, respectively, and for charging the first and second capacitors and the on-gate power supply capacitor. A first diode, a fourth diode, a zero potential portion, anodes of first and second diodes, a connection point between a first capacitor and a resistor, and a first node.
The cathode of the diode, the connection point between the second capacitor and the reactor and the cathode of the second diode, the connection point between the first and second capacitors and the first switch, the anode, the gate and the The secondary winding connected to the cathode of the diode of No. 3, the primary winding of the reactor, and the fourth
And the on-gate power supply capacitor connected to the cathode of the fourth diode. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a drive circuit for a semiconductor element according to any one of the first to fourth aspects, wherein an on-high gate signal is externally supplied to the on-high gate circuit.

【0009】請求項6に係る半導体素子の駆動回路は、
請求項1から請求項4のいずれかにおいて、第2のコン
デンサの電圧を検出する電圧検出手段、電圧検出手段の
出力を基準電圧と比較する比較手段、および比較手段の
結果をオン定常ゲート信号中保持する保持手段を有する
オンハイゲート信号作成手段を備えたものである。請求
項7に係る半導体素子の駆動回路は、請求項1から請求
項3のいずれかにおいて、リアクトルの電圧を検出する
電圧検出手段、電圧検出手段の出力を基準電圧と比較す
る比較手段、および比較手段の結果をオン定常ゲート信
号中保持する保持手段を有するオンハイゲート信号作成
手段を備えたものである。請求項8に係る半導体素子の
駆動回路は、請求項4において、リアクトルの1次巻線
の電圧を検出する電圧検出手段、電圧検出手段の出力を
基準電圧と比較する比較手段、および比較手段の結果を
オン定常ゲート信号中保持する保持手段を有するオンハ
イゲート信号作成手段を備えたものである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a driving circuit for a semiconductor element,
5. A voltage detecting means for detecting a voltage of a second capacitor, a comparing means for comparing an output of the voltage detecting means with a reference voltage, and a result of the comparing means being included in an on-state gate signal. An on-high gate signal generating means having a holding means for holding is provided. According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a drive circuit for a semiconductor device according to any one of the first to third aspects, wherein the voltage detector detects a voltage of the reactor, a comparator compares an output of the voltage detector with a reference voltage, and a comparator. An on-high gate signal generating means having a holding means for holding the result of the means during the on-state gate signal is provided. The drive circuit for a semiconductor element according to claim 8 is a circuit according to claim 4, wherein the voltage detection means detects the voltage of the primary winding of the reactor, the comparison means compares the output of the voltage detection means with a reference voltage, and the comparison means. An on-high gate signal generating means having a holding means for holding the result during the on-state gate signal is provided.

【0010】請求項9に係る半導体素子の駆動回路は、
請求項1から請求項4のいずれかにおいて、第2のコン
デンサの電圧を検出する電圧検出手段、電圧検出手段の
出力を基準電圧と比較する比較手段、比較手段の結果を
オン定常ゲート信号中保持する保持手段、および保持手
段からの出力と基準時間信号の論理的ORをとるOR手
段を有するオンハイゲート信号作成手段を備えたもので
ある。請求項10に係る半導体素子の駆動回路は、請求
項1から請求項3のいずれかにおいて、リアクトルの電
圧を検出する電圧検出手段、電圧検出手段の出力を基準
電圧と比較する比較手段、および比較手段の結果をオン
定常ゲート信号中保持する保持手段、および保持手段か
らの出力と基準時間信号の論理的ORをとるOR手段を
有するオンハイゲート信号作成手段を備えたものであ
る。請求項11に係る半導体素子の駆動回路は、請求項
4において、リアクトルの1次巻線の電圧を検出する電
圧検出手段、電圧検出手段の出力を基準電圧と比較する
比較手段、および比較手段の結果をオン定常ゲート信号
中保持する保持手段、および保持手段からの出力と基準
時間信号の論理的ORをとるOR手段を有するオンハイ
ゲート信号作成手段を備えたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a driving circuit for a semiconductor element,
A voltage detecting means for detecting the voltage of the second capacitor, a comparing means for comparing the output of the voltage detecting means with a reference voltage, and a result of the comparing means being held in the on-state gate signal. And an on-high gate signal generating means having an OR means for performing a logical OR of an output from the holding means and a reference time signal. According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a drive circuit for a semiconductor device according to any one of the first to third aspects, wherein: a voltage detecting means for detecting a voltage of the reactor; a comparing means for comparing an output of the voltage detecting means with a reference voltage; An on-high gate signal generating means having holding means for holding the result of the means during the ON steady gate signal, and OR means for performing a logical OR of an output from the holding means and a reference time signal. The drive circuit of a semiconductor device according to claim 11 is the drive circuit according to claim 4, wherein the voltage detector detects a voltage of the primary winding of the reactor, a comparator that compares an output of the voltage detector with a reference voltage, and a comparator. An on-high gate signal generating means having a holding means for holding the result during the on-state gate signal and an OR means for performing a logical OR of an output from the holding means and a reference time signal.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】実施の形態1.図1はこの発明の
実施の形態1における半導体素子の駆動回路を示す回路
図であり、図において、1は半導体素子であるGTO
で、Gはゲート電極、Kはカソード電極である。3はオ
ンゲート電源、3aはオンゲート電源3と並列に接続さ
れて電圧変動を抑制するオンゲート電源用コンデンサ、
2はチョッパ回路、14はオンゲート電源3をスイッチ
ングするチョッパ部スイッチ、16は電流検出手段、1
5は環流用ダイオードであり、チョッパ部スイッチ1
4、電流検出手段16および環流用ダイオード15でチ
ョッパ回路2を構成している。11cはオン定常ゲート
電流を定電流にするための第1のリアクトル、12aは
オン定常電流を制御するオン定常ゲート用スイッチであ
り、オンゲート電源3、オンゲート電源用コンデンサ3
a、チョッパ回路2、第1のリアクトル11cおよびオ
ン定常ゲート用スイッチ12aでオン定常ゲート回路を
構成し、定電流制御機能を有して一定のオン定常ゲート
電流をGTO1のゲートGへ供給するようになってい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiment 1 FIG. 1 is a circuit diagram showing a driving circuit for a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 1 denotes a semiconductor device GTO.
G is a gate electrode and K is a cathode electrode. 3 is an on-gate power supply, 3a is an on-gate power supply capacitor connected in parallel with the on-gate power supply 3 to suppress voltage fluctuation,
2 is a chopper circuit, 14 is a chopper switch for switching the on-gate power supply 3, 16 is current detection means, 1
Reference numeral 5 denotes a reflux diode, which is a chopper switch 1
4. The chopper circuit 2 is composed of the current detecting means 16 and the freewheeling diode 15. Reference numeral 11c denotes a first reactor for making the on-state gate current constant, and 12a denotes an on-state gate switch for controlling the on-state current. The on-gate power supply 3 and the on-gate power supply capacitor 3
a, a chopper circuit 2, a first reactor 11c, and an on-state gate switch 12a constitute an on-state gate circuit, which has a constant current control function and supplies a constant on-state gate current to the gate G of the GTO1. It has become.

【0012】8は第1のコンデンサ、10は抵抗、9は
第2のコンデンサ、11dは第2のリアクトルであり、
第1のコンデンサ8と抵抗10を直列に接続して第1の
直列回路31を構成するとともに、第2のコンデンサ9
と第2のリアクトル11dを直列に接続して第2の直列
回路32を構成し、そして第1の直列回路31と第2の
直列回路32を並列に接続して、オンハイゲート電流を
ゲートGへ供給するコンデンサ並列回路33を構成して
いる。12b、19はオンハイゲート信号と同期して開
閉するオンハイゲート用スイッチと第1のスイッチであ
り、GTO1のゲートGとオンハイゲート用スイッチ1
2bの一方、オンハイゲート用スイッチ12の他方とコ
ンデンサ並列回路33の抵抗10、第2のリアクトル1
1d側、コンデンサ並列回路33の第1、第2のコンデ
ンサ8、9側と第1のスイッチ19の一方、および第1
のスイッチ19の他方とゼロ電位部Eをそれぞれ接続し
ている。
8 is a first capacitor, 10 is a resistor, 9 is a second capacitor, 11d is a second reactor,
A first capacitor 8 and a resistor 10 are connected in series to form a first series circuit 31 and a second capacitor 9
And the second reactor 11d are connected in series to form a second series circuit 32, and the first series circuit 31 and the second series circuit 32 are connected in parallel to send an on-high gate current to the gate G. This constitutes a capacitor parallel circuit 33 for supplying. Reference numerals 12b and 19 denote an on-high gate switch and a first switch which open and close in synchronization with the on-high gate signal. The gate G of the GTO 1 and the on-high gate switch 1
2b, the other of the on-high gate switch 12, the resistor 10 of the capacitor parallel circuit 33, and the second reactor 1
1d side, one of the first and second capacitors 8 and 9 of the capacitor parallel circuit 33 and one of the first switches 19, and the first
, And the other end of the switch 19 is connected to the zero potential portion E.

【0013】17は第1のコンデンサ8の充電用である
第1のダイオード、18は第2のコンデンサ9の充電用
である第2のダイオード、21は第1、第2のコンデン
サ8、9の充電用である第3のダイオードで、ゼロ電位
部Eと第1、第2のダイオード8、9のアノード、第1
のコンデンサ8と抵抗10との接続点と第1のダイオー
ド8のカソード、第2のコンデンサ9と第2のリアクト
ル11dとの接続点と第2のダイオード9のカソード、
第1、第2のコンデンサ8、9と第1のスイッチ19と
の接続点と第3のダイオード21のアノード、およびG
TO1のゲートGと第3のダイオード21のカソードを
それぞれ接続している。4はオフゲート電源、4aはオ
フゲート電源4と並列に接続されて電圧変動を抑制する
オフゲート電源用コンデンサ、13はオフゲート用スイ
ッチであり、オフゲート電源4、オフゲート用コンデン
サ4aおよびオフゲート用スイッチ13で、GTO1へ
のオフゲート電流の供給を制御するオフゲート回路を構
成している。
Reference numeral 17 denotes a first diode for charging the first capacitor 8, 18 denotes a second diode for charging the second capacitor 9, and 21 denotes a first diode for charging the first and second capacitors 8 and 9. A third diode for charging includes a zero potential portion E, anodes of the first and second diodes 8 and 9, and a first diode.
The connection point between the capacitor 8 and the resistor 10 and the cathode of the first diode 8, the connection point between the second capacitor 9 and the second reactor 11d and the cathode of the second diode 9,
A connection point between the first and second capacitors 8 and 9 and the first switch 19, an anode of the third diode 21, and G
The gate G of TO1 and the cathode of the third diode 21 are connected respectively. 4 is an off-gate power supply, 4a is an off-gate power supply capacitor connected in parallel with the off-gate power supply 4 to suppress voltage fluctuation, 13 is an off-gate switch, and is an off-gate power supply 4, an off-gate capacitor 4a and an off-gate switch 13; An off-gate circuit that controls the supply of the off-gate current to the circuit is configured.

【0014】次に、本実施の形態における動作につい
て、図2の波形図を参照しながら説明する。図2の
(a)はオン定常ゲート信号であり、このオン期間はオ
ン定常ゲート用スイッチ12aがオンする。(b)はオ
ンハイゲート信号であり、このオン期間はオンハイゲー
ト電流として大きなゲート電流を流すことが、GTO1
の仕様から要求されていて、オンハイゲート用スイッチ
12bがオンする。なお、オン定常ゲート信号とオンハ
イゲート信号は、この実施の形態においては外部から与
えられる。またオン定常ゲート信号がオンのときにオフ
し、オフのときオンするオフ信号(図示せず)も与えら
れる。(c)(d)は第1、第2のコンデンサ8、9の
充放電電流、(e)は第1、第2のコンデンサ8、9の
電圧であり、Ec8は第1のコンデンサ8の電圧、Ec9は
第2のコンデンサ9の電圧を示す。(f)はチョッパ回
路2の電流Ich、(g)はゲート電流Igであり、横軸
tは時間である。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to the waveform diagram of FIG. FIG. 2A shows an ON steady gate signal. During this ON period, the ON steady gate switch 12a is turned on. (B) is an on-high gate signal. During this on-period, a large gate current flows as an on-high gate current.
And the on-high gate switch 12b is turned on. Note that the on-state gate signal and the on-high gate signal are externally applied in this embodiment. An off signal (not shown) that turns off when the on-state gate signal is on and turns on when the on-state gate signal is off is also provided. (C) and (d) are the charging and discharging currents of the first and second capacitors 8 and 9, (e) are the voltages of the first and second capacitors 8 and 9, and Ec8 is the voltage of the first capacitor 8. , Ec9 indicate the voltage of the second capacitor 9. (F) is the current Ich of the chopper circuit 2, (g) is the gate current Ig, and the horizontal axis t is time.

【0015】時刻t1以前は、オン定常ゲート用スイッ
チ12a、オンハイゲート用スイッチ12bおよび第1
のスイッチ19はオフし、オフゲート用スイッチ13と
第1のダイオード17、第2のダイオード18を通じて
第1、第2のコンデンサ8、9には図1に示した極性に
充電される。時刻t1においてオンハイゲート信号と同
期してオンハイゲート用スイッチ12bと第1のスイッ
チ19がオンし、オンハイゲート電流はまず第1のコン
デンサ8の放電が抵抗10を通って流れ始める。配線に
よるインダクタンスを無視すれば第1のコンデンサ8に
よる電流はこのときの第1のコンデンサ8の充電電圧を
Ec8s、抵抗値をrとするとEc8s/rの初期ピークで流
れ始める。第2のコンデンサ9はまた、時刻t1で第2
のコンデンサ9の充電電圧をEc9s、第2のリアクトル
11dのインダクタンスをL11dとすると、Ec9s/L11
dの初期傾きをもつ電流として流れ始める。時刻t2aま
でに第1のコンデンサ8の電圧は放電により減少し抵抗
10を通り流れる電流は減少するが、第2のコンデンサ
9と第2のリアクトル11dによる振動電流のピーク電
流を時刻t2aになるよう調整しておくとゲート電流Ig
は図のようにほぼ方形波として流すことができる。
Before time t1, the ON steady gate switch 12a, the ON high gate switch 12b and the first
Switch 19 is turned off, and the first and second capacitors 8 and 9 are charged to the polarity shown in FIG. 1 through the off-gate switch 13 and the first diode 17 and the second diode 18. At time t1, the on-high gate switch 12b and the first switch 19 are turned on in synchronization with the on-high gate signal, and the on-high gate current starts to discharge the first capacitor 8 through the resistor 10 first. If the inductance due to the wiring is ignored, the current from the first capacitor 8 starts flowing at the initial peak of Ec8s / r, where the charging voltage of the first capacitor 8 is Ec8s and the resistance value is r. The second capacitor 9 also outputs the second capacitor at time t1.
Assuming that the charging voltage of the capacitor 9 is Ec9s and the inductance of the second reactor 11d is L11d, Ec9s / L11
It begins to flow as a current with an initial slope of d. By the time t2a, the voltage of the first capacitor 8 decreases due to the discharge and the current flowing through the resistor 10 decreases, but the peak current of the oscillating current by the second capacitor 9 and the second reactor 11d is changed to the time t2a. If adjusted, the gate current Ig
Can flow as a substantially square wave as shown in the figure.

【0016】時刻t2aにオンハイゲート用スイッチ12
bと第1のスイッチ19をオフさせると、時刻t2aまで
オンハイゲート電流の大部分を流していた第2のリアク
トル11dの電流が抵抗10に転流することにより、オ
ンハイゲート電流は遮断され、第2のリアクトル11
d、抵抗10、第1、第2のコンデンサ8、9の直列回
路内で転流電流は振動電流となり減衰する。また時刻t
2aでオンハイゲート電流は遮断されるのでGTO1のゲ
ート電流は絶対必要量のオン定常ゲート電流のみとな
る。時刻t2a以降は、ゲート電流Igがチョッパ回路2
の定電流制御機能により、ほぼ一定の電流となって流れ
る。時刻t3において、オン定常ゲート用スイッチ12
aをオフし、オフゲート用スイッチ13をオンすること
により(g)に図示したような負極性のオフゲート電流
がGTO1に供給される。同時に、第1と第2のコンデ
ンサ8、9の共通接続部分Xが負電位となり、第1のダ
イオード17と第3のダイオード21通じ第1のコンデ
ンサ8が、また、第2のダイオード18と第3のダイオ
ード21通じ第2のコンデンサ9が、それぞれオフゲー
ト電源電圧まで瞬時に充電される。時刻t3以降のIch
は流れない。
At time t2a, on-high gate switch 12
When b and the first switch 19 are turned off, the current of the second reactor 11d, which has flowed most of the on-high gate current until time t2a, is diverted to the resistor 10, so that the on-high gate current is cut off. 2 reactors 11
The commutation current becomes an oscillating current and attenuates in the series circuit of d, the resistor 10, the first and second capacitors 8, 9. Time t
Since the on-high gate current is cut off at 2a, the gate current of GTO1 is only the absolutely necessary amount of the on-state gate current. After time t2a, the gate current Ig changes to the chopper circuit 2
The constant current control function described above causes a substantially constant current to flow. At time t3, the ON steady gate switch 12
By turning off a and turning on the off-gate switch 13, a negative off-gate current as shown in (g) is supplied to the GTO1. At the same time, the common connection portion X of the first and second capacitors 8 and 9 has a negative potential, so that the first capacitor 8 is connected to the first diode 17 and the third diode 21 and is connected to the second diode 18 and the second diode 18. 3, the second capacitor 9 is instantaneously charged to the off-gate power supply voltage. Ich after time t3
Does not flow.

【0017】以上のことより、オンハイゲート電流が規
定された時間だけ流れ、その後は一定のオン定常ゲート
電流となって不要な電流が流れない。そのため電源の消
費エネルギーが低減するとともに、例えばFETなどの
半導体素子を用いた各スイッチ(オンハイゲート用スイ
ッチ12d他)の損失が減少し、また、転流された電流
が振動電流として流れている間にオフ信号がオンし、G
TO1のオフ動作に入るとき、振動電流を流す電圧はオ
フゲート電源電圧よりも小さいために、オンハイゲート
電流を流すための第1、第2のコンデンサ8、9の充電
エネルギーとして振動電流のエネルギーを回収して、コ
ンデンサ8、9の充電電流のエネルギーも減少させるこ
とができる。
As described above, the on-high gate current flows for the specified time, and thereafter becomes a constant on-state gate current, so that unnecessary current does not flow. Therefore, the energy consumption of the power supply is reduced, the loss of each switch (for example, the on-high gate switch 12d and the like) using a semiconductor element such as an FET is reduced, and the commutated current flows as an oscillating current. The off signal turns on at G
When the turning-off operation of the TO1 is started, since the voltage at which the oscillating current flows is smaller than the off-gate power supply voltage, the energy of the oscillating current is recovered as the charging energy of the first and second capacitors 8 and 9 for flowing the on-high gate current. As a result, the energy of the charging current for the capacitors 8 and 9 can also be reduced.

【0018】実施の形態2.図3は、この発明の実施の
形態2における半導体素子の駆動回路を示す回路図であ
り、図において、22は抵抗10に並列に設けたバイパ
スダイオードであり、アノードを第2のリアクトル11
d側に接続するとともに、カソードを第1のコンデンサ
8側に接続している。そのほかは図1に示す実施の形態
1と同様であるので説明を省略する。
Embodiment 2 FIG. FIG. 3 is a circuit diagram showing a drive circuit of a semiconductor element according to a second embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 22 denotes a bypass diode provided in parallel with resistor 10, and the anode is connected to second reactor 11.
While connected to the d side, the cathode is connected to the first capacitor 8 side. The rest is the same as the first embodiment shown in FIG.

【0019】次に、動作について図4に示す波形図を参
照して説明する。t2a以前は実施の形態1の場合と同様
であるので説明を省略する。時刻t2aにオンハイゲート
用スイッチ12bと第1のスイッチ19をオフさせる
と、時刻t2aまでオンハイゲート電流の大部分を流して
いた第2のリアクトル11dの電流がバイパスダイオー
ド22に転流して、オンハイゲート電流は遮断され、第
2のリアクトル11d、バイパスダイオード22、第
1、第2のコンデンサ8、9の一方の直列回路内で転流
電流は共振電流となり、抵抗10にはバイパスダイオー
ド22のオン電圧VF分の電圧による電流だけ流れ、こ
の期間の抵抗損失については、ダイオードのオン電圧V
F≒0とすると損失がなくなる。また第2のリアクトル
11d、抵抗10、第1、第2のコンデンサ8、9のも
う一方の直列回路内で逆向きに転流電流が流れ、振動電
流となり減衰する。実施の形態1と比べて減衰が緩やか
であり、振動電流が長時間続く。また時刻t2aでオンハ
イゲート電流は遮断されるのでGTOのゲート電流は絶
対必要量のオン定常ゲート電流のみとなる。以下、実施
の形態1の場合と同様に動作する。
Next, the operation will be described with reference to the waveform diagram shown in FIG. Before t2a, the operation is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted. When the on-high gate switch 12b and the first switch 19 are turned off at time t2a, the current of the second reactor 11d, which has flowed most of the on-high gate current until time t2a, is diverted to the bypass diode 22, and the on-high gate is turned off. The current is cut off, the commutation current becomes a resonance current in one series circuit of the second reactor 11d, the bypass diode 22, and one of the first and second capacitors 8, 9, and the ON voltage of the bypass diode 22 is supplied to the resistor 10. Only the current due to the voltage of VF flows, and the resistance loss during this period is determined by the on-voltage V
If F ≒ 0, there is no loss. Also, a commutation current flows in the opposite direction in the other series circuit of the second reactor 11d, the resistor 10, the first and second capacitors 8, 9, and becomes an oscillating current and attenuates. The attenuation is slower than in the first embodiment, and the oscillating current continues for a long time. At time t2a, the on-high gate current is cut off, so that the GTO gate current is only the absolutely necessary amount of the on-state gate current. Hereinafter, it operates similarly to the case of Embodiment 1.

【0020】以上のことより、オンハイゲート電流が規
定された時間だけ流れることから各スイッチの損失が減
少し、また、転流された電流が振動電流として長時間流
れその間にオフ信号がオンし、GTOのオフ動作に入る
とき、振動電流のエネルギーを第1、第2のコンデンサ
8、9の充電エネルギーとして回収することにより、第
1、第2のコンデンサ8、9の充電電流のエネルギーを
減少させることができる。
From the above, the loss of each switch is reduced because the on-high gate current flows for the specified time, and the commutated current flows as the oscillating current for a long time, during which the off signal is turned on. When the GTO is turned off, the energy of the oscillating current is recovered as the charging energy of the first and second capacitors 8 and 9 to reduce the energy of the charging current of the first and second capacitors 8 and 9. be able to.

【0021】実施の形態3.図5は、この発明の実施の
形態3における半導体素子の駆動回路を示す回路図であ
り、図において、23は抵抗10と並列に接続された第
2のスイッチであり、オンハイゲート後信号に同期して
開閉するようになっている。ここで、オンハイゲート後
信号とは、オン定常ゲート信号がオンの期間中オンハイ
ゲート信号と逆の信号、すなわちオンハイゲート信号が
オンのときオフ、オフのときオンになる信号を意味す
る。その他は実施の形態1の場合と同様であるので説明
を省略する。
Embodiment 3 FIG. 5 is a circuit diagram showing a drive circuit of a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 23 denotes a second switch connected in parallel with resistor 10, which is synchronized with a signal after on-high gate. It opens and closes. Here, the post-on-high gate signal means a signal that is the reverse of the on-high gate signal during the period when the on-steady gate signal is on, that is, a signal that turns off when the on-high gate signal is on and turns on when the on-high gate signal is off. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0022】次に、動作について図6に示す波形図を参
照して説明する。図6の(a)〜(g)はそれぞれ図1
の(a)〜(g)に相当する。図6の(h)はオンハイ
ゲート後信号であり、第2のスイッチ23のオン期間を
示す。t2a以前は実施の形態1の場合と同様であるので
説明を省略する。時刻t2aにオンハイゲート用スイッチ
12bと第1のスイッチ19をオフさせると、時刻t2a
までオンハイゲート電流の大部分を流していた第2のリ
アクトル11dの電流が、オンハイゲート後信号と同期
して動作する第2のスイッチ23に転流してオンハイゲ
ート電流は遮断され、第2のリアクトル11d、第2の
スイッチ23、第1、第2のコンデンサ8、9の減衰要
素のない直列回路内で転流電流は共振電流となる。また
時刻t2aでオンハイゲート電流は遮断されるのでGTO
1のゲート電流は絶対必要量のオン定常ゲート電流のみ
となる。以下、実施の形態1の場合と同様に動作する。
Next, the operation will be described with reference to the waveform diagram shown in FIG. (A) to (g) of FIG.
(A) to (g). FIG. 6H shows a signal after the on-high gate, which indicates the on-period of the second switch 23. Before t2a, the operation is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted. When the on-high gate switch 12b and the first switch 19 are turned off at time t2a, time t2a
Up to now, the current of the second reactor 11d, which has flowed most of the on-high gate current, is diverted to the second switch 23 which operates in synchronization with the signal after the on-high gate, and the on-high gate current is cut off. The commutation current becomes a resonance current in the series circuit without the damping element of 11d, the second switch 23, and the first and second capacitors 8, 9. At time t2a, the on-high gate current is cut off,
One gate current is only the absolutely necessary amount of the on-state gate current. Hereinafter, it operates similarly to the case of Embodiment 1.

【0023】以上のことより、オンハイゲート電流が規
定された時間だけ流れることから各スイッチの損失が減
少し、また、長い時間流れることのできる転流された電
流はオフ信号が入力されるまで振動電流として流れてお
り、GTO1のオフ動作に入るとき、振動電流のエネル
ギーを第1、第2のコンデンサ8、9の充電エネルギー
として回収することにより、第1、第2のコンデンサ
8、9の充電電流のエネルギーを減少させることができ
る。
As described above, the loss of each switch is reduced because the on-high gate current flows for the specified time, and the commutated current that can flow for a long time oscillates until the off signal is input. When the GTO 1 is turned off, the energy of the oscillating current is recovered as the charging energy of the first and second capacitors 8 and 9 so that the first and second capacitors 8 and 9 are charged. The energy of the current can be reduced.

【0024】実施の形態4.図7は、この発明の実施の
形態4における半導体素子の駆動回路を示す回路図であ
り、図において、24は2巻線形の第2のリアクトルで
あり、1次巻線24aと2次巻線24bを有していて、
2次巻線24bは1次巻線24aのn倍の巻数を持つも
のとする。25はオンゲート電源用コンデンサの充電用
としての第4のダイオードである。第2のリアクトル2
4の1次、2次巻線24a、24bは互いに接続されて
そこからタップYが引き出されている。第2のリアクト
ル24の両端は、1次巻線24a側が第2のコンデンサ
9に、そして2次巻線24b側が第4のダイオード25
のアノードに接続されるとともに、第4のダイオード2
5のカソードはオンゲート電源用コンデンサ3aに接続
されている。直列になった第2のコンデンサ9と第2の
リアクトル24の1次巻線24aとで第2の直列回路3
2を構成している。そしてタップYを第1の直列回路3
1の抵抗10側に接続することにより、第1、第2の直
列回路31、32を並列となしてコンデンサ並列回路3
3を構成している。その他は実施の形態1の場合と同様
であるので説明を省略する。
Embodiment 4 FIG. 7 is a circuit diagram showing a drive circuit of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 24 denotes a two-winding second reactor, which includes a primary winding 24a and a secondary winding 24a. 24b,
The secondary winding 24b has n times the number of turns of the primary winding 24a. Reference numeral 25 denotes a fourth diode for charging the on-gate power supply capacitor. Second reactor 2
4, the primary and secondary windings 24a and 24b are connected to each other, from which a tap Y is drawn. At both ends of the second reactor 24, the primary winding 24a side is connected to the second capacitor 9, and the secondary winding 24b side is connected to the fourth diode 25.
And the fourth diode 2
The cathode of 5 is connected to the on-gate power supply capacitor 3a. The second series circuit 3 is connected to the second capacitor 9 and the primary winding 24a of the second reactor 24 in series.
2. Then, tap Y is connected to first series circuit 3
1 connected to the resistor 10 side, the first and second series circuits 31 and 32 are connected in parallel to form the capacitor parallel circuit 3.
3. Other configurations are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0025】次に、本実施の形態における動作につい
て、図8を参照しながら説明する。図8の(a)〜
(g)はそれぞれ図1の(a)〜(g)に相当する。図
8の(i)は第2のリアクトル24の電圧であり、E24
aは1次巻線24aの電圧、そのn倍のnE24aは2次巻
線24bの電圧を示す。t2a以前は実施の形態1の場合
と同様であるので説明を省略する。ただし、図1の第2
のリアクトル11dのインダクタンスの作用に代わって
図7の第2のリアクトル24の1次巻線24aのインダ
クタンスが作用する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIG. (A) of FIG.
(G) respectively correspond to (a) to (g) of FIG. FIG. 8 (i) shows the voltage of the second reactor 24, E24
a indicates the voltage of the primary winding 24a, and nE24a which is n times the voltage of the primary winding 24a indicates the voltage of the secondary winding 24b. Before t2a, the operation is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted. However, the second in FIG.
Instead of the action of the inductance of the reactor 11d, the inductance of the primary winding 24a of the second reactor 24 in FIG.

【0026】時刻t2aにオンハイゲート用スイッチ12
bと第1のスイッチ19をオフさせると、第2のリアク
トル24の1次巻線24aを流れていた電流のエネルギ
ーにより、1次巻線24aに、E24aの電圧が発生し、
1次巻線24aのn倍の巻数比をもつ2次巻線24bに
は、nE24aの電圧が発生する。この電圧をオンゲート
電源3より大きくなるように2次巻線24bの巻数を施
しておくと、第4のダイオード25によりオンゲート電
源用コンデンサ3aにエネルギーが回生されるようにな
る。また時刻t2aでオンハイゲート電流は遮断されるの
でGTOのゲート電流は絶対必要量のオン定常ゲート電
流のみとなる。以下、実施の形態1の場合と同様に動作
する。なお、第2のリアクトル24の1次、2次巻線2
4a、24bの接続の仕方は図7に示したもの以外でも
よく、例えば図9に示した接続でもよい。
At time t2a, the on-high gate switch 12
When b and the first switch 19 are turned off, the voltage of E24a is generated in the primary winding 24a by the energy of the current flowing through the primary winding 24a of the second reactor 24,
A voltage of nE24a is generated in the secondary winding 24b having a turns ratio n times that of the primary winding 24a. When the number of turns of the secondary winding 24b is set so that this voltage is higher than that of the on-gate power supply 3, energy is regenerated to the on-gate power supply capacitor 3a by the fourth diode 25. At time t2a, the on-high gate current is cut off, so that the GTO gate current is only the absolutely necessary amount of the on-state gate current. Hereinafter, it operates similarly to the case of Embodiment 1. The primary and secondary windings 2 of the second reactor 24
The connection method of 4a and 24b may be other than that shown in FIG. 7, for example, the connection shown in FIG.

【0027】以上のことより、オンハイゲート電流が規
定された時間だけ流れることから各スイッチの損失が減
少し、また、リアクトル24の2次巻線24bから1次
巻線24aのエネルギーが直接オンゲート電源へ回生さ
れるので、電源エネルギーを減少させることができる。
As described above, the loss of each switch is reduced because the on-high gate current flows for the specified time, and the energy of the primary winding 24a is directly transferred from the secondary winding 24b of the reactor 24 to the on-gate power supply. Since the power is regenerated, power energy can be reduced.

【0028】実施の形態5.この実施の形態は、実施の
形態1と組み合わせて用いたもので、実施の形態1では
オンハイゲート信号が外部から与えられるのに対して、
ここではオンハイゲート信号を内部で生成する。以下に
オンハイゲート信号の生成について説明するが、その他
の部分は実施の形態1の場合と同様であるので説明を省
略する。図10は、実施の形態5におけるオンハイゲー
ト信号生成手段を示す回路図であり、Dは図1に示した
第2のコンデンサ9の電圧を検出する電圧検出手段Lの
出力電圧と基準電圧とを比較する比較手段であり、その
出力Aは、電圧検出手段Lの出力が基準電圧よりも低い
ときはLoレベル、高いときはHiレベルとなる。ただ
し、基準電圧は予め設定した正の小さな値である。Bは
セットリセットフリップフロップの動作を行うトリガ手
段で、比較手段Dの出力AがLoレベルのとき、オン定
常ゲート信号がオンしている間はLoレベルにトリガ
し、オフ信号の入力エッジにてリセットするようになっ
ている。Cはその出力で、オン定常ゲート信号のオン期
間中に一度トリガ手段Bにてセットされるとオフ信号が
入るまでリセットせず、セットでLoレベル、リセット
でHiレベルとなる。Fはオン定常ゲート信号とトリガ
手段Bの出力とを論理的にANDするAND手段であ
る。トリガ手段BとAND手段Fとで、比較手段Dの出
力をオン定常ゲート信号中保持する保持手段を構成して
いる。
Embodiment 5 This embodiment is used in combination with the first embodiment. In the first embodiment, while the on-high gate signal is externally applied,
Here, an on-high gate signal is generated internally. The generation of the on-high gate signal will be described below, but the other parts are the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. FIG. 10 is a circuit diagram showing an on-high gate signal generating means according to the fifth embodiment, where D is the output voltage of the voltage detecting means L for detecting the voltage of the second capacitor 9 shown in FIG. The output A is Lo level when the output of the voltage detecting means L is lower than the reference voltage, and Hi level when the output is higher than the reference voltage. However, the reference voltage is a small positive value set in advance. B is a trigger means for performing the operation of the set / reset flip-flop. When the output A of the comparison means D is at the Lo level, the trigger is made to the Lo level while the ON steady gate signal is on, and at the input edge of the off signal. It is designed to reset. C is its output, and once set by the trigger means B during the ON period of the ON steady gate signal, it is not reset until the OFF signal is input, but becomes Lo level when set and Hi level when reset. F is AND means for logically ANDing the ON steady gate signal and the output of the trigger means B. The trigger means B and the AND means F constitute a holding means for holding the output of the comparing means D during the ON steady gate signal.

【0029】次に、本実施の形態における動作について
図11に示す信号波形図を参照して説明する。時刻t1
以前に第2のコンデンサ9は充電されるので比較回路D
の出力はHiレベルにセットされ、トリガ手段Bの出力
もHiレベルにセットされる。時刻t1においてオン定
常ゲート信号が入力されると、AND手段FはHiレベ
ルになるので、オンハイゲート用スイッチ12bと第1
のスイッチ19をオンし、オンハイゲート電流はまず第
1のコンデンサ8の放電が抵抗10を通って流れ始め
る。配線によるインダクタンスを無視すれば第1のコン
デンサ8による電流は、このときの第1のコンデンサ8
の充電電圧をEc8s、抵抗値をrとするとEc8s/rの初
期ピークで流れ始める。第2のコンデンサ9はまた、時
刻t1で第2のコンデンサ9の充電電圧をEc9s、第2
のリアクトル11dのインダクタンスをL11dとする
と、Ec9s/L11dの初期傾きをもつ電流として流れ始め
る。第1のコンデンサ8の電圧は放電により減少し、抵
抗10を通り流れる電流は減少する。そして、第2のコ
ンデンサ9の電圧が降下し、基準電圧まで下がると(t
2a)、出力AがLoレベルとなり、そのため出力CもL
oレベルとなってオンハイゲート信号がオフとなり、オ
ンハイゲート用スイッチ12bおよび第1のスイッチが
オフとなる。第2のコンデンサ9と第2のリアクトル1
1dによる振動電流のピーク電流を時刻t2aになるよう
調整し、そのとき第2のコンデンサ9の電圧が基準電圧
と同じ値になるようにしておけばゲート電流Igは図2
のようにほぼ方形波として流すことができる。以下、実
施の形態1の場合と同様に動作する。なお、t2bは第2
のコンデンサ9の電圧が基準電圧まで回復した時点を示
す。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to a signal waveform diagram shown in FIG. Time t1
Since the second capacitor 9 has been charged before, the comparison circuit D
Is set to the Hi level, and the output of the trigger means B is also set to the Hi level. When the ON steady gate signal is input at time t1, the AND means F becomes Hi level, so that the ON high gate switch 12b and the first
Of the first high-gate current, the discharge of the first capacitor 8 begins to flow through the resistor 10. If the inductance due to the wiring is ignored, the current due to the first capacitor 8 will be equal to the first capacitor 8 at this time.
Assuming that the charging voltage is Ec8s and the resistance value is r, it starts flowing at an initial peak of Ec8s / r. The second capacitor 9 also changes the charging voltage of the second capacitor 9 at time t1 to Ec9s,
Assuming that the inductance of the reactor 11d is L11d, it starts to flow as a current having an initial slope of Ec9s / L11d. The voltage of the first capacitor 8 decreases due to the discharge, and the current flowing through the resistor 10 decreases. Then, when the voltage of the second capacitor 9 drops to the reference voltage, (t
2a), the output A becomes Lo level, so that the output C also becomes L
The level becomes o level, the on-high gate signal is turned off, and the on-high gate switch 12b and the first switch are turned off. Second capacitor 9 and second reactor 1
If the peak current of the oscillating current according to 1d is adjusted to time t2a and the voltage of the second capacitor 9 is set to the same value as the reference voltage at that time, the gate current Ig becomes
And can be flowed as a substantially square wave. Hereinafter, it operates similarly to the case of Embodiment 1. Note that t2b is the second
At the time when the voltage of the capacitor 9 has recovered to the reference voltage.

【0030】以上のことより、実施の形態1と同じよう
な低損失、省エネルギー効果が得られ、また温度変化や
製作誤差などにより、第2のコンデンサ9の容量が増加
した場合や、第2のリアクトル11dのインダクタンス
が大きくなった場合、オンハイゲート信号を時間のみで
決定すると、半導体素子のオンハイゲート電流を満足す
るようなピーク電流が得られず途中でオンハイゲート電
流が遮断されることが考えられるが、本実施の形態では
第2のリアクトル11dの電流がピークになるまで流す
ことによりオンハイゲート電流時間を確保でき、半導体
素子の確実なオン動作を得ることができることになる。
第2のコンデンサの容量値や第2のリアクトルのインダ
クタンス値の精度に問題が予想されるような場合は、そ
れらをやや大きめに製作しておき、本実施の形態を採用
すればよい。
As described above, the same low loss and energy saving effects as those of the first embodiment can be obtained, and the capacitance of the second capacitor 9 increases due to a temperature change or a manufacturing error. If the on-high gate signal is determined only by time when the inductance of the reactor 11d is increased, a peak current that satisfies the on-high gate current of the semiconductor element cannot be obtained, and the on-high gate current may be interrupted on the way. However, in the present embodiment, an on-high gate current time can be secured by flowing the current of the second reactor 11d until it reaches a peak, and a reliable on operation of the semiconductor element can be obtained.
If a problem is expected in the accuracy of the capacitance value of the second capacitor or the inductance value of the second reactor, these may be manufactured slightly larger and this embodiment may be employed.

【0031】実施の形態6.この実施の形態は、図10
に示したオンハイゲート信号生成手段を実施の形態1と
組合わせて用いるもので、実施の形態1ではオンハイゲ
ート信号が外部から与えられるのに対して、ここではオ
ンハイゲート信号を内部で生成する。また、電圧検出手
段Lは、実施の形態5では第2のコンデンサ9の電圧を
検出するが、この実施の形態では第2のリアクトル11
dの電圧を検出する。また、基準電圧は負の小さな値と
する。その他は実施の形態5の場合と同様であるので説
明を省略する。
Embodiment 6 FIG. This embodiment is shown in FIG.
Is used in combination with the first embodiment. In the first embodiment, the on-high gate signal is supplied from the outside, but here, the on-high gate signal is generated internally. Further, the voltage detecting means L detects the voltage of the second capacitor 9 in the fifth embodiment, but in this embodiment, the second reactor 11
The voltage of d is detected. The reference voltage is a small negative value. The rest is the same as in the fifth embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0032】次に、本実施の形態における動作について
図12に示す信号波形図を参照して説明する。時刻t1
以前に第2のリアクトル11dは電流が流れていないの
で、例えば基準電圧を0Vよりわずかに負側にセットす
ると比較回路Dの出力はHiレベルにセットされ、トリ
ガ手段Bの出力もHiレベルにセットされている。時刻
t1においてオン定常ゲート信号が入力されると、AN
D手段FはHiレベルになるので、オンハイゲート用ス
イッチ12bと第1のスイッチ19をオンし、オンハイ
ゲート電流はまず第1のコンデンサ8の放電が抵抗10
を通って流れ始める。配線によるインダクタンスを無視
すれば第1のコンデンサ8による電流は、このときの第
1のコンデンサ8の充電電圧をEc8s、抵抗値をrとす
るとEc8s/rの初期ピークで流れ始める。第2のコン
デンサ9はまた、時刻t1で第2のコンデンサ9の充電
電圧をEc9s、第2のリアクトル11dのインダクタン
スをL11dとすると、Ec9s/L11dの初期傾きをもつ電
流として流れ始める。コンデンサ8の電圧は放電により
減少し、抵抗10を通り流れる電流は減少する。そし
て、第2のリアクトル11dの電圧が降下し、基準電圧
に達すると(t2a)、出力AがLoレベルとなり、その
ため出力CもLoレベルとなってオンハイゲート信号が
オフとなり、オンハイゲート用スイッチ12bおよび第
1のスイッチがオフとなる。第2のコンデンサ9と第2
のリアクトル11dの接続点に電圧は0電位に対して第
2のダイオード18のオン電圧分だけ負側に振れるの
で、比較手段Dに入力する第2のリアクトル11dの電
流が極値を迎えたときの第2のリアクトル11dの電圧
と基準電圧が同じ値になるようにしておけばゲート電流
Igは図2のようにほぼ方形波として流れることができ
る。以下、実施の形態1の場合と同様に動作する。以上
のことより、実施の形態1と同じような低損失、省エネ
ルギー効果が得られ、また、温度変化や製作誤差などに
より第2のコンデンサ9の容量や第2のリアクトル11
dのインダクタンスが変化した場合、実施の形態5と同
様の効果がある。
Next, the operation of the present embodiment will be described with reference to a signal waveform diagram shown in FIG. Time t1
Since no current has previously flowed through the second reactor 11d, for example, when the reference voltage is set slightly negative from 0 V, the output of the comparison circuit D is set to the Hi level, and the output of the trigger means B is also set to the Hi level. Have been. When an on-state gate signal is input at time t1, AN
Since the D means F goes to the Hi level, the on-high gate switch 12b and the first switch 19 are turned on.
Start flowing through. If the inductance due to the wiring is neglected, the current from the first capacitor 8 starts flowing at the initial peak of Ec8s / r, where the charging voltage of the first capacitor 8 is Ec8s and the resistance value is r. The second capacitor 9 starts to flow as a current having an initial slope of Ec9s / L11d at time t1, where the charging voltage of the second capacitor 9 is Ec9s and the inductance of the second reactor 11d is L11d. The voltage of the capacitor 8 decreases due to the discharge, and the current flowing through the resistor 10 decreases. Then, when the voltage of the second reactor 11d drops and reaches the reference voltage (t2a), the output A goes to the Lo level, the output C also goes to the Lo level, the on-high gate signal turns off, and the on-high gate switch 12b And the first switch is turned off. The second capacitor 9 and the second
The voltage at the connection point of the reactor 11d on the negative side swings to the negative side by an amount corresponding to the ON voltage of the second diode 18 with respect to the zero potential, so that when the current of the second reactor 11d input to the comparing means D reaches an extreme value, If the voltage of the second reactor 11d and the reference voltage have the same value, the gate current Ig can flow as a substantially square wave as shown in FIG. Hereinafter, it operates similarly to the case of Embodiment 1. As described above, the same low loss and energy saving effects as those of the first embodiment can be obtained, and the capacity of the second capacitor 9 and the second reactor 11
When the inductance of d changes, the same effect as in the fifth embodiment is obtained.

【0033】実施の形態7.この実施の形態は、図10
に示したオンハイゲート信号生成手段を実施の形態2と
組み合わせて用いるもので、実施の形態2ではオンハイ
ゲート信号が外部から与えられるのに対して、ここでは
オンハイゲート信号を内部で生成する。回路構成は図3
および図10と同様であるので説明を省略する。電圧検
出手段Lは第2のコンデンサ9の電圧を検出する。図1
3は動作を示す信号波形図であり、図11の場合と同様
にしてオンハイゲート信号が生成され、実施の形態2お
よび実施の形態5と同様の効果を奏する。
Embodiment 7 This embodiment is shown in FIG.
Is used in combination with the second embodiment. In the second embodiment, the on-high gate signal is supplied from the outside, but here, the on-high gate signal is generated internally. Figure 3 shows the circuit configuration
The description is omitted because it is the same as FIG. The voltage detecting means L detects the voltage of the second capacitor 9. FIG.
Numeral 3 is a signal waveform diagram showing the operation. An on-high gate signal is generated in the same manner as in FIG. 11, and the same effects as in the second and fifth embodiments are obtained.

【0034】実施の形態8.この実施の形態は、図10
に示したオンハイゲート信号生成手段を実施の形態2と
組み合わせて用いるもので、実施の形態2ではオンハイ
ゲート信号が外部から与えられるのに対して、ここでは
オンハイゲート信号を内部で生成する。回路構成は図3
および図10と同様であるので説明を省略する。電圧検
出手段Lは第2のリアクトル11dの電圧を検出する。
図14は動作を示す信号波形図であり、図12の場合と
同様にしてオンハイゲート信号が生成され、実施の形態
2および実施の形態6と同様の効果を奏する。
Embodiment 8 FIG. This embodiment is shown in FIG.
Is used in combination with the second embodiment. In the second embodiment, the on-high gate signal is supplied from the outside, but here, the on-high gate signal is generated internally. Figure 3 shows the circuit configuration
The description is omitted because it is the same as FIG. Voltage detection means L detects the voltage of second reactor 11d.
FIG. 14 is a signal waveform diagram showing the operation. An on-high gate signal is generated in the same manner as in FIG. 12, and the same effects as in the second and sixth embodiments are obtained.

【0035】実施の形態9.この実施の形態は、図10
に示したオンハイゲート信号生成手段を実施の形態3と
組み合わせて用いるもので、実施の形態3ではオンハイ
ゲート信号が外部から与えられるのに対して、ここでは
オンハイゲート信号を内部で生成する。回路構成は図5
および図10と同様であるので説明を省略する。電圧検
出手段Lは第2のコンデンサ9の電圧を検出する。図1
5は動作を示す信号波形図であり、図11の場合と同様
にしてオンハイゲート信号が生成され、実施の形態3お
よび実施の形態5と同様の効果を奏する。
Embodiment 9 This embodiment is shown in FIG.
Is used in combination with the third embodiment. In the third embodiment, the on-high gate signal is supplied from the outside, but here, the on-high gate signal is generated internally. Figure 5 shows the circuit configuration
The description is omitted because it is the same as FIG. The voltage detecting means L detects the voltage of the second capacitor 9. FIG.
Numeral 5 is a signal waveform diagram showing the operation. An on-high gate signal is generated in the same manner as in FIG. 11, and the same effects as in the third and fifth embodiments are obtained.

【0036】実施の形態10.この実施の形態は、図1
0に示したオンハイゲート信号生成手段を実施の形態3
と組み合わせて用いるもので、実施の形態3ではオンハ
イゲート信号が外部から与えられるのに対して、ここで
はオンハイゲート信号を内部で生成する。回路構成は図
5および図10と同様であるので説明を省略する。電圧
検出手段Lは第2のリアクトル11dの電圧を検出す
る。図16は動作を示す信号波形図であり、図12の場
合と同様にしてオンハイゲート信号が生成され、実施の
形態3および実施の形態6と同様の効果を奏する。
Embodiment 10 FIG. This embodiment is shown in FIG.
The on-high gate signal generation means shown in FIG.
In the third embodiment, an on-high gate signal is supplied from the outside, whereas here, an on-high gate signal is generated internally. The circuit configuration is the same as in FIGS. 5 and 10, and a description thereof will be omitted. Voltage detection means L detects the voltage of second reactor 11d. FIG. 16 is a signal waveform diagram showing the operation. An on-high gate signal is generated in the same manner as in FIG. 12, and the same effects as in the third and sixth embodiments are achieved.

【0037】実施の形態11.この実施の形態は、図1
0に示したオンハイゲート信号生成手段を実施の形態4
と組み合わせて用いるもので、実施の形態4ではオンハ
イゲート信号が外部から与えられるのに対して、ここで
はオンハイゲート信号を内部で生成する。回路構成は図
7および図10と同様であるので説明を省略する。電圧
検出手段Lは第2のコンデンサ9の電圧を検出する。図
17は動作を示す信号波形図であり、図11の場合と同
様にしてオンハイゲート信号が生成され、実施の形態4
および実施の形態5と同様の効果を奏する。
Embodiment 11 FIG. This embodiment is shown in FIG.
The on-high gate signal generating means shown in FIG.
In the fourth embodiment, the on-high gate signal is supplied from the outside, whereas the on-high gate signal is generated internally here. The circuit configuration is the same as in FIGS. 7 and 10, and a description thereof will be omitted. The voltage detecting means L detects the voltage of the second capacitor 9. FIG. 17 is a signal waveform diagram showing the operation. An on-high gate signal is generated as in the case of FIG.
Also, the same effects as those of the fifth embodiment can be obtained.

【0038】実施の形態12.この実施の形態は、図1
0に示したオンハイゲート信号生成手段を実施の形態4
と組み合わせて用いるもので、実施の形態4ではオンハ
イゲート信号が外部から与えられるのに対して、ここで
はオンハイゲート信号を内部で生成する。回路構成は図
7および図10と同様であるので説明を省略する。電圧
検出手段Lは第2のリアクトル24の1次巻線24aの
電圧を検出する。図18は動作を示す信号波形図であ
り、図12の場合と同様にしてオンハイゲート信号が生
成され、実施の形態4および実施の形態6と同様の効果
を奏する。
Embodiment 12 FIG. This embodiment is shown in FIG.
The on-high gate signal generating means shown in FIG.
In the fourth embodiment, the on-high gate signal is supplied from the outside, whereas the on-high gate signal is generated internally here. The circuit configuration is the same as in FIGS. 7 and 10, and a description thereof will be omitted. The voltage detecting means L detects the voltage of the primary winding 24a of the second reactor 24. FIG. 18 is a signal waveform diagram showing the operation. An on-high gate signal is generated in the same manner as in FIG. 12, and the same effects as in the fourth and sixth embodiments are obtained.

【0039】実施の形態13.この実施の形態は、実施
の形態1と組み合わせて用いたもので、実施の形態1で
はオンハイゲート信号が外部から与えられるのに対し
て、ここではオンハイゲート信号を内部で生成する。図
19は、実施の形態13におけるオンハイゲート信号生
成手段を示す回路図であり、HはAND手段の出力と基
準時間信号の論理的ORをとるOR手段である。基準時
間信号は、GTO1の仕様からオンハイゲート電流を流
すことが要求される必要最低限の期間を示す信号であ
る。その他は実施の形態5の場合と同様であるので説明
を省略する。
Embodiment 13 FIG. This embodiment is used in combination with the first embodiment. In the first embodiment, the on-high gate signal is externally applied, whereas the on-high gate signal is generated internally here. FIG. 19 is a circuit diagram showing an on-high gate signal generation means according to the thirteenth embodiment, where H is an OR means for taking a logical OR of the output of the AND means and the reference time signal. The reference time signal is a signal indicating a minimum necessary period during which an on-high gate current is required to flow according to the specifications of GTO1. The rest is the same as in the fifth embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0040】次に、本実施の形態における動作について
図20に示す信号波形図を参照しながら説明する。図2
0中、第2のコンデンサ9の電圧のaはケース1を示
し、bはケース2を示す。ケース1は、温度変化や製作
誤差のために第2のコンデンサ9の容量が小さくなる
か、あるいは第2のリアクトル11dのインダクタンス
が小さくなった場合であり、ケース2は逆に、第2のコ
ンデンサ9の容量が大きくなるか、あるいは第2のリア
クトル11dのインダクタンスが大きくなった場合であ
る。
Next, the operation in the present embodiment will be described with reference to a signal waveform diagram shown in FIG. FIG.
In 0, the voltage a of the second capacitor 9 indicates case 1 and the voltage b indicates case 2. Case 1 is a case where the capacitance of the second capacitor 9 is reduced due to a temperature change or a manufacturing error, or the inductance of the second reactor 11d is reduced. This is the case where the capacitance of the capacitor 9 increases or the inductance of the second reactor 11d increases.

【0041】時刻t1以前に第2のコンデンサ9は充電
されるので比較回路Dの出力はHiレベルにセットさ
れ、トリガ手段Bの出力もHiレベルにセットされる。
時刻t1においてオン定常ゲート信号が入力されると、
AND手段FはHiレベルになるので、オンハイゲート
用スイッチ12bと第1のスイッチ19をオンし、オン
ハイゲート電流はまず第1のコンデンサ8の放電が抵抗
10を通って流れ始める。配線によるインダクタンスを
無視すれば第1のコンデンサ8による電流は、このとき
の第1のコンデンサ8の充電電圧をEc8s、抵抗値をr
とすると、Ec8s/rの初期ピークで流れ始める。第2
のコンデンサ9はまた、時刻t1でコンデンサ9の充電
電圧をEc9s、第2のリアクトル11dのインダクタン
スをL11dとすると、Ec9s/L11dの初期傾きをもつ電
流として流れ始める。第1のコンデンサ8の電圧は放電
により減少し、抵抗10を通り流れる電流は減少する。
そして、第2のコンデンサ9の電圧が降下し、基準電圧
まで下がると(t2a1またはt2a2)、出力AがLoレベ
ルとなり、そのため出力CもLoレベルとなる。
Before time t1, the second capacitor 9 is charged, so that the output of the comparison circuit D is set to the Hi level, and the output of the trigger means B is also set to the Hi level.
When the ON steady gate signal is input at time t1,
Since the AND means F is at the Hi level, the on-high gate switch 12b and the first switch 19 are turned on, and the on-high gate current starts to flow through the resistor 10 through the discharge of the first capacitor 8 first. If the inductance due to the wiring is neglected, the current through the first capacitor 8 can be expressed as follows: the charging voltage of the first capacitor 8 at this time is Ec8s, and the resistance value is r.
Then, it starts to flow at the initial peak of Ec8s / r. Second
If the charging voltage of the capacitor 9 is Ec9s and the inductance of the second reactor 11d is L11d at time t1, the capacitor 9 starts flowing as a current having an initial slope of Ec9s / L11d. The voltage of the first capacitor 8 decreases due to the discharge, and the current flowing through the resistor 10 decreases.
Then, when the voltage of the second capacitor 9 drops and drops to the reference voltage (t2a1 or t2a2), the output A becomes Lo level, and therefore the output C also becomes Lo level.

【0042】コンデンサ9と第2のリアクトル11dに
よる振動電流のピーク電流を基準時間信号に合致した時
刻t2a0になるよう調整し、そのとき基準電圧と同じ値
になるようにしておけばゲート電流Igを必要な期間、
図2のようにほぼ方形波として流すことができる。しか
し、第2のコンデンサ9の電圧波形aで示すケース1の
場合は、オン定常ゲート信号とトリガ手段Bの出力とを
ANDするAND手段Fの出力は基準時間信号で規定さ
れたオンハイゲート電流の時間以前のt2a1でLoレベ
ルにセットされる。そこで、規定された時間を流すため
に、AND手段Fの出力Jと基準時間信号のORをとる
OR手段Hにより、図20のようにオンハイゲート用ス
イッチ12bと第1のスイッチ19への信号の時間をt
2a1から基準時間信号で規定されたt2a0までのばす。
The peak current of the oscillating current generated by the capacitor 9 and the second reactor 11d is adjusted so as to be at the time t2a0 at which the reference time signal is matched. At this time, the gate current Ig can be adjusted to the same value as the reference voltage. Required period,
As shown in FIG. 2, it can flow as a substantially square wave. However, in case 1 shown by the voltage waveform a of the second capacitor 9, the output of the AND means F that ANDs the on-state gate signal and the output of the trigger means B is equal to the on-high gate current defined by the reference time signal. It is set to the Lo level at t2a1 before the time. Therefore, in order to allow a specified time to flow, an OR circuit H that performs an OR operation on the output J of the AND circuit F and the reference time signal outputs the signal to the on-high gate switch 12b and the first switch 19 as shown in FIG. Time t
Extend from 2a1 to t2a0 defined by the reference time signal.

【0043】また、第2のコンデンサ9の電圧波形bで
示すケース2の場合は、基準時間信号で規定された時間
内に第2のコンデンサ9の電流が立ち上がらず、半導体
素子の確実なオン動作のためには電流を規定時間より長
く流す必要が生じる。そこで、AND手段Fの出力Jと
基準時間信号のORをとるOR手段Hにより、図20の
ようにオンハイゲート用スイッチ12bと第1のスイッ
チ19への信号の時間をt2a0からt2a2までのばす。t
2a2は第2のコンデンサ9の電圧bが基準電圧まで下が
った時刻である。このように、OR手段Hの出力をオン
ハイゲート信号として、t2a0ないしt2a2でオンハイゲ
ート用スイッチ12bと第1のスイッチ19をオフさ
せ、その後は実施の形態1の場合と同様に動作する。
In case 2 shown by the voltage waveform b of the second capacitor 9, the current of the second capacitor 9 does not rise within the time specified by the reference time signal, and the semiconductor element is reliably turned on. For this purpose, it is necessary to supply a current longer than a specified time. Therefore, as shown in FIG. 20, the time of the signal to the on-high gate switch 12b and the first switch 19 is extended from t2a0 to t2a2 by the OR means H which takes the OR of the output J of the AND means F and the reference time signal. t
2a2 is the time when the voltage b of the second capacitor 9 drops to the reference voltage. In this way, the output of the OR means H is used as an on-high gate signal, the on-high gate switch 12b and the first switch 19 are turned off from t2a0 to t2a2, and thereafter the operation is the same as in the first embodiment.

【0044】以上のことより、実施の形態1と同じよう
な低損失、省エネルギー効果が得られ、また温度変化や
製作誤差などにより、第2のコンデンサ9の容量が増加
した場合や、第2のリアクトル11dのインダクタンス
が大きくなった場合、オンハイゲート信号を時間のみで
決定すると、半導体素子のオンハイゲート電流を満足す
るようなピーク電流が得られず途中でオンハイゲート電
流が遮断されることが考えられるが、本実施の形態では
第2のリアクトル11dの電流がピークになるまで流
す。また逆に、第2のコンデンサ9の容量が減少した場
合や、第2のリアクトル11dのインダクタンスが小さ
くなった場合、第2のコンデンサ9の電圧できまる時間
のみで決定すると、半導体素子から要求されるオンハイ
ゲート電流の規定時間を満足する時間が得られないこと
が考えられるが、本実施の形態では基準時間信号による
規定時間まで流すことができるので、適正なオンハイゲ
ート電流の期間を確保でき、ケース1、ケース2の場合
ともに半導体素子の確実なオン動作を得ることができ
る。なお、上記では、図19のオンハイゲート信号生成
手段を実施の形態1と組み合わせたが、実施の形態2か
ら4のいずれとも組み合わせることができ、同様の効果
を奏する。
As described above, the same low loss and energy saving effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, when the capacitance of the second capacitor 9 is increased due to a temperature change, a manufacturing error, or the like, If the on-high gate signal is determined only by time when the inductance of the reactor 11d is increased, a peak current that satisfies the on-high gate current of the semiconductor element cannot be obtained, and the on-high gate current may be interrupted on the way. However, in the present embodiment, the current flows through the second reactor 11d until the current reaches a peak. Conversely, when the capacitance of the second capacitor 9 is reduced or when the inductance of the second reactor 11d is reduced, if only the voltage of the second capacitor 9 determines the time, it is required from the semiconductor element. It is conceivable that a time that satisfies the specified time of the on-high gate current cannot be obtained.However, in the present embodiment, it is possible to flow up to the specified time based on the reference time signal, so that an appropriate period of the on-high gate current can be secured. In both cases 1 and 2, a reliable ON operation of the semiconductor element can be obtained. In the above description, the on-high gate signal generation means of FIG. 19 is combined with the first embodiment, but can be combined with any of the second to fourth embodiments, and the same effect is obtained.

【0045】実施の形態14.以下、この発明の実施の
形態14を図19に基づいて説明する。電圧検出手段L
は、実施の形態13では第2のコンデンサ9の電圧を検
出するが、この実施の形態では第2のリアクトル11d
の電圧を検出する。また、基準電圧は負の小さな値とす
る。その他は実施の形態13と同様であるので説明を省
略する。次に、本実施の形態における動作について図2
1に示す信号波形図を参照して説明する。図21中、第
2のリアクトル11dの電圧のaは、実施の形態13と
同様のケース1を示し、またbはケース2を示す。時刻
t1以前に第2のリアクトル11dは電流が流れていな
いので、例えば基準電圧を0Vよりわずかに負側にセッ
トすると比較回路Dの出力はHiレベルにセットされ、
トリガ手段Bの出力もHiレベルにセットされている。
時刻t1においてオン定常ゲート信号が入力されると、
AND手段FはHiレベルになるので、オンハイゲート
用スイッチ12bと第1のスイッチ19をオンし、オン
ハイゲート電流はまず第1のコンデンサ8の放電が抵抗
10を通って流れ始める。配線によるインダクタンスを
無視すれば第1のコンデンサ8による電流はこのときの
第1のコンデンサ8の充電電圧をEc8s、抵抗値をrと
するとEc8s/rの初期ピークで流れ始める。第2のコ
ンデンサ9はまた、時刻t1で第2のコンデンサ9の充
電電圧をEc9s、第2のリアクトル11dのインダクタ
ンスをL11dとすると、Ec9s/L11dの初期傾きをもつ
電流として流れ始める。第1のコンデンサ8の電圧は放
電により減少し抵抗10を通り流れる電流は減少する。
Embodiment 14 FIG. Embodiment 14 of the present invention will be described below with reference to FIG. Voltage detection means L
Detects the voltage of the second capacitor 9 in the thirteenth embodiment, but detects the voltage of the second reactor 11d in the thirteenth embodiment.
The voltage of is detected. The reference voltage is a small negative value. Other features are the same as those in the thirteenth embodiment, and a description thereof will be omitted. Next, the operation in the present embodiment will be described with reference to FIG.
1 will be described with reference to a signal waveform diagram shown in FIG. In FIG. 21, a of the voltage of the second reactor 11 d indicates Case 1 similar to that of the thirteenth embodiment, and b indicates Case 2. Since no current flows through the second reactor 11d before the time t1, for example, when the reference voltage is set slightly negative from 0 V, the output of the comparison circuit D is set to the Hi level,
The output of the trigger means B is also set to the Hi level.
When the ON steady gate signal is input at time t1,
Since the AND means F is at the Hi level, the on-high gate switch 12b and the first switch 19 are turned on, and the on-high gate current starts to flow through the resistor 10 through the discharge of the first capacitor 8 first. If the inductance due to the wiring is ignored, the current from the first capacitor 8 starts flowing at the initial peak of Ec8s / r, where the charging voltage of the first capacitor 8 is Ec8s and the resistance value is r. The second capacitor 9 starts to flow as a current having an initial slope of Ec9s / L11d at time t1, where the charging voltage of the second capacitor 9 is Ec9s and the inductance of the second reactor 11d is L11d. The voltage of the first capacitor 8 decreases due to the discharge, and the current flowing through the resistor 10 decreases.

【0046】そして、第2のリアクトル11dの電圧が
降下し、基準電圧に達すると(t2a1またはt2a2)、出
力AがLoレベルとなり、そのため出力CもLoレベル
となる。第2のコンデンサ9と第2のリアクトル11d
の接続点に電圧は0電位に対して第2のダイオード18
のオン電圧分だけ負側に振れるので、比較手段Dに入力
する第2のリアクトル11dの電流が極値を迎えたとき
の第2のリアクトル11dの電圧と基準電圧が同じ値に
なるようにしておけばゲート電流Igは図2のようにほ
ぼ方形波として流れることができる。しかし、第2のリ
アクトル11dの電圧波形aで示すケース1の場合は、
オン定常ゲート信号とトリガ手段Bの出力とをANDす
るAND手段Fの出力は基準時間信号で規定されたオン
ハイゲート電流の時間以前のt2a1でLoレベルにセッ
トされる。そこで、規定された時間を流すために、AN
D手段Fの出力Jと基準時間信号のORをとるOR手段
Hにより、図21のようにオンハイゲート用スイッチ1
2bと第1のスイッチ19への信号の時間をt2a1から
t2a0までのばす。
Then, when the voltage of the second reactor 11d drops and reaches the reference voltage (t2a1 or t2a2), the output A goes low, and the output C also goes low. Second capacitor 9 and second reactor 11d
Is connected to the second diode 18 with respect to 0 potential.
Swings to the negative side by the ON voltage of the second reactor 11d, so that the voltage of the second reactor 11d and the reference voltage when the current of the second reactor 11d input to the comparison means D reaches an extreme value are the same. If so, the gate current Ig can flow as a substantially square wave as shown in FIG. However, in case 1 shown by the voltage waveform a of the second reactor 11d,
The output of the AND means F that ANDs the on-state gate signal and the output of the trigger means B is set to the Lo level at t2a1 before the time of the on-high gate current specified by the reference time signal. Therefore, in order to spend the specified time, AN
As shown in FIG. 21, an on-high gate switch 1 is provided by an OR means H which performs an OR operation between the output J of the D means F and the reference time signal.
The time of 2b and the signal to the first switch 19 is extended from t2a1 to t2a0.

【0047】また、第2のリアクトル11dの電圧波形
bで示すケース2の場合は、基準時間信号で、規定され
た時間内に電流が立ち上がらず、半導体素子の確実なオ
ン動作のためには電流を規定時間より長く流す必要が生
じる。そこで、AND手段Fの出力Jと基準時間信号の
ORをとるOR手段Hにより、図21のようにオンハイ
ゲート用スイッチ12bと第1のスイッチ19への信号
の時間をt2a0からt2a2までのばす。t2a2は第2のリ
アクトル11dの電圧bが基準電圧まで下がった時刻で
ある。このように、OR手段Hの出力をオンハイゲート
信号として、t2a0ないしt2a2でオンハイゲート用スイ
ッチ12bと第1のスイッチ19をオフさせ、その後は
実施の形態1の場合と同様に動作する。以上により、実
施の形態13の場合と同様の効果を奏する。なお、上図
では図19のオンハイゲート信号生成手段を実施の形態
1と組み合わせたが、実施の形態2から4のいずれとも
組み合わせることができ、同様の効果を奏する。
In case 2 shown by the voltage waveform b of the second reactor 11d, the current does not rise within the specified time according to the reference time signal, and the current does not rise for the reliable ON operation of the semiconductor element. Need to flow for longer than the specified time. Therefore, as shown in FIG. 21, the time of the signal to the on-high gate switch 12b and the first switch 19 is extended from t2a0 to t2a2 by the OR means H which takes the OR of the output J of the AND means F and the reference time signal. t2a2 is the time when the voltage b of the second reactor 11d has dropped to the reference voltage. In this way, the output of the OR means H is used as an on-high gate signal, the on-high gate switch 12b and the first switch 19 are turned off from t2a0 to t2a2, and thereafter the operation is the same as in the first embodiment. As described above, effects similar to those of the thirteenth embodiment can be obtained. In the upper diagram, the on-high gate signal generation means of FIG. 19 is combined with the first embodiment, but can be combined with any of the second to fourth embodiments, and the same effect is obtained.

【0048】また、上記実施の形態1から14ではオン
ゲート電流の定電流制御機能を有するオン定常ゲート回
路として、オンゲート電源3とチョッパ回路2との組み
合わせによる変換方式を示したが、その他に公知である
高周波の交流電源をマグアンプにて位相制御することに
より定電流制御の機能をもたせるようにしたものなどで
あってもよく、定電流制御の機能を有し、直流出力の変
換器であればよい。
In the first to fourteenth embodiments, the conversion method using the combination of the on-gate power supply 3 and the chopper circuit 2 is described as the on-state gate circuit having the function of controlling the on-gate current constant. It may have a function of constant current control by controlling the phase of a high-frequency AC power supply with a mag amplifier, and may be a converter having a function of constant current control and a DC output. .

【0049】[0049]

【発明の効果】請求項1に係る半導体素子の駆動回路に
よれば、第1のコンデンサから抵抗を通じて放電させ、
また第2のコンデンサから第2のリアクトルを通じて放
電させてオンハイゲート電流を流すにあたり、規定され
た時間だけオンするオンハイゲート用スイッチと第1の
スイッチにより、半導体素子のオンに直接寄与しない第
2のリアクトル電流のピーク電流以降の電流を遮断し、
ゲートにはオン定常ゲート電流を供給する。これにより
各スイッチで発生するロスを減少させることができる。
また、遮断された第2のリアクトルの電流が抵抗と第1
のコンデンサと第2のコンデンサと第2のリアクトルに
振動電流として流れ、振動電流が流れている間にオフ信
号がオンしてGTOのオフ動作にはいるとき、オンハイ
ゲート電流を流すためのコンデンサへの充電エネルギー
として回収することにより第1、第2のコンデンサの充
電電流のエネルギーを低減できるなどの効果がある。請
求項2に係る半導体素子の駆動回路によれば、請求項1
の場合と同様に発生ロスを低減できるとともに、オンハ
イゲート電流遮断時に、遮断された第2のリアクトルの
電流がバイパスダイオードと第1のコンデンサと第2の
コンデンサと第2のリアクトルに共振電流として流れ、
また逆方向には抵抗と第1のコンデンサと第2のコンデ
ンサと第2のリアクトルに振動電流として流れて、振動
電流の流れる時間を延長させ、この電流のエネルギーを
第1、第2のコンデンサの充電エネルギーとして回収す
ることにより、第1、第2のコンデンサの充電電流のエ
ネルギーを低減できる。
According to the semiconductor device drive circuit of the first aspect, the first capacitor is discharged through the resistor,
In discharging the second capacitor from the second capacitor through the second reactor to flow the on-high gate current, the second switch which does not directly contribute to the turning on of the semiconductor element is provided by the first switch and the on-high gate switch which is turned on for a specified time. Cut off the current after the peak current of the reactor current,
An ON steady gate current is supplied to the gate. As a result, the loss generated in each switch can be reduced.
In addition, the cut-off current of the second reactor is connected to the resistance and the first reactor.
Flows as an oscillating current through the capacitor, the second capacitor, and the second reactor. When the off signal is turned on while the oscillating current is flowing and the GTO is in the off operation, the capacitor is used to pass an on-high gate current. There is an effect that the energy of the charging current of the first and second capacitors can be reduced by recovering the charging energy of the first and second capacitors. According to the driving circuit of the semiconductor device according to the second aspect,
As in the case of the above, the generated loss can be reduced, and when the on-high gate current is cut off, the cut-off current of the second reactor flows as a resonance current through the bypass diode, the first capacitor, the second capacitor, and the second reactor. ,
In the reverse direction, the current flows through the resistor, the first capacitor, the second capacitor, and the second reactor as an oscillating current, thereby extending the time during which the oscillating current flows, and transferring the energy of this current to the first and second capacitors. By recovering the charging energy, the energy of the charging current for the first and second capacitors can be reduced.

【0050】請求項3に係る半導体素子の駆動回路によ
れば、請求項1の場合と同様に発生ロスを低減できると
ともに、オンハイゲート電流遮断時に、遮断された第2
のリアクトルの電流がオンハイゲート後信号と同期して
動く第2のスイッチと第1のコンデンサと第2のコンデ
ンサと第2のリアクトルに共振電流として流れ、振動電
流がオフゲート信号が入力されるまで流れるため、この
電流のエネルギーを第1、第2のコンデンサの充電エネ
ルギーとしてさらに効率よく回収でき、したがって第
1、第2のコンデンサの充電電流のエネルギーを低減で
きる。請求項4に係る半導体素子の駆動回路によれば、
請求項1の場合と同様に発生ロスを低減できるととも
に、オンハイゲート電流遮断時に、2巻線形の第2のリ
アクトルの遮断された1次巻線電流のエネルギーが1次
巻線の2次巻線と、第4のダイオードを通じオンゲート
電源へ回生させることにより、半導体素子の駆動回路の
電源エネルギーを低減することができる。
According to the driving circuit of the semiconductor device according to the third aspect, it is possible to reduce the occurrence loss as in the case of the first aspect, and to cut off the second cut-off when the on-high gate current is cut off.
Of the reactor flows as a resonance current through the second switch, the first capacitor, the second capacitor, and the second reactor that move in synchronization with the signal after the on-high gate, and the oscillation current flows until the off-gate signal is input. Therefore, the energy of this current can be more efficiently recovered as the charging energy of the first and second capacitors, so that the energy of the charging current of the first and second capacitors can be reduced. According to the drive circuit for a semiconductor device according to claim 4,
As in the case of the first aspect, the generated loss can be reduced, and when the on-high gate current is interrupted, the energy of the interrupted primary winding current of the second winding type second reactor is reduced to the secondary winding of the primary winding. By regenerating the power to the on-gate power supply through the fourth diode, the power supply energy of the drive circuit of the semiconductor element can be reduced.

【0051】請求項5に係る半導体素子の駆動回路によ
れば、請求項1ないし請求項4の場合と同様の効果が得
られる。請求項6ないし請求項8に係る半導体素子の駆
動回路によれば、請求項1ないし請求項4の場合と同様
の効果が得られるとともに、オンハイゲート信号を内部
生成することにより、第2のコンデンサの放電電流がピ
ークに達するまでオンハイゲート電流を流すことがで
き、そのため、第2のコンデンサの容量あるいは第2の
リアクトルのインダクタンスが大きくなった場合も必要
なオンハイゲート電流量を確保でき、半導体素子の確実
なオン動作が得られる。
According to the driving circuit of the semiconductor device according to the fifth aspect, the same effects as those of the first to fourth aspects can be obtained. According to the driving circuit of the semiconductor device according to the sixth to eighth aspects, the same effect as that of the first to fourth aspects is obtained, and the on-high gate signal is internally generated, whereby the second capacitor is formed. The on-high gate current can flow until the discharge current of the semiconductor device reaches a peak, so that the necessary amount of on-high gate current can be secured even when the capacity of the second capacitor or the inductance of the second reactor increases. Is obtained.

【0052】請求項9ないし請求項11に係る半導体素
子の駆動回路によれば、請求項1ないし請求項4の場合
と同様の効果が得られるとともに、オンハイゲート信号
を内部生成することにより、最低限の規定時間を確保し
つつ、第2のコンデンサの放電電流のピークが規定時間
を超える場合はピーク時までオンハイゲート電流を流す
ことができ、そのため、第2のコンデンサの容量あるい
は第2のリアクトルのインダクタンスが大きくなった場
合も小さくなった場合も、ともに必要なオンハイゲート
時間と電流量を確保でき半導体素子の確実なオン動作が
得られる。
According to the driving circuit of the semiconductor device according to the ninth to eleventh aspects, the same effects as those of the first to fourth aspects can be obtained, and the on-high gate signal is internally generated, so that at least If the peak of the discharge current of the second capacitor exceeds the specified time while securing the minimum specified time, the on-high gate current can flow until the peak time, so that the capacity of the second capacitor or the second reactor In both cases where the inductance of the semiconductor device increases and decreases, the necessary on-high gate time and current amount can be secured, and a reliable ON operation of the semiconductor element can be obtained.

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

【図1】 この発明の実施の形態1における半導体素子
の駆動回路を示す回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a drive circuit of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1における半導体素子
の駆動回路の動作を示す波形図である。
FIG. 2 is a waveform chart showing an operation of the drive circuit of the semiconductor element according to the first embodiment of the present invention;

【図3】 この発明の実施の形態2における半導体素子
の駆動回路を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a drive circuit of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態2における半導体素子
の駆動回路の動作を示す波形図である。
FIG. 4 is a waveform chart showing an operation of the drive circuit of the semiconductor element according to the second embodiment of the present invention;

【図5】 この発明の実施の形態3における半導体素子
の駆動回路を示す回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a drive circuit of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態3における半導体素子
の駆動回路の動作を示す波形図である。
FIG. 6 is a waveform chart showing an operation of the drive circuit of the semiconductor element according to the third embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態4における半導体素子
の駆動回路を示す回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a drive circuit of a semiconductor element according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態4における半導体素子
の駆動回路の動作を示す波形図である。
FIG. 8 is a waveform chart showing an operation of a drive circuit of a semiconductor element according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態4における半導体素子
の駆動回路の第2のリアクトルの他の例を示す結線図で
ある。
FIG. 9 is a connection diagram showing another example of the second reactor of the drive circuit of the semiconductor element according to the fourth embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態5〜12における半
導体素子の駆動回路のオンハイゲート信号生成手段を示
す回路図である。
FIG. 10 is a circuit diagram showing an on-high gate signal generation means of a semiconductor element drive circuit according to the fifth to twelfth embodiments of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態5における駆動回路
の信号を示す波形図である。
FIG. 11 is a waveform diagram showing signals of a drive circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態6における駆動回路
の信号を示す波形図である。
FIG. 12 is a waveform chart showing signals of a drive circuit according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態7における半導体素
子の駆動回路の信号を示す波形図である。
FIG. 13 is a waveform chart showing signals of a drive circuit of a semiconductor element according to a seventh embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態8における半導体素
子の駆動回路の信号を示す波形図である。
FIG. 14 is a waveform chart showing signals of a driving circuit of a semiconductor element according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態9における半導体素
子の駆動回路の信号を示す波形図である。
FIG. 15 is a waveform chart showing signals of a drive circuit of a semiconductor element according to a ninth embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態10における半導体
素子の駆動回路の信号を示す波形図である。
FIG. 16 is a waveform chart showing signals of a drive circuit of a semiconductor element according to a tenth embodiment of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態11における半導体
素子の駆動回路の信号を示す波形図である。
FIG. 17 is a waveform chart showing signals of a drive circuit of a semiconductor element according to an eleventh embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態12における半導体
素子の駆動回路の信号を示す波形図である。
FIG. 18 is a waveform chart showing a signal of a drive circuit of a semiconductor element according to a twelfth embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態13、14における
半導体素子の駆動回路のオンハイゲート信号生成手段を
示す回路図である。
FIG. 19 is a circuit diagram showing on-high gate signal generation means of a drive circuit for a semiconductor element according to Embodiments 13 and 14 of the present invention.

【図20】 この発明の実施の形態13における半導体
素子の駆動回路の信号を示す波形図である。
FIG. 20 is a waveform chart showing signals of a drive circuit of a semiconductor element in a thirteenth embodiment of the present invention.

【図21】 この発明の実施の形態14における半導体
素子の駆動回路の信号を示す波形図である。
FIG. 21 is a waveform chart showing signals of a drive circuit of a semiconductor element in a fourteenth embodiment of the present invention.

【図22】 従来の半導体素子の駆動回路を示す回路図
である。
FIG. 22 is a circuit diagram showing a conventional driving circuit for a semiconductor element.

【図23】 従来の半導体素子の駆動回路の動作を示す
波形図である。
FIG. 23 is a waveform chart showing an operation of a conventional semiconductor element drive circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 GTO、8,9 第1、第2のコンデンサ、10
抵抗、11d 第2のリアクトル、12a オン定常ゲ
ート用スイッチ、12b オンハイゲート用スイッチ、
13 オフゲート用スイッチ、17,18,21,25
第1〜第4のダイオード、19,23 第1、第2のス
イッチ、22 バイパスダイオード、24 第2のリア
クトル、24a,24b 1次、2次巻線、31,32
第1、第2の直列回路、33 コンデンサ並列回路、B
トリガ手段、D 比較手段、E ゼロ電位部、F A
ND手段、G ゲート、H OR手段、L 電圧検出手
段。
1 GTO, 8, 9 First and second capacitors, 10
Resistor, 11d second reactor, 12a on-state gate switch, 12b on-high gate switch,
13 Off-gate switch, 17, 18, 21, 25
1st to 4th diodes, 19, 23 First and second switches, 22 bypass diodes, 24 second reactors, 24a, 24b Primary and secondary windings, 31, 32
First and second series circuits, 33 capacitor parallel circuits, B
Trigger means, D comparison means, E zero potential part, F A
ND means, G gate, HOR means, L voltage detection means.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体素子のゲートへ、上記半導体素子
を駆動するオンハイゲート電流を供給するオンハイゲー
ト回路と、定電流制御機能を有して一定のオン定常ゲー
ト電流を供給するオン定常ゲート回路と、オフゲート電
流を供給するオフゲート回路とを備えた半導体素子の駆
動回路において、上記オンハイゲート回路は、オンハイ
ゲート信号と同期して開閉するオンハイゲート用スイッ
チと、上記オンハイゲート電流を供給するコンデンサ並
列回路と、上記オンハイゲート信号と同期して開閉する
第1のスイッチとを有し、上記コンデンサ並列回路は、
第1のコンデンサと抵抗とを直列に接続してなる第1の
直列回路、および第2のコンデンサとリアクトルとを直
列に接続してなる第2の直列回路を並列に接続して構成
し、かつ、上記ゲートと上記オンハイゲート用スイッチ
の一方、上記オンハイゲート用スイッチの他方と上記コ
ンデンサ並列回路の抵抗、リアクトル側、上記コンデン
サ並列回路の第1、第2のコンデンサ側と上記第1のス
イッチの一方、および上記第1のスイッチの他方とゼロ
電位部をそれぞれ接続するとともに、上記第1、第2の
コンデンサの充電用の第1から第3のダイオードを有
し、上記ゼロ電位部と上記第1、第2のダイオードのア
ノード、上記第1のコンデンサと抵抗との接続点と上記
第1のダイオードのカソード、上記第2のコンデンサと
リアクトルとの接続点と上記第2のダイオードのカソー
ド、上記第1、第2のコンデンサと第1のスイッチとの
接続点と上記第3のダイオードのアノード、および上記
ゲートと第3のダイオードのカソードをそれぞれ接続し
たことを特徴とする半導体素子の駆動回路。
An on-high gate circuit for supplying an on-high gate current for driving the semiconductor element to a gate of the semiconductor element, an on-state gate circuit having a constant current control function and supplying a constant on-state gate current. An on-high gate circuit, comprising: an on-high gate switch that opens and closes in synchronization with an on-high gate signal; and a capacitor parallel circuit that supplies the on-high gate current. And a first switch that opens and closes in synchronization with the on-high gate signal.
A first series circuit formed by connecting a first capacitor and a resistor in series, and a second series circuit formed by connecting a second capacitor and a reactor in series; and One of the gate and the on-high gate switch, the other of the on-high gate switch and the resistance of the capacitor parallel circuit, the reactor side, the first and second capacitor sides of the capacitor parallel circuit and the first switch One of the first switch and the other of the first switch are connected to the zero potential portion, respectively, and the first and second capacitors have first to third diodes for charging the capacitor. 1, the anode of the second diode, the connection point between the first capacitor and the resistor, and the cathode of the first diode, and the connection between the second capacitor and the reactor And the cathode of the second diode, the connection point between the first and second capacitors and the first switch, the anode of the third diode, and the gate and the cathode of the third diode, respectively. A driving circuit of a semiconductor element, characterized by comprising:
【請求項2】 第1の直列回路の抵抗と並列にバイパス
ダイオードを有し、このバイパスダイオードのアノード
をリアクトル側に、カソードを第1のコンデンサ側にそ
れぞれ接続したことを特徴とする請求項1記載の半導体
素子の駆動回路。
2. The device according to claim 1, wherein a bypass diode is provided in parallel with the resistor of the first series circuit, and an anode of the bypass diode is connected to the reactor and a cathode of the bypass diode is connected to the first capacitor. The driving circuit of the semiconductor device according to the above.
【請求項3】 第1の直列回路の抵抗と並列に、オンハ
イゲート後信号に同期して開閉する第2のスイッチを接
続したことを特徴とする請求項1記載の半導体素子の駆
動回路。
3. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 1, wherein a second switch that opens and closes in synchronization with a signal after on-high gate is connected in parallel with the resistance of the first series circuit.
【請求項4】 半導体素子のゲートへ、上記半導体素子
を駆動するオンハイゲート電流を供給するオンハイゲー
ト回路と、オンゲート電源用コンデンサを有するととも
に定電流制御機能を有して一定のオン定常ゲート電流を
供給するオン定常ゲート回路と、オフゲート電流を供給
するオフゲート回路とを備えた半導体素子の駆動回路に
おいて、上記オンハイゲート回路は、オンハイゲート信
号と同期して開閉するオンハイゲート用スイッチと、上
記オンハイゲート電流を供給するコンデンサ並列回路
と、上記オンハイゲート信号と同期して開閉する第1の
スイッチとを有し、上記コンデンサ並列回路は、第1の
コンデンサと抵抗とを直列に接続してなる第1の直列回
路、および第2のコンデンサと2巻線形のリアクトルの
1次巻線とを直列に接続してなる第2の直列回路を並列
に接続して構成し、かつ、上記ゲートと上記オンハイゲ
ート用スイッチの一方、上記オンハイゲート用スイッチ
の他方と上記コンデンサ並列回路の抵抗、リアクトル
側、上記コンデンサ並列回路の第1、第2のコンデンサ
側と上記第1のスイッチの一方、および上記第1のスイ
ッチの他方とゼロ電位部をそれぞれ接続するとともに、
上記第1、第2のコンデンサおよびオンゲート電源用コ
ンデンサの充電用の第1から第4のダイオードを有し、
上記ゼロ電位部と上記第1、第2のダイオードのアノー
ド、上記第1のコンデンサと抵抗との接続点と上記第1
のダイオードのカソード、上記第2のコンデンサとリア
クトルとの接続点と上記第2のダイオードのカソード、
上記第1、第2のコンデンサと第1のスイッチとの接続
点と上記第3のダイオードのアノード、上記ゲートと第
3のダイオードのカソード、上記リアクトルの1次巻線
に接続した2次巻線と第4のダイオードのアノード、お
よび上記オンゲート電源用コンデンサと第4のダイオー
ドのカソードをそれぞれ接続したことを特徴とする半導
体素子の駆動回路。
4. An on-high gate circuit for supplying an on-high gate current for driving the semiconductor element to a gate of the semiconductor element, and a constant on-state gate current having a constant current control function and an on-gate power supply capacitor. In a drive circuit for a semiconductor device, comprising: an on-steady gate circuit for supplying an off-gate current; and an off-gate circuit for supplying an off-gate current, the on-high gate circuit includes an on-high gate switch that opens and closes in synchronization with an on-high gate signal; A capacitor parallel circuit for supplying a current; and a first switch that opens and closes in synchronization with the on-high gate signal. The capacitor parallel circuit includes a first capacitor and a resistor connected in series. And the series connection of the second capacitor and the primary winding of the two-winding reactor in series. A second series circuit is connected in parallel, and one of the gate and the on-high gate switch, the other of the on-high gate switch and the resistance of the capacitor parallel circuit, the reactor side, Connecting the first and second capacitor sides of the capacitor parallel circuit to one of the first switches, and the other of the first switches to the zero potential portion, respectively;
A first to a fourth diode for charging the first and second capacitors and the on-gate power supply capacitor;
A connection point between the zero potential portion and the anodes of the first and second diodes, a connection point between the first capacitor and the resistor,
The cathode of the diode, the connection point between the second capacitor and the reactor and the cathode of the second diode,
A secondary winding connected to a connection point between the first and second capacitors and the first switch, an anode of the third diode, a gate of the third diode, a cathode of the third diode, and a primary winding of the reactor And an anode of a fourth diode, and the on-gate power supply capacitor and a cathode of the fourth diode, respectively.
【請求項5】 オンハイゲート信号を外部からオンハイ
ゲート回路へ与えることを特徴とする請求項1から請求
項4のいずれかに記載の半導体素子の駆動回路。
5. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 1, wherein an on-high gate signal is externally applied to the on-high gate circuit.
【請求項6】 第2のコンデンサの電圧を検出する電圧
検出手段、この電圧検出手段の出力を基準電圧と比較す
る比較手段、およびこの比較手段の結果をオン定常ゲー
ト信号中保持する保持手段を有するオンハイゲート信号
作成手段を備えたことを特徴とする請求項1から請求項
4のいずれかに記載の半導体素子の駆動回路。
6. A voltage detecting means for detecting a voltage of the second capacitor, a comparing means for comparing an output of the voltage detecting means with a reference voltage, and a holding means for holding a result of the comparing means in an on-state gate signal. 5. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 1, further comprising an on-high gate signal generation unit having the on-gate signal generation unit.
【請求項7】 リアクトルの電圧を検出する電圧検出手
段、この電圧検出手段の出力を基準電圧と比較する比較
手段、およびこの比較手段の結果をオン定常ゲート信号
中保持する保持手段を有するオンハイゲート信号作成手
段を備えたことを特徴とする請求項1から請求項3のい
ずれかに記載の半導体素子の駆動回路。
7. An on-high gate having voltage detecting means for detecting a voltage of a reactor, comparing means for comparing an output of the voltage detecting means with a reference voltage, and holding means for holding a result of the comparing means in an on-state gate signal. 4. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 1, further comprising a signal generating unit.
【請求項8】 リアクトルの1次巻線の電圧を検出する
電圧検出手段、この電圧検出手段の出力を基準電圧と比
較する比較手段、およびこの比較手段の結果をオン定常
ゲート信号中保持する保持手段を有するオンハイゲート
信号作成手段を備えたことを特徴とする請求項4記載の
半導体素子の駆動回路。
8. A voltage detecting means for detecting a voltage of a primary winding of a reactor, a comparing means for comparing an output of the voltage detecting means with a reference voltage, and holding a result of the comparing means in an on-state gate signal. 5. A driving circuit for a semiconductor device according to claim 4, further comprising an on-high gate signal generating means having means.
【請求項9】 第2のコンデンサの電圧を検出する電圧
検出手段、この電圧検出手段の出力を基準電圧と比較す
る比較手段、この比較手段の結果をオン定常ゲート信号
中保持する保持手段、およびこの保持手段からの出力と
基準時間信号の論理的ORをとるOR手段を有するオン
ハイゲート信号作成手段を備えたことを特徴とする請求
項1から請求項4のいずれかに記載の半導体素子の駆動
回路。
9. A voltage detecting means for detecting a voltage of the second capacitor, a comparing means for comparing an output of the voltage detecting means with a reference voltage, a holding means for holding a result of the comparing means in an on-state gate signal, and 5. The driving of a semiconductor device according to claim 1, further comprising an on-high gate signal generating means having an OR means for performing a logical OR of an output from the holding means and a reference time signal. circuit.
【請求項10】 リアクトルの電圧を検出する電圧検出
手段、この電圧検出手段の出力を基準電圧と比較する比
較手段、およびこの比較手段の結果をオン定常ゲート信
号中保持する保持手段、およびこの保持手段からの出力
と基準時間信号の論理的ORをとるOR手段を有するオ
ンハイゲート信号作成手段を備えたことを特徴とする請
求項1から請求項3のいずれかに記載の半導体素子の駆
動回路。
10. A voltage detecting means for detecting a voltage of a reactor, a comparing means for comparing an output of the voltage detecting means with a reference voltage, a holding means for holding a result of the comparing means during an on-state gate signal, and a holding means for holding the result 4. The drive circuit for a semiconductor device according to claim 1, further comprising an on-high gate signal generating means having an OR means for performing a logical OR of an output from the means and a reference time signal.
【請求項11】 リアクトルの1次巻線の電圧を検出す
る電圧検出手段、この電圧検出手段の出力を基準電圧と
比較する比較手段、およびこの比較手段の結果をオン定
常ゲート信号中保持する保持手段、およびこの保持手段
からの出力と基準時間信号の論理的ORをとるOR手段
を有するオンハイゲート信号作成手段を備えたことを特
徴とする請求項4記載の半導体素子の駆動回路。
11. A voltage detecting means for detecting a voltage of a primary winding of a reactor, a comparing means for comparing an output of the voltage detecting means with a reference voltage, and holding the result of the comparing means in an on-state gate signal. 5. The driving circuit for a semiconductor device according to claim 4, further comprising: an on-high gate signal generating means having an OR means for performing a logical OR of an output from the holding means and a reference time signal.
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JP2011050124A (en) * 2009-08-25 2011-03-10 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Gate drive circuit for semiconductor power conversion apparatus

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