JP2000224837A - Gate driving circuit and control method thereof - Google Patents

Gate driving circuit and control method thereof

Info

Publication number
JP2000224837A
JP2000224837A JP11025700A JP2570099A JP2000224837A JP 2000224837 A JP2000224837 A JP 2000224837A JP 11025700 A JP11025700 A JP 11025700A JP 2570099 A JP2570099 A JP 2570099A JP 2000224837 A JP2000224837 A JP 2000224837A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
drive circuit
gate drive
control
switching element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11025700A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiromichi Tai
裕通 田井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP11025700A priority Critical patent/JP2000224837A/en
Publication of JP2000224837A publication Critical patent/JP2000224837A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gate driving circuit which restrains oscillation without decreasing gain and can protect an overcurrent, and a control method of the gate driving circuit. SOLUTION: An element current detecting output is branched from a main current of a switching element 10. A constant current is subtracted from the current detecting output by a current source 16, and a difference current is led out. The current is limited by diodes 17, 18 in order to inhibit negative current flow. The limited difference current is integrated by a capacitor 19. A field effect transistor 20 is installed which controls a voltage of a gate terminal 10G of the switching element 10, on the basis of the voltage of the capacitor 19.

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】本発明は、MOSゲート型等
の電力用スイッチング素子を使用したゲート駆動回路及
び当該ゲート駆動回路の制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gate drive circuit using a power switching element such as a MOS gate type and a method for controlling the gate drive circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】最近、高電圧・大電流のMOS(Met
al Oxcide Semiconductor)ゲ
ート型の電力用スイッチング素子が実用化されてきた。
MOSゲート型スイッチング素子は、従来より使われて
いるGTOのようなサイリスタ系のスイッチング素子に
比べて、スイッチングが高速であること、安全動作範囲
が広いこと、電圧駆動形のデバイスであり制御性が高い
こと等多くの利点がある。
2. Description of the Related Art Recently, high voltage and large current MOS (Met)
Al Oxide Semiconductor) gate type power switching elements have been put to practical use.
MOS gate type switching elements are faster in switching speed, have a wider safe operation range, are voltage-driven devices, and have better controllability than conventional thyristor-based switching elements such as GTO. There are many benefits such as being expensive.

【0003】上記特徴の一つである制御性の高さを利用
して、直流短絡等による過電流から素子を保護すること
が、ゲート駆動回路からの制御で可能になる。
[0003] Utilizing high controllability, which is one of the above features, it is possible to protect elements from overcurrent due to a DC short circuit or the like by control from a gate drive circuit.

【0004】従来より用いられている過電流保護機能を
有するゲート駆動回路7を図7に示す。図7において、
電力用スイッチング素子10が、保護の対象となる主回
路素子である。素子10は、コレクタ10C、エミッタ
10E、ゲート10Gの他に、センス端子10Sを有す
る。センス端子10Sにはエミッタ電流の一部がセンス
端子電流として流出している。当該センス端子電流とエ
ミッタ電流の比率は、素子によって決まるほぼ一定の値
となる。センス端子10Sには、電流制限トランジスタ
9のベース9Bと、当該電流制限トランジスタ9のベー
ス9B・エミッタ9E間に接続された検出抵抗8とが並
列に接続されている。また、電流制限トランジスタ9の
コレクタ端子9Cはダイオード14を介して、スイッチ
ング素子10のゲートに接続され、スイッチング素子1
0のゲートはゲート抵抗15を介して、上位の駆動回路
36に接続されている。
FIG. 7 shows a gate drive circuit 7 having an overcurrent protection function conventionally used. In FIG.
The power switching element 10 is a main circuit element to be protected. The element 10 has a sense terminal 10S in addition to the collector 10C, the emitter 10E, and the gate 10G. A part of the emitter current flows out to the sense terminal 10S as the sense terminal current. The ratio between the sense terminal current and the emitter current has a substantially constant value determined by the element. A base 9B of the current limiting transistor 9 and a detection resistor 8 connected between the base 9B and the emitter 9E of the current limiting transistor 9 are connected in parallel to the sense terminal 10S. The collector terminal 9C of the current limiting transistor 9 is connected to the gate of the switching element 10 via the diode 14, and the switching element 1
The gate of “0” is connected to the higher-level drive circuit 36 via the gate resistor 15.

【0005】以下、主回路において、スイッチング時に
おけるdv/dt効果等によって過電流が流れた場合を
例として、ゲート駆動回路7の動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the gate drive circuit 7 will be described with reference to an example in which an overcurrent flows in the main circuit due to a dv / dt effect at the time of switching.

【0006】センス端子電流は、前述のとおりエミッタ
電流に対してほぼ一定の割合となっている。従って、ス
イッチング素子10のエミッタ電流が過電流によって増
大するとともに、センス端子電流もまた増大する。そし
て、センス端子電流が、検出抵抗8と電流制限トランジ
スタ9の静特性から決まる一定の値を超えると、電流制
限トランジスタ9が導通を始め、ダイオード14を介し
て、電流制限トランジスタ9のコレクタ電流が流れ始め
る。スイッチング素子10のゲート端子10G・エミッ
タ端子10E間電圧は、ゲート駆動回路7の出力電圧か
らゲート抵抗15による電圧降下を差し引いたものだか
ら、電流制限トランジスタ9のコレクタ電流が流れるほ
ど、スイッチング素子10のゲート端子10G・エミッ
タ端子10E間電圧VGEは下がっていく。スイッチン
グ素子10のゲート・エミッタ間電圧VGEが活性状態
と飽和状態の閾値を割り込むと、スイッチング素子10
の動作は飽和状態から活性状態に移行し、電圧VGEに
よってコレクタ電流ICが制御され過電流のレベルは抑
えられるようになる。このとき、電流制限トランジスタ
9のコレクタ電流は検出抵抗8と電流制限トランジスタ
9の静特性から決まる一定値に落ち着いていく。これが
過電流制限状態である。
As described above, the sense terminal current has a substantially constant ratio to the emitter current. Therefore, as the emitter current of the switching element 10 increases due to the overcurrent, the sense terminal current also increases. When the sense terminal current exceeds a certain value determined by the static characteristics of the detection resistor 8 and the current limiting transistor 9, the current limiting transistor 9 starts conducting, and the collector current of the current limiting transistor 9 passes through the diode 14. Start flowing. Since the voltage between the gate terminal 10G and the emitter terminal 10E of the switching element 10 is obtained by subtracting the voltage drop due to the gate resistor 15 from the output voltage of the gate drive circuit 7, the more the collector current of the current limiting transistor 9 flows, the more the switching element 10 The voltage VGE between the gate terminal 10G and the emitter terminal 10E decreases. When the gate-emitter voltage VGE of the switching element 10 falls below the threshold between the active state and the saturation state, the switching element 10
Is shifted from the saturated state to the active state, the collector current IC is controlled by the voltage VGE, and the level of the overcurrent is suppressed. At this time, the collector current of the current limiting transistor 9 is settled to a constant value determined by the static resistance of the detection resistor 8 and the current limiting transistor 9. This is the overcurrent limiting state.

【0007】図7には図示しないが、過電流制限状態に
入ったことは外部に置かれた上位装置の制御部に通知さ
れる。過電流制限状態では、スイッチング素子10には
電源電圧と等しい電圧が印加されるとともに大電流が流
れるので、スイッチング素子10の損失は非常に大き
い。過電流制限状態に耐えられる時間は高々数十μsで
しかない。そのため、上位装置の制御部は、スイッチン
グ素子が過電流制限状態に入ったことを検出し次第必要
な準備を整え、ゲート駆動回路7にオフ信号を送出し、
スイッチング素子10を安全にオフさせることで、スイ
ッチング素子10を保護する。
Although not shown in FIG. 7, the fact that the overcurrent limit state has been entered is notified to a control unit of a higher-level device provided outside. In the overcurrent limiting state, a voltage equal to the power supply voltage is applied to the switching element 10 and a large current flows, so that the loss of the switching element 10 is very large. The time that can withstand the overcurrent limit state is only several tens of μs at most. For this reason, the control unit of the host device makes necessary preparations as soon as it detects that the switching element has entered the overcurrent limiting state, and sends an off signal to the gate drive circuit 7,
By safely turning off the switching element 10, the switching element 10 is protected.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の方式では、過電流制限動作時に電流が発振して
しまう問題があった。これは以下の理由による。
However, the conventional method described above has a problem that current oscillates during an overcurrent limiting operation. This is for the following reason.

【0009】従来方式の過電流制限動作は、スイッチン
グ素子10をスイッチング領域ではなく活性領域に置
き、スイッチング素子10、電流制限トランジスタ9、
ゲート抵抗15からなる負帰還回路によってスイッチン
グ素子10のコレクタ電流をある一定の値に制御する制
御系を構成することによってなされている。この制御系
は、ゲート抵抗15およびスイッチング素子10の等価
入力容量からなる1つの極を主な極とし、スイッチング
素子10の伝達特性などによって形成される1つ以上の
極を高周波数域に有する。そのため、制御系の一巡伝達
特性のゲインが大きすぎる場合には、二つ以上の極を有
する高周波数域において系が発振してしまう。発振を抑
えるための一つの方策はゲインを下げることである。た
とえば、電流制限トランジスタ9の増幅度を落とすこと
などによる。しかしながら、ゲインを落とすことで系の
安定度は増すが、過電流制御された状態でのスイッチン
グ素子10の電流が設定された値に対する誤差が大きく
なったり、過電流制限に移行するまでの移行時間が長く
なるなどの弊害もまた生じる。
In the conventional overcurrent limiting operation, the switching element 10 is placed in the active area instead of the switching area, and the switching element 10, the current limiting transistor 9,
This is achieved by configuring a control system that controls the collector current of the switching element 10 to a certain value by a negative feedback circuit including a gate resistor 15. This control system has one pole composed of the gate resistance 15 and the equivalent input capacitance of the switching element 10 as a main pole, and has one or more poles formed by the transfer characteristics of the switching element 10 in a high frequency range. Therefore, if the gain of the loop transmission characteristic of the control system is too large, the system oscillates in a high frequency region having two or more poles. One measure to suppress oscillation is to lower the gain. For example, the amplification degree of the current limiting transistor 9 is reduced. However, although the stability of the system is increased by lowering the gain, the error of the current of the switching element 10 in the overcurrent control state with respect to the set value increases, or the transition time until the transition to the overcurrent limit occurs. The adverse effects, such as a longer length, also occur.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、ゲインを落とさずに発振を抑え、過電
流を保護可能なゲート駆動回路及び当該ゲート駆動回路
の制御方法を提供するものであり、以下に示す(1)、
(2)の特徴を具備するものである。 (1) 本発明は、主電流から素子電流検出出力を分流
する電流検出端子と制御入力端子を備えた電力用スイッ
チング素子と、前記電流検出端子によって分流された該
電流検出出力から一定電流を引き去る演算手段と、前記
演算手段によって一定電流を引き去られた電流検出出力
の電流値が正の場合当該電流を積算する積算手段と、前
記積算手段の出力に基づき前記スイッチング素子の制御
入力端子電圧を制御する制御手段とを具備するゲート駆
動回路である。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a gate drive circuit capable of suppressing oscillation without lowering the gain and protecting an overcurrent, and a method of controlling the gate drive circuit. (1) shown below,
It has the feature of (2). (1) The present invention provides a power switching element having a current detection terminal for shunting an element current detection output from a main current and a control input terminal, and drawing a constant current from the current detection output shunted by the current detection terminal. Calculating means for subtracting, a integrating means for integrating the current when the current value of the current detection output from which a constant current is subtracted by the calculating means is positive, and a control input terminal voltage of the switching element based on an output of the integrating means. And a control means for controlling the gate drive circuit.

【0011】このような構成によれば、保護対象である
電力用スイッチング素子から電流検出端子により素子電
流検出出力を取り出した後、当該電流検出出力から演算
手段により一定電流を引き去る。この一定電流が引き去
られた電流検出出力の電流値は負にならないように制限
手段により制限され、当該電流検出出力を、積算手段に
より積算し、当該積算による積算手段の出力に基づき制
御手段を駆動させ前記電力用スイッチング素子の電圧を
制御するゲート駆動回路となる。
According to such a configuration, after the element current detection output is extracted from the power switching element to be protected by the current detection terminal, a constant current is subtracted from the current detection output by the arithmetic means. The current value of the current detection output from which the constant current has been subtracted is limited by the limiting means so as not to be negative, the current detection output is integrated by the integrating means, and the control means is controlled based on the output of the integrating means by the integration. A gate drive circuit that is driven to control the voltage of the power switching element.

【0012】従って、フィードバック制御による従来の
ゲート駆動回路とは異なり、積算手段の出力に基づき電
力用スイッチング素子の制御を行うことになる。その結
果、フィードバック制御を原因とする発信は発生せず、
安定したゲート駆動回路が実現できる。
Therefore, unlike the conventional gate drive circuit based on feedback control, the power switching element is controlled based on the output of the integrating means. As a result, there is no transmission due to feedback control,
A stable gate drive circuit can be realized.

【0013】前記ゲート駆動回路は、前記積算手段とし
てコンデンサを具備し、前記コンデンサの電圧を当該積
算手段の出力値として用いることを特徴とすることが好
ましい。
Preferably, the gate drive circuit includes a capacitor as the integrating means, and uses a voltage of the capacitor as an output value of the integrating means.

【0014】このような構成によれば、コンデンサの電
圧により電力用スイッチング素子の電圧を制御するか
ら、フィードバック制御を原因とする発信は発生せず、
安定したゲート駆動回路が実現できる。
According to such a configuration, since the voltage of the power switching element is controlled by the voltage of the capacitor, transmission due to feedback control does not occur.
A stable gate drive circuit can be realized.

【0015】前記ゲート駆動回路は、前記制御手段とし
て電界効果型能動素子を具備することが好ましい。
It is preferable that the gate drive circuit includes a field effect type active element as the control means.

【0016】このような構成によれば、電界効果型能動
素子は、積算手段の電圧によって駆動し電力用スイッチ
ング素子の電圧制御を行うから、フィードバック制御を
原因とする発信は発生せず、安定したゲート駆動回路が
実現できる。
According to such a configuration, the field effect type active element is driven by the voltage of the integrating means to control the voltage of the power switching element, so that the transmission due to the feedback control does not occur and the field effect type active element is stable. A gate drive circuit can be realized.

【0017】前記ゲート駆動回路は、前記電力用スイッ
チング素子の制御入力端子に対して並列に電流制御型能
動素子を設け、前記電流制御型能動素子を制御する制御
電流を前記積算手段の出力値により決定することを特徴
とすることが好ましい。
The gate drive circuit includes a current control type active element provided in parallel with a control input terminal of the power switching element, and controls a control current for controlling the current control type active element by an output value of the integrating means. Preferably, it is characterized in that it is determined.

【0018】このような構成によれば、当該電流制御型
能動素子によって増幅されることとなる。その結果、前
記制御手段の増幅度が不足する場合においても安定した
ゲート駆動回路の実現が可能である。
According to such a configuration, the signal is amplified by the current control type active element. As a result, a stable gate drive circuit can be realized even when the amplification degree of the control means is insufficient.

【0019】前記ゲート駆動回路は、前記演算手段が電
流検出出力から引き去る電流値を設定する電流値設定手
段をさらに具備することが好ましい。
It is preferable that the gate drive circuit further includes current value setting means for setting a current value to be subtracted from the current detection output by the arithmetic means.

【0020】このような構成によれば、電流検出出力か
ら引き去る一定電流値を設定することにより電力用スイ
ッチング素子を流れる過電流の値を変更することができ
る。従って、過電流の値に応じた電力用スイッチング素
子の電圧の制御が可能となり、安定したゲート駆動回路
が実現できる。
According to such a configuration, the value of the overcurrent flowing through the power switching element can be changed by setting the constant current value to be subtracted from the current detection output. Accordingly, the voltage of the power switching element can be controlled according to the value of the overcurrent, and a stable gate drive circuit can be realized.

【0021】前記ゲート駆動回路において、当該制御手
段の駆動開始を検出する検出手段をさらに具備すること
が好ましく、また、前記積算手段の出力値が、閾値を上
回ったことを通知する通知手段をさらに具備することが
好ましい。
Preferably, the gate drive circuit further comprises a detecting means for detecting the start of driving of the control means, and a notifying means for notifying that the output value of the integrating means has exceeded a threshold value. Preferably, it is provided.

【0022】このような構成によれば、電力用スイッチ
ング素子が過電流状態になった場合、早期の検出、通知
を行うことができる。
According to such a configuration, when the power switching element is in an overcurrent state, early detection and notification can be performed.

【0023】前記ゲート駆動回路は、前記積算手段の出
力値を0にリセットするリセット手段をさらに具備する
ことが好ましい。
It is preferable that the gate drive circuit further includes reset means for resetting an output value of the integrating means to zero.

【0024】このような構成によれば、当該ゲート駆動
回路に対してさらなる上位制御装置による過電流の遮断
の後、リセット手段により積算手段の出力値を0にリセ
ットすれば、再び正常動作を行うことができる。 (2) 本発明は、ゲート駆動回路の制御方法であっ
て、制御入力端子を備えた電力用スイッチング素子を流
れる主電流を素子電流検出出力を分流し、前記素子電流
検出出力から一定電流を引き去って差電流を取り出し、
当該差電流を積算手段により積算し、前記電力用スイッ
チング素子の制御入力端子に対して並列に設けた制御手
段を前記積算手段の積算された出力に基づいて制御する
ことにより前記制御入力端子電圧を制御することを特徴
とするゲート駆動回路の制御方法である。
According to such a configuration, if the output value of the integrating means is reset to 0 by the reset means after the overcurrent of the gate drive circuit is further cut off by the host controller, the normal operation is performed again. be able to. (2) The present invention is a control method of a gate drive circuit, wherein a main current flowing through a power switching element having a control input terminal is divided into an element current detection output, and a constant current is subtracted from the element current detection output. I left and took out the difference current,
The difference current is integrated by the integrating means, and the control input terminal voltage is controlled by controlling the control means provided in parallel with the control input terminal of the power switching element based on the integrated output of the integrating means. It is a control method of a gate drive circuit characterized by controlling.

【0025】このような構成によれば、保護対象である
電力用スイッチング素子から電流検出端子により素子電
流検出出力を取り出した後、当該電流検出出力から一定
電流を引き去る。この一定電流が引き去られた電流検出
出力の電流を、積算手段により積算し、当該積算による
積算手段の出力に基づき制御手段を駆動させ前記電力用
スイッチング素子の電圧を制御するゲート駆動回路とな
る。
According to such a configuration, after the element current detection output is extracted from the power switching element to be protected by the current detection terminal, a constant current is subtracted from the current detection output. The current of the current detection output from which the constant current has been subtracted is integrated by the integrating means, and the gate driving circuit controls the voltage of the power switching element by driving the control means based on the output of the integrating means by the integration. .

【0026】従って、フィードバック制御による従来の
ゲート駆動回路とは異なり、積算手段の出力に基づき電
力用スイッチング素子の制御を行うことになる。その結
果、フィードバック制御を原因とする発信は発生せず、
安定したゲート駆動回路の制御が実現できる。
Therefore, unlike the conventional gate drive circuit by feedback control, the power switching element is controlled based on the output of the integrating means. As a result, there is no transmission due to feedback control,
Stable control of the gate drive circuit can be realized.

【0027】前記ゲート駆動回路の制御方法において、
前記積算手段をコンデンサとし、当該コンデンサの電圧
を前記積算手段の出力値として電力用スイッチング素子
の制御入力端子電圧を制御することを特徴とするゲート
駆動回路の制御方法である。
In the method for controlling the gate drive circuit,
A method of controlling a gate drive circuit, characterized in that the integrating means is a capacitor, and a voltage of the capacitor is used as an output value of the integrating means to control a control input terminal voltage of a power switching element.

【0028】このような構成によれば、コンデンサの電
圧により電力用スイッチング素子の電圧を制御するか
ら、フィードバック制御を原因とする発信は発生せず、
安定したゲート駆動回路の制御が実現できる。
According to such a configuration, since the voltage of the power switching element is controlled by the voltage of the capacitor, transmission due to feedback control does not occur.
Stable control of the gate drive circuit can be realized.

【0029】前記ゲート駆動回路の制御方法において、
前記素子電流検出出力から引き去る一定電流の電流値を
設定可能とすることにより、前記電力用スイッチング素
子に流れる過電流を設定可能としたゲート駆動回路の制
御方法である。
In the method of controlling the gate drive circuit,
A gate drive circuit control method in which an overcurrent flowing in the power switching element can be set by setting a constant current value to be subtracted from the element current detection output.

【0030】このような構成によれば、電流検出出力か
ら引き去る一定電流値を設定することにより電力用スイ
ッチング素子を流れる過電流の値を変更することができ
る。従って、過電流の値に応じた電力用スイッチング素
子の電圧の制御が可能となり、安定したゲート駆動回路
が実現できる。
According to such a configuration, the value of the overcurrent flowing through the power switching element can be changed by setting a constant current value to be subtracted from the current detection output. Accordingly, the voltage of the power switching element can be controlled according to the value of the overcurrent, and a stable gate drive circuit can be realized.

【0031】前記ゲート駆動回路の制御方法において、
前記制御手段を電界効果型能動素子として前記制御入力
端子電圧を制御することことを特徴とするゲート駆動回
路の制御方法である。
In the control method of the gate drive circuit,
A method of controlling a gate drive circuit, wherein the control means controls the control input terminal voltage as a field effect type active element.

【0032】このような構成によれば、電界効果型能動
素子は、積算手段の電圧によって駆動し電力用スイッチ
ング素子の電圧制御を行うから、フィードバック制御を
原因とする発信は発生せず、安定したゲート駆動回路が
実現できる。
According to such a configuration, the field effect type active element is driven by the voltage of the integrating means to control the voltage of the power switching element. Therefore, the transmission due to the feedback control does not occur and the field effect type active element is stable. A gate drive circuit can be realized.

【0033】前記ゲート駆動回路の制御方法において、
前記電界効果型能動素子に対して直列に電流制御型能動
素子を設け、当該電流制御型能動素子により前記電界効
果型能動素子の増幅度の不足を補って電力用スイッチン
グ素子の制御入力端子電圧を制御することを特徴とする
ゲート駆動回路の制御方法である。
In the method for controlling the gate drive circuit,
A current control type active element is provided in series with the field effect type active element, and the current control type active element compensates for the lack of amplification of the field effect type active element and reduces the control input terminal voltage of the power switching element. It is a control method of a gate drive circuit characterized by controlling.

【0034】このような構成によれば、当該電流制御型
能動素子によって増幅されることとなる。その結果、前
記制御手段の増幅度が不足する場合においても安定した
ゲート駆動回路の実現が可能である。
According to such a configuration, the signal is amplified by the current control type active element. As a result, a stable gate drive circuit can be realized even when the amplification degree of the control means is insufficient.

【0035】前記ゲート駆動回路の制御方法において、
前記制御手段によって前記制御入力端子電圧を制御する
とき、前記制御手段の電流導通を利用した通知手段によ
って当該制御の開始を通知するゲート駆動回路の制御方
法である。
In the control method of the gate drive circuit,
When the control means controls the control input terminal voltage, the control means notifies the start of the control by a notifying means using current conduction of the control means.

【0036】このような構成によれば、電力用スイッチ
ング素子が過電流状態になった場合、早期の検出、通知
を行うことができる。
According to such a configuration, early detection and notification can be performed when the power switching element is in an overcurrent state.

【0037】前記ゲート駆動回路の制御方法において、
前記制御手段により前記制御入力端子電圧を制御した
後、リセット手段により前記積算手段の出力値を0にリ
セットして同様の動作を繰り返すゲート駆動回路の制御
方法である。
In the control method of the gate drive circuit,
A method of controlling a gate drive circuit in which the control means controls the control input terminal voltage and then resets the output value of the integrating means to 0 by a reset means and repeats the same operation.

【0038】このような構成によれば、当該ゲート駆動
回路に対するb上位制御装置による過電流の遮断の後、
リセット手段により積算手段の出力値を0にリセットす
れば、再び正常動作を行うことができる。
According to such a configuration, after the overcurrent of the gate drive circuit is cut off by the b-level controller,
If the output value of the integrating means is reset to 0 by the reset means, normal operation can be performed again.

【0039】[0039]

【発明の実施形態】以下、本発明の第1実施例〜第6実
施例を図面に従って説明する。 (第1実施例)図1は、第1実施例に係るゲート駆動回
路1の概略構成を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, first to sixth embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic configuration of a gate drive circuit 1 according to a first embodiment.

【0040】図1において、保護対象となるスイッチン
グ素子10は、コレクタ10C、エミッタ10E、ゲー
ト10Gの他に、センス端子10Sを具備している。セ
ンス端子1Sには、過電流検出出力としてエミッタ電流
Ieの一部をセンス端子電流として分流させている。
In FIG. 1, a switching element 10 to be protected has a sense terminal 10S in addition to a collector 10C, an emitter 10E, and a gate 10G. A part of the emitter current Ie is diverted as a sense terminal current to the sense terminal 1S as an overcurrent detection output.

【0041】なお、センス端子電流Isとエミッタ電流
Ieとの比率は、スイッチング素子の特性によって一定
の値に決まる。
The ratio between the sense terminal current Is and the emitter current Ie is determined to a constant value by the characteristics of the switching element.

【0042】電流源16は、センス端子電流Isから一
定電流Irefを引き去る制限手段であり、積算手段と
してのコンデンサ19には、差電流Id=Is−Ire
fだけの電流がダイオード18を介して流れ込む。従っ
て、コンデンサ19の両端にかかる電圧は、コンデンサ
19の電気容量の逆数を比例定数とした差電流Idの時
間積分に比例する。
The current source 16 is a limiting means for subtracting a constant current Iref from the sense terminal current Is. A difference current Id = Is-Ire is supplied to a capacitor 19 as an integrating means.
Only the current f flows through the diode 18. Therefore, the voltage applied to both ends of the capacitor 19 is proportional to the time integral of the difference current Id with the reciprocal of the capacitance of the capacitor 19 as a proportional constant.

【0043】なお、一定電流Irefの大きさは、過電
流の大きさに対応して決定される。
The magnitude of the constant current Iref is determined according to the magnitude of the overcurrent.

【0044】また、ダイオード18は、整流機能を果た
し、差電流Idをすべて基準電流としてコンデンサ19
に流入させるためのものである。
The diode 18 performs a rectifying function, and uses the difference current Id as a reference current for the capacitor 19.
It is for flowing into the.

【0045】コンデンサ19は、電界効果トランジスタ
20のゲート・ソース端子間に接続されている。また、
電界効果トランジスタ20のドレイン端子20Dは、ダ
イオード14を介してスイッチング素子10のゲート端
子10Gに接続されている。
The capacitor 19 is connected between the gate and source terminals of the field effect transistor 20. Also,
The drain terminal 20D of the field-effect transistor 20 is connected to the gate terminal 10G of the switching element 10 via the diode 14.

【0046】また、ゲート端子10Gは、ゲート抵抗1
5を介して上位の駆動回路35に接続されている。
The gate terminal 10G has a gate resistance of 1
5 is connected to a higher-level drive circuit 35.

【0047】次に、上記構成を持つゲート駆動回路1の
動作を説明する。
Next, the operation of the gate drive circuit 1 having the above configuration will be described.

【0048】例えば、スイッチングサージ電圧等により
ゲート駆動回路1が過電流状態に陥った場合、エミッタ
電流Ieが急峻に増大する。上述したように、エミッタ
電流Ieと、当該エミッタ電流Ieから分流しているセ
ンス端子電流Isとの比は一定であるから、エミッタ電
流Ieの増大に伴ってセンス電流Isも急峻に増大す
る。
For example, when the gate drive circuit 1 enters an overcurrent state due to a switching surge voltage or the like, the emitter current Ie sharply increases. As described above, since the ratio between the emitter current Ie and the sense terminal current Is shunted from the emitter current Ie is constant, the sense current Is sharply increases with an increase in the emitter current Ie.

【0049】センス端子電流Isから電流源16によっ
て一定電流Irefを引き去った値Is−Irefを差
電流Idと定義し、当該差電流Idが正の場合、差電流
Idは、ダイオード18を介してコンデンサ19へ流入
する。すると、コンデンサ19の両端は、時間に比例し
て電位差が高くなっていく。
A value Is-Iref obtained by subtracting the constant current Iref from the sense terminal current Is by the current source 16 is defined as a difference current Id. When the difference current Id is positive, the difference current Id is passed through the diode 18. It flows into the capacitor 19. Then, the potential difference between both ends of the capacitor 19 increases in proportion to the time.

【0050】このコンデンサ19は、電界効果トランジ
スタ20のゲート端20G−ソース端子20Sに接続さ
れているから、コンデンサ19にかかる電圧がゲート電
圧となる。電界効果トランジスタ20は、コンデンサ1
9の電圧によって制御され、コンデンサ19の電圧が閾
値を超えると、ドレイン20D−ソース20S間が導通
し電流が流れる。
Since the capacitor 19 is connected to the gate terminal 20G and the source terminal 20S of the field effect transistor 20, the voltage applied to the capacitor 19 becomes the gate voltage. The field effect transistor 20 includes the capacitor 1
When the voltage of the capacitor 19 exceeds the threshold value, the current flows between the drain 20D and the source 20S.

【0051】すなわち、過電流によってエミッタ電流I
eが急増した場合には、センス端子電流Is及び差電流
Idも急増し、コンデンサ19の両端は、電界効果トラ
ンジスタ20が導通を始める程度の電位差を急峻にも
つ。その結果、ダイオード14を介して、電界効果トラ
ンジスタ20のドレイン電流Iを流すことによってス
イッチング素子10のゲート電圧を低下させ、過電流を
抑える構成となっている。
That is, the emitter current I
When e rapidly increases, the sense terminal current Is and the difference current Id also rapidly increase, and both ends of the capacitor 19 have a steep potential difference such that the field effect transistor 20 starts conducting. As a result, the gate voltage of the switching element 10 is reduced by flowing the drain current ID of the field effect transistor 20 through the diode 14, thereby suppressing overcurrent.

【0052】一方、仮に、差電流Idが正とならない場
合には、ダイオード18には差電流Idは流れず、ゲー
ト端子20Gにゲート電圧はかからない。コンデンサ1
9には差電流Idが流れ込まず、電位差が起こらないか
らである。従って、過電流保護回路は動作せず、良好な
主回路の動作が維持される。
On the other hand, if the difference current Id is not positive, the difference current Id does not flow through the diode 18 and no gate voltage is applied to the gate terminal 20G. Capacitor 1
This is because the difference current Id does not flow into No. 9 and no potential difference occurs. Therefore, the overcurrent protection circuit does not operate, and a good operation of the main circuit is maintained.

【0053】このような構成によれば、従来技術と異な
り、スイッチング素子10のゲート電圧はフィードバッ
ク制御系で制御されない。電流源16によって決まる電
流値よりも検出電流の値が小さくなった時点でコンデン
サ19の電圧は一定に保持され、これによりスイッチン
グ素子10のゲート電圧もまた一定の値となるからであ
る。このようにフィードバック制御がなされないため
に、従来技術で問題となる発振などの不安定現象が起こ
らないゲート駆動回路を実現できる。
According to such a configuration, the gate voltage of the switching element 10 is not controlled by the feedback control system, unlike the prior art. This is because when the value of the detected current becomes smaller than the current value determined by the current source 16, the voltage of the capacitor 19 is kept constant, whereby the gate voltage of the switching element 10 also has a constant value. Since the feedback control is not performed as described above, it is possible to realize a gate drive circuit that does not cause an unstable phenomenon such as oscillation which is a problem in the related art.

【0054】(第2の実施形態)図2は、第2の実施形
態に係るゲート駆動回路を示している。図2では、積算
手段として演算増幅器21とコンデンサ19とからなる
積分器を用いている。演算増幅器21には、入力バイア
ス電流の小さいMOS入力型やJ−FET入力型の演算
増幅器を用いている。
(Second Embodiment) FIG. 2 shows a gate drive circuit according to a second embodiment. In FIG. 2, an integrator including an operational amplifier 21 and a capacitor 19 is used as an integrating means. As the operational amplifier 21, a MOS input type or J-FET input type operational amplifier having a small input bias current is used.

【0055】図2において、ゲート駆動回路2が過電流
状態に陥った場合、差電流Idがダイオード18を介し
てコンデンサ19に流れ込む。これによりコンデンサ1
9に電位差が生じ、この電位差がある閾値を超えると、
演算増幅器21の正相入力端子に対して逆相入力端子の
電位差が高くなり、演算増幅器21は負の出力を生ずる
ようになる。その結果、ダイオード14を介して、電界
効果トランジスタ20のドレイン電流Iを流すことに
よってスイッチング素子10のゲート電圧を低下させ、
過電流を抑えることになる。
In FIG. 2, when the gate drive circuit 2 enters an overcurrent state, the difference current Id flows into the capacitor 19 via the diode 18. This allows the capacitor 1
9, a potential difference occurs, and when this potential difference exceeds a certain threshold,
The potential difference between the negative-phase input terminal and the positive-phase input terminal of the operational amplifier 21 increases, and the operational amplifier 21 produces a negative output. As a result, the gate voltage of the switching element 10 is reduced by flowing the drain current ID of the field-effect transistor 20 through the diode 14,
Overcurrent will be suppressed.

【0056】一方、ゲート駆動回路2が通常状態、すな
わち、過電流が流れていない場合、差電流Idは負であ
るので、ダイオード18に差電流Idは流れず、演算増
幅器21の正相入力端子に対して逆相入力端子の電位差
は低く、演算増幅器21は正の出力を生ずるようにな
る。従って、ダイオード14を介して、電界効果トラン
ジスタ20のドレイン電流Iは流れ込まず、良好な主
回路の動作が維持される。
On the other hand, when the gate drive circuit 2 is in the normal state, that is, when no overcurrent flows, the difference current Id is negative, so that the difference current Id does not flow through the diode 18 and the positive-phase input terminal of the operational amplifier 21 In contrast, the potential difference at the opposite-phase input terminal is low, and the operational amplifier 21 produces a positive output. Therefore, the drain current ID of the field-effect transistor 20 does not flow through the diode 14, and a favorable operation of the main circuit is maintained.

【0057】このような構成によれば、スイッチング素
子10のゲート電圧はフィードバック制御系で制御され
ないから、従来技術で問題となる発振などの不安定現象
が起こらないゲート駆動回路を実現できる。
According to such a configuration, since the gate voltage of the switching element 10 is not controlled by the feedback control system, it is possible to realize a gate drive circuit which does not cause unstable phenomenon such as oscillation which is a problem in the prior art.

【0058】(第3の実施形態)本発明の第1の実施形
態では、該積算手段としてコンデンサを用い、その出力
によって電界効果トランジスタ20を導通させスイッチ
ング素子1のゲート電圧を制御していた。しかし、ゲー
ト抵抗15が小さい値の場合などでは、電界効果トラン
ジスタ20の増幅度が不足し、過電流からスイッチング
素子を保護するに至らない場合もある。こうした場合に
対応するのが、図3に示すゲート駆動回路3である。
(Third Embodiment) In the first embodiment of the present invention, a capacitor is used as the integration means, and the output of the capacitor turns on the field effect transistor 20 to control the gate voltage of the switching element 1. However, when the gate resistance 15 has a small value, the amplification degree of the field effect transistor 20 may be insufficient, and the switching element may not be protected from overcurrent. The gate drive circuit 3 shown in FIG. 3 responds to such a case.

【0059】当該ゲート駆動回路3は、図1に示した第
1の実施形態におけるゲート駆動回路1に、電流制御型
トランジスタ22をダイオード14と電界効果型トラン
ジスタ20との間に直列に接続したものである。この電
流制御型トランジスタ12によって、電界効果トランジ
スタ20の出力をさらに増幅し、当該電界効果トランジ
スタ20の増幅度の不足を補うものである。
The gate drive circuit 3 is different from the gate drive circuit 1 of the first embodiment shown in FIG. 1 in that a current control transistor 22 is connected in series between the diode 14 and the field effect transistor 20. It is. The current control type transistor 12 further amplifies the output of the field effect transistor 20 to compensate for the lack of amplification of the field effect transistor 20.

【0060】すなわち、ゲート駆動回路3が過電流状態
に陥った場合、差電流Idがコンデンサ19に流れ込
む。これによりコンデンサ19の電圧が閾値を超える
と、ドレイン20D−ソース20S間が導通し電流が流
れる。ドレイン電流Iは、電流制御型トランジスタ2
2によって増幅されているから、電界効果トランジスタ
20の増幅不足を補うことができる。
That is, when the gate drive circuit 3 enters an overcurrent state, the difference current Id flows into the capacitor 19. Thus, when the voltage of the capacitor 19 exceeds the threshold value, the current flows between the drain 20D and the source 20S. The drain current ID is the current control type transistor 2
2, the amplification of the field effect transistor 20 can be compensated for.

【0061】(第4の実施形態)第1〜第3の実施形態
では、過電流の値は一定の値とみなしてきた。しかし、
装置によっては過電流設定値を可変したい場合もある。
図4に示すゲート駆動回路4は、こうした場合に対応す
るものである。
(Fourth Embodiment) In the first to third embodiments, the value of the overcurrent has been regarded as a constant value. But,
Depending on the device, there is a case where it is desired to change the overcurrent set value.
The gate drive circuit 4 shown in FIG. 4 corresponds to such a case.

【0062】当該ゲート駆動回路4は、図2に示したゲ
ート駆動回路2において、電流源16に代わって接合型
電界効果トランジスタ23を設け、そのドレイン端子2
3Dにバイアス電源24が接続され、そのゲート端子2
3Gに電流設定端子26には抵抗25、ゲート23G・
ドレイン23D間には抵抗25が接続されている。
The gate drive circuit 4 is different from the gate drive circuit 2 shown in FIG. 2 in that a junction field effect transistor 23 is provided in place of the current source 16 and its drain terminal 2
3D is connected to a bias power supply 24, and its gate terminal 2
3G, the current setting terminal 26 has a resistor 25 and a gate 23G.
A resistor 25 is connected between the drains 23D.

【0063】上記構成であるゲート駆動回路4の動作時
において、スイッチング素子10のセンス端子10Sか
ら引き去られる電流検出出力の電流値は、接合型電界効
果トランジスタ23のドレイン電流である。接合型電界
効果トランジスタ23のドレイン電流は、電流設定端子
26より与えられるゲート・ソース間電圧で決定され
る。従って、ゲート駆動回路4の外部に図示しない上位
の制御装置を設け、当該制御装置より電流設定端子26
に適当な電圧を与えるようにすることで、接合型電界効
果トランジスタ23のドレイン電流を調節することがで
きる。当該ドレイン電流、すなわち、センス端子電流I
sとエミッタ電流Ieとの比率は、一定の値に決まるか
ら、過電流設定値を変更することができ、装置に適した
過電流保護のための制御が可能である。
In the operation of the gate drive circuit 4 having the above configuration, the current value of the current detection output drawn from the sense terminal 10 S of the switching element 10 is the drain current of the junction field effect transistor 23. The drain current of the junction field effect transistor 23 is determined by the gate-source voltage given from the current setting terminal 26. Therefore, a higher-level control device (not shown) is provided outside the gate drive circuit 4, and the current setting terminal 26
The drain current of the junction field effect transistor 23 can be adjusted by applying an appropriate voltage to the junction field effect transistor 23. The drain current, that is, the sense terminal current I
Since the ratio between s and the emitter current Ie is determined to be a constant value, the overcurrent set value can be changed, and control for overcurrent protection suitable for the device can be performed.

【0064】(第5の実施形態)一般に、多くの電力変
換装置では、装置が過電流状態のような異常状態に陥っ
たことを早期に検出し、把握することが重要である。
(Fifth Embodiment) In many power converters, it is generally important to early detect and grasp that the device has entered an abnormal state such as an overcurrent state.

【0065】図5に示すゲート駆動回路5は、こうした
要求に対応するものである。ゲート駆動回路5は、図3
に示したゲート駆動回路3において、電流制御トランジ
スタ22に過電流通知制御装置34を接続したものであ
る。
The gate drive circuit 5 shown in FIG. 5 responds to such a demand. FIG.
In the gate drive circuit 3 shown in (1), an overcurrent notification control device 34 is connected to the current control transistor 22.

【0066】過電流通知制御装置34は、バイポーラト
ランジスタ27、発光ダイオード28、抵抗29を直列
に接続した回路と、光ファイバ30を具備するものであ
る。
The overcurrent notification control device 34 includes a circuit in which a bipolar transistor 27, a light emitting diode 28, and a resistor 29 are connected in series, and an optical fiber 30.

【0067】ゲート駆動回路5の動作中、スイッチング
素子10が過電流状態に陥り、第3の実施形態における
ゲート駆動回路3と同様にして、電界効果トランジスタ
20が動作する。すると、同時に電流制御トランジスタ
22も導通を始め、それととともにバイポーラトランジ
スタ27が動作する。バイポーラトランジスタ27のコ
レクタ電流によって発光ダイオード28が発光し、光フ
ァイバ30によって図示していない上位の制御装置に光
信号の形で過電流の発生が伝えられる。
During the operation of the gate drive circuit 5, the switching element 10 enters an overcurrent state, and the field effect transistor 20 operates as in the gate drive circuit 3 of the third embodiment. Then, at the same time, the current control transistor 22 starts conducting, and the bipolar transistor 27 operates accordingly. The light-emitting diode 28 emits light due to the collector current of the bipolar transistor 27, and the occurrence of overcurrent is transmitted by an optical fiber 30 to an upper-level control device (not shown) in the form of an optical signal.

【0068】このような構成によれば、上位の制御装置
でスイッチング素子10の過電流状態を早期に検出、通
知することができる。
According to such a configuration, an overcurrent state of the switching element 10 can be detected and notified at an early stage by a host control device.

【0069】(第6の実施形態)本発明において、積算
手段としてコンデンサ19を使用した場合、当該コンデ
ンサ19の出力値は、スイッチング素子10の主電流が
ある一定の値になるまで増加し、その後は一定の値にな
る。図示していない上位制御装置の指示によって過電流
を遮断した後では、再び正常な運転状態に戻るために、
該積算手段の出力値をリセットする必要がある。
(Sixth Embodiment) In the present invention, when a capacitor 19 is used as an integrating means, the output value of the capacitor 19 increases until the main current of the switching element 10 reaches a certain value. Is a constant value. After the overcurrent is interrupted by an instruction from a higher-level control device (not shown), in order to return to a normal operation state again,
It is necessary to reset the output value of the integrating means.

【0070】図6に示すゲート駆動回路6は、これに対
応するものである。当該ゲート駆動回路6は、図1に示
したゲート駆動回路1において、電界効果トランジスタ
31および抵抗32からなりコンデンサ19をリセット
するリセット手段を、当該コンデンサ19と並列に接続
したものである。
The gate drive circuit 6 shown in FIG. 6 corresponds to this. The gate drive circuit 6 is the same as the gate drive circuit 1 shown in FIG. 1 except that a reset means including a field effect transistor 31 and a resistor 32 and resetting the capacitor 19 is connected in parallel with the capacitor 19.

【0071】スイッチング素子10が過電流状態に陥っ
た場合には、第1の実施形態におけるゲート駆動回路1
と同様に、コンデンサ19の両端の電位差が閾値を超え
ると、電界効果トランジスタ20が動作し、その後、上
位の制御装置によって過電流を遮断する。
When the switching element 10 enters an overcurrent state, the gate drive circuit 1 of the first embodiment
Similarly, when the potential difference between both ends of the capacitor 19 exceeds the threshold value, the field-effect transistor 20 operates, and thereafter, the overcurrent is cut off by the host controller.

【0072】その後、再び正常な運転状態に戻す場合、
リセット入力端子33に電圧を印加することで電界効果
トランジスタ31をオンさせる。すると、電界効果トラ
ンジスタ31はコンデンサ19に蓄積された電荷を消費
し、これによって該積算手段としてのコンデンサ19の
出力値は、0にリセットされる。
Thereafter, when returning to the normal operation state again,
The field effect transistor 31 is turned on by applying a voltage to the reset input terminal 33. Then, the field effect transistor 31 consumes the electric charge stored in the capacitor 19, whereby the output value of the capacitor 19 as the integrating means is reset to zero.

【0073】このような構成によれば、ゲート駆動回路
が過電流状態に陥った場合でも、迅速に正常な運転状態
に戻ることができ、作業性を向上させることができる。
According to such a configuration, even when the gate drive circuit falls into an overcurrent state, it is possible to quickly return to a normal operation state, thereby improving workability.

【0074】[0074]

【発明の効果】本発明によれば、スイッチング素子に流
れる電流が過電流状態に陥ったときに、スイッチング素
子に具備した電流検出出力端子より流れる電流より、あ
る値の電流を引き去った後に、電流値が負にならないよ
うに制限を加えた後に積算し、積算した出力によってゲ
ート電圧を制御することで、フィードバック制御によら
ずに、素子に流れる主電流を制限することができる。こ
れにより、発振などの不安定現象を起こさない安定な過
電流制限手段を有するゲート駆動回路を提供できる。
According to the present invention, when a current flowing through a switching element falls into an overcurrent state, a current of a certain value is subtracted from a current flowing from a current detection output terminal provided in the switching element. By limiting the current value so that the current value does not become negative, integrating the current, and controlling the gate voltage with the integrated output, the main current flowing to the element can be limited without using feedback control. Thus, it is possible to provide a gate drive circuit having stable overcurrent limiting means that does not cause unstable phenomenon such as oscillation.

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

【図1】第1の実施形態に係るゲート駆動回路を示す
図。
FIG. 1 is a diagram showing a gate drive circuit according to a first embodiment.

【図2】第2の実施形態に係るゲート駆動回路を示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing a gate drive circuit according to a second embodiment.

【図3】第3の実施形態に係るゲート駆動回路を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing a gate drive circuit according to a third embodiment.

【図4】第4の実施形態に係るゲート駆動回路を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing a gate drive circuit according to a fourth embodiment.

【図5】第5の実施形態に係るゲート駆動回路を示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing a gate drive circuit according to a fifth embodiment.

【図6】第6の実施形態に係るゲート駆動回路を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing a gate drive circuit according to a sixth embodiment.

【図7】従来のゲート駆動回路を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a conventional gate drive circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2、3、4、5、6…本発明に係るゲート駆動回
路。 10…スイッチング素子 16…電流源 19…コンデンサ 20…電界効果トランジスタ 21…演算増幅器 22…電流制御型トランジスタ 23…接合型電界効果トランジスタ 24…バイアス電源 25…抵抗 26…電流設定端子 27…バイポーラトランジスタ 28…ダイオード 29…抵抗 30…光ファイバ 31…電界効果トランジスタ 32…抵抗 33…リセット入力端子 34…過電流通知制御装置
1, 2, 3, 4, 5, 6,... The gate drive circuit according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Switching element 16 ... Current source 19 ... Capacitor 20 ... Field effect transistor 21 ... Operational amplifier 22 ... Current control type transistor 23 ... Junction type field effect transistor 24 ... Bias power supply 25 ... Resistance 26 ... Current setting terminal 27 ... Bipolar transistor 28 ... Diode 29 ... Resistance 30 ... Optical fiber 31 ... Field effect transistor 32 ... Resistance 33 ... Reset input terminal 34 ... Overcurrent notification control device

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 主電流から素子電流検出出力を分流する
電流検出端子と制御入力端子を備えた電力用スイッチン
グ素子と、 前記電流検出端子によって分流された該電流検出出力か
ら一定電流を引き去る演算手段と、 前記演算手段によって一定電流を引き去られた電流検出
出力の電流値が正の場合当該電流を積算する積算手段
と、 前記積算手段の出力に基づき前記スイッチング素子の制
御入力端子電圧を制御する制御手段と、 を具備するゲート駆動回路。
1. A power switching element having a current detection terminal for shunting an element current detection output from a main current and a control input terminal, and an operation for subtracting a constant current from the current detection output shunted by the current detection terminal Means, an integration means for integrating the current when the current value of the current detection output from which a constant current is subtracted by the arithmetic means is positive, and controlling a control input terminal voltage of the switching element based on an output of the integration means. A gate driving circuit comprising:
【請求項2】 請求項1記載のゲート駆動回路におい
て、 前記積算手段としてコンデンサを具備し、 前記コンデンサの電圧を当該積算手段の出力値として用
いることを特徴とするゲート駆動回路。
2. The gate drive circuit according to claim 1, further comprising a capacitor as said integrating means, wherein a voltage of said capacitor is used as an output value of said integrating means.
【請求項3】 請求項1記載のゲート駆動回路におい
て、 前記制御手段として電界効果型能動素子を具備するゲー
ト駆動回路。
3. The gate drive circuit according to claim 1, further comprising a field effect type active element as said control means.
【請求項4】 請求項1記載のゲート駆動回路におい
て、 前記電力用スイッチング素子の制御入力端子と並列に電
流制御型能動素子を設け、 前記電流制御型能動素子を制御する制御電流を前記積算
手段の出力値により決定することを特徴とするゲート駆
動回路。
4. The gate drive circuit according to claim 1, wherein a current control type active element is provided in parallel with a control input terminal of the power switching element, and the control current for controlling the current control type active element is integrated by the integrating means. A gate drive circuit characterized in that the gate drive circuit is determined by an output value of the gate drive circuit.
【請求項5】 請求項1記載のゲート駆動回路におい
て、 前記演算手段が電流検出出力から引き去る電流値を設定
する電流値設定手段をさらに具備するゲート駆動回路。
5. The gate drive circuit according to claim 1, further comprising current value setting means for setting a current value to be subtracted from a current detection output by said calculation means.
【請求項6】 請求項1記載のゲート駆動回路におい
て、 前記制御手段の駆動開始を検出する検出手段をさらに具
備するゲート駆動回路。
6. The gate drive circuit according to claim 1, further comprising a detection unit that detects a start of driving of the control unit.
【請求項7】 請求項1記載のゲート駆動回路におい
て、 前記積算手段の出力値が、閾値を上回ったことを通知す
る通知手段をさらに具備するゲート駆動回路。
7. The gate drive circuit according to claim 1, further comprising: a notification unit that notifies that an output value of the integration unit has exceeded a threshold value.
【請求項8】 請求項1記載のゲート駆動回路におい
て、 前記積算手段の出力値を0にリセットするリセット手段
をさらに具備するゲート駆動回路。
8. The gate drive circuit according to claim 1, further comprising reset means for resetting an output value of said integration means to zero.
【請求項9】 ゲート駆動回路の制御方法であって、 制御入力端子を備えた電力用スイッチング素子を流れる
主電流から素子電流検出出力を分流し、 前記素子電流検出出力から一定電流を引き去って差電流
を取り出し、 当該差電流を積算手段により積算し、 前記電力用スイッチング素子の制御入力端子に対して並
列に設けた制御手段を前記積算手段の積算された出力に
基づいて制御することにより前記制御入力端子電圧を制
御することを特徴とするゲート駆動回路の制御方法。
9. A method for controlling a gate drive circuit, comprising: shunting an element current detection output from a main current flowing through a power switching element having a control input terminal; and subtracting a constant current from the element current detection output. The differential current is taken out, the differential current is integrated by the integrating means, and the control means provided in parallel with the control input terminal of the power switching element is controlled based on the integrated output of the integrating means, thereby A method for controlling a gate drive circuit, comprising controlling a control input terminal voltage.
【請求項10】 請求項9記載のゲート駆動回路の制御
方法において、 前記積算手段をコンデンサとし、 当該コンデンサの電圧を前記積算手段の出力値として電
力用スイッチング素子の制御入力端子電圧を制御するこ
とを特徴とするゲート駆動回路の制御方法。
10. The method of controlling a gate drive circuit according to claim 9, wherein the integrating means is a capacitor, and a voltage of the capacitor is used as an output value of the integrating means to control a control input terminal voltage of the power switching element. A method for controlling a gate drive circuit, comprising:
【請求項11】 請求項9記載のゲート駆動回路の制御
方法において、 前記素子電流検出出力から引き去る一定電流の電流値を
設定可能とすることにより、前記電力用スイッチング素
子に流れる過電流を設定可能としたゲート駆動回路の制
御方法。
11. The control method for a gate drive circuit according to claim 9, wherein a current value of a constant current subtracted from said element current detection output can be set, thereby setting an overcurrent flowing through said power switching element. A method of controlling a gate drive circuit that has been made possible.
【請求項12】 請求項9記載のゲート駆動回路の制御
方法において、 前記制御手段を電界効果型能動素子として前記制御入力
端子電圧を制御することことを特徴とするゲート駆動回
路の制御方法。
12. The method of controlling a gate drive circuit according to claim 9, wherein the control means controls the control input terminal voltage as a field effect type active element.
【請求項13】 請求項12記載のゲート駆動回路の制
御方法において、 前記電界効果型能動素子に対して直列に電流制御型能動
素子を設け、 当該電流制御型能動素子により前記電界効果型能動素子
の増幅度の不足を補って電力用スイッチング素子の制御
入力端子電圧を制御することを特徴とするゲート駆動回
路の制御方法。
13. The method of controlling a gate drive circuit according to claim 12, wherein a current control type active element is provided in series with the field effect type active element, and the current control type active element is used to control the field effect type active element. And controlling the control input terminal voltage of the power switching element by compensating for the lack of the amplification degree.
【請求項14】 請求項9記載のゲート駆動回路の制御
方法において、 前記制御手段によって前記制御入力端子電圧を制御する
とき、前記制御手段の電流導通を利用した通知手段によ
って制御の開始を通知するゲート駆動回路の制御方法。
14. The control method for a gate drive circuit according to claim 9, wherein when the control means controls the control input terminal voltage, the control means notifies the start of the control by using the current conduction of the control means. Control method of gate drive circuit.
【請求項15】 請求項9記載のゲート駆動回路の制御
方法において、 前記制御手段により前記制御入力端子電圧を制御した
後、 リセット手段により前記積算手段の出力値を0にリセッ
トして同様の動作を繰り返すゲート駆動回路の制御方
法。
15. The method of controlling a gate drive circuit according to claim 9, wherein the control means controls the control input terminal voltage, and then resets the output value of the integrating means to 0 by reset means to perform the same operation. The control method of the gate drive circuit which repeats.
JP11025700A 1999-02-03 1999-02-03 Gate driving circuit and control method thereof Pending JP2000224837A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11025700A JP2000224837A (en) 1999-02-03 1999-02-03 Gate driving circuit and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11025700A JP2000224837A (en) 1999-02-03 1999-02-03 Gate driving circuit and control method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000224837A true JP2000224837A (en) 2000-08-11

Family

ID=12173073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11025700A Pending JP2000224837A (en) 1999-02-03 1999-02-03 Gate driving circuit and control method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000224837A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005027328A1 (en) * 2003-09-10 2005-03-24 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Gate drive circuit
JP2008118767A (en) * 2006-11-02 2008-05-22 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Current limit circuit
JP2020017882A (en) * 2018-07-26 2020-01-30 オムロン株式会社 Switching circuit and power conversion device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005027328A1 (en) * 2003-09-10 2005-03-24 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation Gate drive circuit
US7570102B2 (en) 2003-09-10 2009-08-04 Toshiba Mitsubishi - Electric Industrial Systems Corporation Gate driving circuit for driving a gate electrode of an electric power switching element with simple structure
JP2008118767A (en) * 2006-11-02 2008-05-22 Fuji Electric Device Technology Co Ltd Current limit circuit
JP2020017882A (en) * 2018-07-26 2020-01-30 オムロン株式会社 Switching circuit and power conversion device
JP6992696B2 (en) 2018-07-26 2022-01-13 オムロン株式会社 Switch circuit and power converter
US11496125B2 (en) 2018-07-26 2022-11-08 Omron Corporation Switch circuit capable of overcurrent protection with small and simple circuit, and with simple operation, without affecting normal operation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0599455B1 (en) Power transistor overcurrent protection circuit
US8537515B2 (en) Driving circuit and semiconductor device with the driving circuit
EP0706265B1 (en) Current detector circuit
JP3101998B2 (en) Overcurrent detection circuit
JP4342251B2 (en) Gate drive circuit
JP3409994B2 (en) Self-extinguishing element drive circuit
JP2000224837A (en) Gate driving circuit and control method thereof
JP2018098849A (en) Power module
JP2018078533A (en) Power module
JP2004280452A (en) Current control circuit
JP2006025516A (en) Switching element drive circuit
JPH11195971A (en) Drive circuit for power device
JP3477566B2 (en) Gate drive circuit with overcurrent protection function
JP3596415B2 (en) Inductive load drive circuit
CN218124677U (en) IGBT overcurrent protection circuit
CN112654946B (en) Current sensing circuit stable over a wide range of load currents
JP3380308B2 (en) Optical semiconductor relay device
KR100200533B1 (en) Darlington amplification circuit for over-current control
JPH0685496B2 (en) Gate drive circuit for electrostatic induction type self-extinguishing device
US6259297B1 (en) Protection circuit for power transistor
JPH08331757A (en) Overcurrent limiting circuit
JP2003078362A (en) Power semiconductor device
JPH0564545B2 (en)
JP3671796B2 (en) Drive device for current control element
JP3052865B2 (en) Switching power supply