JP2002026706A - High-voltage switching unit and pulse generator employing the high-voltage switching unit - Google Patents

High-voltage switching unit and pulse generator employing the high-voltage switching unit

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JP2002026706A
JP2002026706A JP2000211219A JP2000211219A JP2002026706A JP 2002026706 A JP2002026706 A JP 2002026706A JP 2000211219 A JP2000211219 A JP 2000211219A JP 2000211219 A JP2000211219 A JP 2000211219A JP 2002026706 A JP2002026706 A JP 2002026706A
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JP
Japan
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voltage
speed
circuit
switch
control signal
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Application number
JP2000211219A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiko Iwata
明彦 岩田
Akihiro Suzuki
昭弘 鈴木
Masaki Yamada
正樹 山田
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-voltage switch unit, consisting of series connection of high-voltage switch circuits where a sufficiently constant gate voltage is applied to high-speed switching elements of each high-voltage switching circuit, each high-speed switching element which realizes switching with a high repetitive frequency, and a fault in each high-voltage switching circuit can be detected and to provide a pulse generator employing the high-voltage switching unit. SOLUTION: Forced discharge circuits G1-Gn, forcibly discharge electric charges in main high-speed switch elements IGBT1-IGBTn, and voltages VJ1-VJn at connection sections J1-Jn and gate voltages VK1-VKn of 2nd NMOS transistors TRs QB1-QBn are also discharged within a time which depends on pulse width setting resistors RF1-RFn. Moreover, the high-voltage switching unit is provided with fault detection circuits UD1-UDn, to detect destruction of the main high- speed switch elements IGBT1-IGBTn.

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、半導体の高電圧ス
イッチを用いた回路で構成された高圧スイッチ装置、及
び該高圧スイッチ装置を使用した高電圧パルス発生装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high voltage switch device comprising a circuit using a semiconductor high voltage switch, and a high voltage pulse generator using the high voltage switch device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8は、従来の高電圧パルス発生装置に
使用した高圧スイッチ装置の例を示した回路図であり、
図8では、特許公報第2809913号や論文T.IE
E Japan,Vol.117−D,No.11(199
7)にある高圧スイッチ装置の構成を示している。図8
において、高圧スイッチ装置100は、直列に接続され
た複数の高圧スイッチ回路SCa1〜SCanで構成され
ており、該各高圧スイッチ回路SCa1〜SCanは、I
GBTやFET等を使用した高速スイッチ素子101と
該高速スイッチ素子101のスイッチングを行う回路と
でそれぞれ構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a high-voltage switch device used in a conventional high-voltage pulse generator.
In FIG. 8, Patent Publication No. 2809913 and the article T. IE
E Japan, Vol. 117-D, No. 11 (199
7) shows the configuration of the high-voltage switch device according to 7). FIG.
In high-pressure switch device 100 is constituted by a plurality of high voltage switch circuit SCa 1 ~SCa n connected in series, respective high-voltage switch circuit SCa 1 ~SCa n is I
It is composed of a high-speed switching element 101 using a GBT, an FET or the like, and a circuit for switching the high-speed switching element 101.

【0003】高圧スイッチ回路SCa1は、外部から入
力されるスイッチング制御信号に応じて高速スイッチ素
子101のスイッチング動作を行い、高圧スイッチ回路
SCa1における高速スイッチ素子101のスイッチン
グ動作に応じて、高圧スイッチ回路SCa2〜SCan
おける各高速スイッチ素子101が順次スイッチング動
作を行う。なお、高圧スイッチ回路SCa1〜SCan
それぞれ同じ回路で構成されている。
[0003] high voltage switch circuit SCa 1 performs a switching operation of the high-speed switching element 101 in accordance with a switching control signal inputted from outside, in accordance with a switching operation of the high-speed switching element 101 in the high voltage switch circuit SCa 1, high voltage switch perform each high-speed switching element 101 sequentially switching operation in the circuit SCa 2 ~SCa n. Incidentally, high-voltage switch circuit SCa 1 ~SCa n are each configured by the same circuit.

【0004】このように、従来の高圧スイッチの動作に
おいては、高圧スイッチ回路SCa 2〜SCanの各高速
スイッチ素子101は、高速スイッチ回路SCa1にお
ける高速スイッチ素子101の導通による変位電流によ
って順次導通にいたり、各ゲート電圧が、ゲート抵抗1
02によってそれぞれ放電される。このときのゲート電
圧波形は、おおよそゲート抵抗102と対応する高速ス
イッチ素子101のゲート容量による減衰波形となる。
As described above, the operation of the conventional high-voltage switch is
The high-voltage switch circuit SCa Two~ SCanEach high speed
The switch element 101 includes a high-speed switch circuit SCa1In
Current due to conduction of the high-speed switch element 101
Or each gate voltage is changed to a gate resistance 1
02 respectively. The gate power at this time
The pressure waveform roughly corresponds to the gate resistor 102 and the corresponding high speed switch.
It becomes an attenuation waveform due to the gate capacitance of the switch element 101.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このことから、高圧ス
イッチ装置100に必要なオン時間に対して、ゲート抵
抗102と対応する高速スイッチ素子101のゲート容
量とから決まる時定数を大きくすると、高速スイッチ素
子101に主電流が流れているときには該ゲートに十分
に高いほぼ一定の電圧が印加されることになる。しか
し、該時定数を大きくすると高速スイッチ素子101が
導通している期間が長くなるため、スイッチング動作の
繰り返し周波数を上げることができないという問題があ
った。また、高圧スイッチ回路SCa2〜SCanには、
駆動用の電源等が供給されていないため、高圧スイッチ
回路SCa2〜SCanでの異常を検知するための回路を
設けることが困難であり、高圧スイッチ回路SCa2
SCanでの異常や素子の破壊を検知できないという問
題があった。
Therefore, if the time constant determined by the gate resistance 102 and the gate capacitance of the corresponding high-speed switch element 101 is increased with respect to the on-time required for the high-voltage switch device 100, the high-speed switch When a main current is flowing through the element 101, a sufficiently high and substantially constant voltage is applied to the gate. However, if the time constant is increased, the period during which the high-speed switch element 101 is conducting becomes longer, and thus there is a problem that the repetition frequency of the switching operation cannot be increased. Further, the high voltage switch circuit SCa 2 ~SCa n,
Since the power source or the like for driving is not supplied, it is difficult to provide a circuit for detecting the abnormality of the high voltage switch circuit SCa 2 ~SCa n, high voltage switch circuits SCa 2 ~
There is a problem that can not be detected the destruction of abnormal or element in the SCa n.

【0006】本発明は、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、各高圧スイッチ回路における
高速スイッチ素子に十分な一定のゲート電圧を供給する
ことができると共に、スイッチング動作の繰り返し周波
数を高くすることができ、各高圧スイッチ回路の異常を
検出することができる、複数の高圧スイッチ回路を直列
に接続してなる高圧スイッチ装置及び該高圧スイッチ装
置を使用したパルス発生装置を得ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and can supply a sufficiently constant gate voltage to a high-speed switch element in each high-voltage switch circuit, and can repeat a switching operation. Obtaining a high-voltage switch device in which a plurality of high-voltage switch circuits can be connected in series and a pulse generator using the high-voltage switch device that can increase the frequency and detect an abnormality of each high-voltage switch circuit With the goal.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明に係る高圧スイ
ッチ装置は、高電圧のスイッチングを行う半導体で形成
された高速スイッチ素子を有し該高速スイッチ素子のス
イッチング制御を行う複数の高圧スイッチ回路で構成さ
れると共に該各高圧スイッチ回路の高速スイッチ素子が
それぞれ直列に接続され、外部からの制御信号に応じて
所定の1つの高速スイッチ素子がスイッチングすると他
の各高速スイッチ素子も順次スイッチングを行う高圧ス
イッチ装置において、各高圧スイッチ回路は、高速スイ
ッチ素子に並列に接続された分圧抵抗を有し、該分圧抵
抗から得られる電圧変化から直列に接続された高速スイ
ッチ素子の少なくとも1つが導通状態になったことを検
出する導通状態検出部と、該導通状態検出部によって他
の高速スイッチ素子の導通状態が検出されると、高速ス
イッチ素子の制御信号入力端に電圧を印加して導通状態
にするスイッチ制御部と、該スイッチ制御部によって電
圧が印加されてから所定時間後に、高速スイッチ素子の
制御信号入力端を所定の電圧に低下させて高速スイッチ
素子を遮断状態にする遮断制御部とをそれぞれ備えるも
のである。
A high-voltage switch device according to the present invention includes a high-speed switch element formed of a semiconductor that performs high-voltage switching and a plurality of high-voltage switch circuits that perform switching control of the high-speed switch element. The high-speed switch elements of the respective high-voltage switch circuits are connected in series, and when one predetermined high-speed switch element switches in response to an external control signal, the other high-speed switch elements also sequentially switch. In the switch device, each high-voltage switch circuit has a voltage-dividing resistor connected in parallel to the high-speed switching element, and at least one of the high-speed switching elements connected in series is in a conductive state based on a voltage change obtained from the voltage-dividing resistor. And a high-speed switch element by the conduction state detection unit. A switch control unit for applying a voltage to the control signal input terminal of the high-speed switch element to turn on when a conduction state of the high-speed switch element is detected; and a high-speed switch element after a predetermined time from the application of the voltage by the switch control unit. And a shut-off control unit for lowering the control signal input terminal to a predetermined voltage to turn off the high-speed switch element.

【0008】また、この発明に係る高圧スイッチ装置
は、上記スイッチ制御部及び遮断制御部が、高速スイッ
チ素子と分圧抵抗との並列回路を介して得られる電圧を
電源として動作するものである。
In the high-voltage switch device according to the present invention, the switch control section and the cutoff control section operate using a voltage obtained through a parallel circuit of a high-speed switch element and a voltage dividing resistor as a power supply.

【0009】更に、この発明に係る高圧スイッチ装置
は、上記遮断制御部が、高速スイッチ素子の制御信号入
力端を所定の電圧に接続する接続回路と、スイッチ制御
部によって電圧が印加されてからの経過時間に応じて、
該接続回路の接続制御を行う接続制御回路とで構成され
るものである。
Further, in the high-voltage switch device according to the present invention, the cutoff control section includes a connection circuit for connecting a control signal input terminal of the high-speed switch element to a predetermined voltage, and a connection circuit after the switch control section applies the voltage. Depending on the elapsed time,
And a connection control circuit for controlling connection of the connection circuit.

【0010】更にまた、この発明に係る高圧スイッチ装
置は、上記接続制御回路が、遅延回路で構成されるもの
である。
Further, in the high-voltage switch device according to the present invention, the connection control circuit includes a delay circuit.

【0011】また、この発明に係る高圧スイッチ装置
は、各スイッチ制御部の少なくとも1つが対応する高速
スイッチ素子の制御信号入力端に印加する電圧が所定値
以下である状態の検出を行い、該検出を行った結果を出
力する状態検出部を備えるようにしてもよい。
Further, in the high-voltage switch device according to the present invention, at least one of the switch control units detects a state where the voltage applied to the control signal input terminal of the corresponding high-speed switch element is equal to or lower than a predetermined value, and May be provided.

【0012】この発明に係る高圧スイッチ装置は、高電
圧のスイッチングを行う半導体で形成された高速スイッ
チ素子がそれぞれ直列に接続され、外部からの制御信号
に応じて所定の1つの高速スイッチ素子がスイッチング
すると他の各高速スイッチ素子も順次スイッチングを行
う高圧スイッチ装置において、高速スイッチ素子と該高
速スイッチ素子に並列に接続された分圧抵抗を有し、該
分圧抵抗から得られる電圧変化から直列に接続された高
速スイッチ素子の少なくとも1つが導通状態になったこ
とを検出すると、高速スイッチ素子の制御信号入力端に
電圧を印加して導通状態にする複数の高圧スイッチ回路
と、少なくとも1つの該高圧スイッチ回路における高速
スイッチ素子の制御信号入力端に入力される電圧が所定
値以下である状態の検出を行い、該検出結果を出力する
状態検出回路とを備えるものである。
In the high-voltage switch device according to the present invention, high-speed switch elements formed of a semiconductor that performs high-voltage switching are connected in series, and one predetermined high-speed switch element is switched in response to an external control signal. Then, in each of the other high-speed switch elements, the high-voltage switch device that performs switching sequentially has a high-speed switch element and a voltage-dividing resistor connected in parallel to the high-speed switch element. When detecting that at least one of the connected high-speed switch elements has become conductive, a plurality of high-voltage switch circuits that apply a voltage to a control signal input terminal of the high-speed switch element to make the conductive state, and at least one high-voltage switch circuit A state in which the voltage input to the control signal input terminal of the high-speed switch element in the switch circuit is equal to or lower than a predetermined value Performs detection, in which and a state detection circuit that outputs the detection result.

【0013】また、この発明に係る高圧スイッチ装置
は、上記各高圧スイッチ回路及び状態検出回路が、高速
スイッチ素子と分圧抵抗との並列回路を介して得られる
電圧を電源として動作するものである。
In the high-voltage switch device according to the present invention, each of the high-voltage switch circuits and the state detection circuit operates using a voltage obtained through a parallel circuit of a high-speed switch element and a voltage dividing resistor as a power supply. .

【0014】この発明に係るパルス発生装置は、高圧電
源からの電圧を充電するコンデンサに負荷が直列に接続
された直列回路の両端のスイッチング制御を行って、該
負荷に所定のパルスを発生させるパルス発生装置におい
て、高電圧のスイッチングを行う半導体で形成された高
速スイッチ素子がそれぞれ直列に接続され、外部からの
制御信号に応じて所定の1つの高速スイッチ素子がスイ
ッチングすると他の各高速スイッチ素子も順次スイッチ
ングを行うと共に、少なくとも1つの高速スイッチ素子
の制御信号入力端に印加される電圧が所定値以下である
状態の検出を行い該検出結果を出力する、コンデンサと
負荷の直列回路における両端のスイッチングを行う高圧
スイッチ装置と、該高圧スイッチ装置から出力される検
出結果に応じて高圧電源からの高電圧の出力制御を行う
電源制御部とを備えるものである。
A pulse generator according to the present invention performs switching control on both ends of a series circuit in which a load is connected in series to a capacitor for charging a voltage from a high-voltage power supply, and generates a predetermined pulse in the load. In the generator, high-speed switching elements formed of semiconductors that perform high-voltage switching are connected in series, and when one predetermined high-speed switching element switches in response to a control signal from the outside, the other high-speed switching elements also Switching at both ends of a series circuit of a capacitor and a load, which sequentially performs switching, detects a state in which a voltage applied to a control signal input terminal of at least one high-speed switching element is equal to or lower than a predetermined value, and outputs the detection result. And a high-voltage switch device for performing the high-voltage switching according to the detection result output from the high-voltage switch device. In which and a power control unit for controlling the output of the high voltage from the power supply.

【0015】また、この発明に係るパルス発生装置は、
上記高圧スイッチ装置が、高速スイッチ素子と該高速ス
イッチ素子に並列に接続された分圧抵抗を有し、該分圧
抵抗から得られる電圧変化から直列に接続された高速ス
イッチ素子の少なくとも1つが導通状態になったことを
検出すると、高速スイッチ素子の制御信号入力端に電圧
を印加して導通状態にする複数の高圧スイッチ回路と、
少なくとも1つの該高圧スイッチ回路における高速スイ
ッチ素子の制御信号入力端に入力される電圧が所定値以
下である状態の検出を行い、該検出結果を出力する状態
検出回路とを備えるものである。
[0015] Further, the pulse generator according to the present invention comprises:
The high-voltage switch device has a high-speed switching element and a voltage-dividing resistor connected in parallel to the high-speed switching element, and at least one of the high-speed switching elements connected in series is turned on based on a voltage change obtained from the voltage-dividing resistance. A plurality of high-voltage switch circuits that apply a voltage to a control signal input terminal of the high-speed switch element to make a conductive state when the state is detected;
A state detection circuit for detecting a state in which the voltage input to the control signal input terminal of the high-speed switch element in at least one of the high-voltage switch circuits is equal to or lower than a predetermined value, and outputting the detection result.

【0016】また、この発明に係るパルス発生装置は、
上記電源制御部が、少なくとも1つの高圧スイッチ回路
における高速スイッチ素子の制御信号入力端に入力され
る電圧が所定値以下である状態が上記状態検出回路によ
って検出されると、高圧電源からの高電圧の出力を遮断
して停止させるものである。
Further, the pulse generator according to the present invention comprises:
When the power supply control unit detects a state in which the voltage input to the control signal input terminal of the high-speed switch element in at least one high-voltage switch circuit is equal to or less than a predetermined value, the high-voltage power supply from the high-voltage power supply To shut off the output.

【0017】また、この発明に係るパルス発生装置は、
上記電源制御部が、高圧電源からの出力電圧が所定値以
下である場合には、上記状態検出回路の検出結果に関係
なく高圧電源からの高電圧を供給するものである。
Further, a pulse generator according to the present invention comprises:
When the output voltage from the high-voltage power supply is equal to or less than a predetermined value, the power supply controller supplies the high voltage from the high-voltage power supply regardless of the detection result of the state detection circuit.

【0018】また、この発明に係るパルス発生装置は、
上記各高圧スイッチ回路及び状態検出回路が、高速スイ
ッチ素子と抵抗との並列回路を介して得られる高圧電源
からの電圧を電源として動作するものである。
Further, the pulse generating apparatus according to the present invention comprises:
Each of the high-voltage switch circuits and the state detection circuit operates using a voltage from a high-voltage power supply obtained through a parallel circuit of a high-speed switch element and a resistor as a power supply.

【0019】また、この発明に係るパルス発生装置は、
上記各高圧スイッチ回路が、高速スイッチ素子に並列に
接続された分圧抵抗を有し該分圧抵抗から得られる電圧
変化から直列に接続された高速スイッチ素子の少なくと
も1つが導通状態になったことを検出する導通状態検出
部と、該導通状態検出部によって他の高速スイッチ素子
の導通状態が検出されると高速スイッチ素子の制御信号
入力端に電圧を印加して導通状態にするスイッチ制御部
と、該スイッチ制御部によって電圧が印加されてから所
定時間後に高速スイッチ素子の制御信号入力端を所定の
電圧に低下させて高速スイッチ素子を遮断状態にする遮
断制御部とをそれぞれ備えるものである。
Further, the pulse generator according to the present invention comprises:
Each of the high-voltage switch circuits has a voltage-dividing resistor connected in parallel with the high-speed switching element, and at least one of the high-speed switching elements connected in series becomes conductive from a voltage change obtained from the voltage-dividing resistor. And a switch control unit for applying a voltage to a control signal input terminal of the high-speed switch element to turn on when a conductive state of another high-speed switch element is detected by the conductive state detection unit. And a shutoff control unit that lowers the control signal input terminal of the high-speed switch element to a predetermined voltage and turns off the high-speed switch element after a predetermined time from the application of the voltage by the switch control unit.

【0020】また、この発明に係るパルス発生装置は、
上記遮断制御部が、高速スイッチ素子の制御信号入力端
を所定の電圧に接続する接続回路と、スイッチ制御部に
よって電圧が印加されてからの経過時間に応じて該接続
回路の接続制御を行う接続制御回路とで構成されるもの
である。
Further, the pulse generator according to the present invention comprises:
A connection circuit for connecting the control signal input terminal of the high-speed switch element to a predetermined voltage, and a connection for performing connection control of the connection circuit according to an elapsed time after the voltage is applied by the switch control unit; It comprises a control circuit.

【0021】更に、この発明に係るパルス発生装置は、
上記接続制御回路が、遅延回路で構成されるものであ
る。
Further, the pulse generating device according to the present invention comprises:
The connection control circuit includes a delay circuit.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】次に、図面に示す実施の形態に基
づいて、本発明を詳細に説明する。 実施の形態1.図1は、本発明の実施の形態1における
高圧スイッチ装置の例を示した回路図である。図1にお
いて、高圧スイッチ装置1は、同一回路構成の複数の高
圧スイッチ回路SC1〜SCn(nは、n>0の自然数)
で構成されている。なお、図1では、高圧スイッチ回路
SC1〜SCnが同一回路構成であることから高圧スイッ
チ回路SC1及びSCnのみ内部回路を示しており、その
他の高圧スイッチ回路は省略している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of the high-voltage switch device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a high-voltage switch device 1 includes a plurality of high-voltage switch circuits SC 1 to SC n having the same circuit configuration (n is a natural number of n> 0).
It is composed of In FIG. 1, since the high-voltage switch circuits SC 1 to SC n have the same circuit configuration, only the internal circuits of the high-voltage switch circuits SC 1 and SC n are shown, and other high-voltage switch circuits are omitted.

【0023】各高圧スイッチ回路SC1〜SCnは、高圧
スイッチ装置1に接続される負荷のスイッチングを行う
IGBTを使用した対応する主高速スイッチ素子IGB
1〜IGBTnをそれぞれ有し、該各主高速スイッチ素
子IGBT1〜IGBTnは順方向に直列に接続され、該
直列回路の両端が高圧スイッチ装置1の出力端をなして
いる。
Each of the high-voltage switch circuits SC 1 to SC n has a corresponding main high-speed switch element IGB using an IGBT for switching a load connected to the high-voltage switch device 1.
A T 1 ~IGBT n, respectively, each of said main fast switching device IGBT 1 ~IGBT n are connected in series in the forward direction, both ends of the series circuit forms an output terminal of the high voltage switch device 1.

【0024】ここで、図2は、図1で示した高圧スイッ
チ装置1を使用したパルス発生装置の例を示した概略の
回路図である。図2のパルス発生装置10において、高
圧電源11から充電抵抗12を通して、主コンデンサ1
3に電圧を充電する。外部から導通用制御信号Sが高圧
スイッチ装置1に入力されることによって、高圧スイッ
チ装置1の出力端間は導通し、負荷14に電圧が印加さ
れる。このような構成において、外部からの導通用制御
信号Sに応じて、高圧スイッチ装置1の主高速スイッチ
素子IGBT1〜IGBTnが共に導通状態、又は共に開
放状態になることにより、負荷14間に高電圧のパルス
が発生する。
Here, FIG. 2 is a schematic circuit diagram showing an example of a pulse generator using the high-voltage switch device 1 shown in FIG. In the pulse generator 10 shown in FIG.
3. Charge the voltage. When the conduction control signal S is input to the high-voltage switch device 1 from the outside, the output terminals of the high-voltage switch device 1 conduct, and a voltage is applied to the load 14. In such a configuration, the main high-speed switch elements IGBT 1 to IGBT n of the high-voltage switch device 1 are both turned on or both are turned on in response to an external control signal S for connection, so that the load 14 is connected between the loads 14. A high voltage pulse is generated.

【0025】次に図1に戻り、各高圧スイッチ回路SC
1〜SCnの構成について説明する。なお、各高圧スイッ
チ回路SC1〜SCnはそれぞれ同一構成であることか
ら、任意の高圧スイッチ回路SCm(mは1≦m≦nの
自然数)を例にして説明する。高圧スイッチ回路SCm
は、主高速スイッチ素子IGBTm、補助用高速スイッ
チ素子をなす第1Nチャネル型MOSトランジスタ(以
下、NMOSトランジスタと呼ぶ)QAm、変位電流検
出用抵抗RAm、変位電流検出用ダイオードDAm、変位
電流検出用コンデンサCAm、分圧電圧検出用抵抗R
m、突き合わせダイオードDBm、変位電流検出用リア
クトルLm、補助スイッチゲート抵抗RCmを備えてい
る。
Returning to FIG. 1, each high-voltage switch circuit SC
Description will be given of a configuration of 1 to SC n. Since each of the high-voltage switch circuits SC 1 to SC n has the same configuration, an explanation will be given using an example of an arbitrary high-voltage switch circuit SC m (m is a natural number of 1 ≦ m ≦ n). High voltage switch circuit SC m
Are a main high-speed switch element IGBT m , a first N-channel MOS transistor (hereinafter referred to as an NMOS transistor) QA m as an auxiliary high-speed switch element, a displacement current detection resistor RA m , a displacement current detection diode DA m , a displacement Current detection capacitor CA m , divided voltage detection resistor R
B m , a butt diode DB m , a displacement current detection reactor L m , and an auxiliary switch gate resistance RC m .

【0026】更に、高圧スイッチ回路SCmは、増幅用
コンデンサCBm、パルストランスT m、主スイッチ入力
ダイオードDCm、帰還ダイオードDDm、環流ダイオー
ドDEm、主スイッチゲート抵抗RDm、分圧用抵抗RE
m、及び主高速スイッチ素子IGBTmのゲート電圧を強
制的に放電させる強制放電回路Gmを備えている。
Further, a high-voltage switch circuit SCmIs for amplification
Capacitor CBm, Pulse transformer T m, Main switch input
Diode DCm, Feedback diode DDm, Reflux Daio
De DEm, Main switch gate resistance RDm, Voltage dividing resistor RE
m, And main high-speed switch element IGBTmGate voltage
Forced discharge circuit GmIt has.

【0027】主高速スイッチ素子IGBTmのコレクタ
とエミッタとの間には分圧用抵抗REmが接続されてい
る。主高速スイッチ素子IGBTmのコレクタは、変位
電流検出用抵抗RAm及び変位電流検出用ダイオードD
mが順方向に直列に接続された直列回路を介して、変
位電流検出用コンデンサCAm及び分圧電圧検出用抵抗
RBmが並列に接続された並列回路の一端に接続されて
いる。該並列回路の他端は、環流ダイオードDEmのカ
ソードが接続されると共に、変位電流検出用リアクトル
mと突き合わせダイオードDBmが順方向に直列に接続
された直列回路を介して第1NMOSトランジスタQA
mのゲートに接続されている。また、環流ダイオードD
mのアノードは、第1NMOSトランジスタQAmのソ
ースに接続され、第1NMOSトランジスタQAmのゲ
ートとソースとの間には、ゲート抵抗RCmが接続され
ている。
[0027] and dividing resistors RE m between the collector and emitter of the main high-speed switching device IGBT m is connected. The collector of the main high-speed switch element IGBT m is composed of a displacement current detecting resistor RA m and a displacement current detecting diode D.
Through a series circuit A m are connected in series in the forward direction, the displacement current detecting capacitor CA m and a divided voltage detection resistor RB m is connected to one end of the parallel circuit connected in parallel. The other end of said parallel circuit, together with the cathode of the freewheeling diode DE m is connected, the 1NMOS transistor diode DB m against the displacement current detection reactor L m via a series circuit connected in series in a forward direction QA
Connected to the gate of m . The freewheeling diode D
The anode of E m is connected to the source of the 1NMOS transistor QA m, between the gate and source of the first 1NMOS transistor QA m, gate resistor RC m is connected.

【0028】また、第1NMOSトランジスタQAm
ドレインとソースとの間には、増幅用コンデンサCBm
とパルストランスTmの1次側コイルが直列に接続され
た直列回路が接続されている。第1NMOSトランジス
タQAmのドレインと増幅用コンデンサCBmとの接続部
は、変位電流検出用抵抗RAmと変位電流検出用ダイオ
ードDAmとの接続部に接続されている。更に、第1N
MOSトランジスタQAmのソースとパルストランスTm
の1次側コイルとの接続部は、パルストランスTmの2
次側コイルの一端に接続されると共に、主高速スイッチ
素子IGBTmのエミッタに接続されている。
Further, between the drain and the source of the first 1NMOS transistor QA m, amplifying capacitor CB m
Series circuit a primary coil connected in series with pulse transformer T m is connected to. Drain and connection of the amplifying capacitor CB m of the 1NMOS transistor QA m is connected to the connection portion between the displacement current detection resistor RA m and the displacement current detecting diode DA m. Furthermore, the first N
Source of MOS transistor QA m and pulse transformer T m
Is connected to the primary side coil of the pulse transformer Tm .
Is connected to one end of the next coil is connected to the emitter of the main high-speed switching device IGBT m.

【0029】また、パルストランスTmの2次側コイル
の他端は、主スイッチ入力ダイオードDCmを介して主
高速スイッチ素子IGBTmのゲートに接続されると共
に、帰還ダイオードDDmを介して第1NMOSトラン
ジスタQAmのゲートに接続されている。更に、主高速
スイッチ素子IGBTmのゲートとエミッタとの間には
主スイッチゲート抵抗RDmが接続されている。なお、
パルストランスTmの2次側コイルの他端、主スイッチ
入力ダイオードDCm及び帰還ダイオードDDmが接続さ
れる接続部をXmとし、主高速スイッチ素子IGBTm
エミッタ、主スイッチゲート抵抗RDm及びパルストラ
ンスTmの2次側コイルが接続される接続部をY mとす
る。
The pulse transformer TmSecondary coil
Is the main switch input diode DCmThrough the lord
High-speed switch element IGBTmWhen connected to the gate of
And the feedback diode DDmVia the first NMOS transistor
Qista QAmConnected to the gate. Furthermore, the main high speed
Switch element IGBTmBetween the gate and the emitter of
Main switch gate resistance RDmIs connected. In addition,
Pulse transformer TmThe other end of the secondary coil of the main switch
Input diode DCmAnd feedback diode DDmIs connected
XmAnd the main high-speed switch element IGBTmof
Emitter, main switch gate resistance RDmAnd pulse tiger
Once TmThe connection part to which the secondary coil of mToss
You.

【0030】一方、強制放電回路Gmは、主高速スイッ
チ素子IGBTmに印加するゲート電圧VGmのパルス幅
Wを設定するための、パルス幅設定用ダイオードD
m、パルス幅設定用コンデンサCCm及びパルス幅設定
用抵抗RFmと、強制放電用スイッチ素子をなす第2N
MOSトランジスタQBmと、強制放電用ゲート抵抗R
mとで構成されている。主高速スイッチ素子IGBTm
のゲートとエミッタとの間に第2NMOSトランジスタ
QBmのドレインとソースが接続されている。
On the other hand, the forced discharge circuit G m is for setting the pulse width W of the gate voltage VG m applied to the main high-speed switching device IGBT m, the pulse width setting diode D
F m , a pulse width setting capacitor CC m and a pulse width setting resistor RF m, and a second N which forms a forced discharge switch element.
MOS transistor QB m and gate resistor R for forced discharge
It is composed of a G m. Main high-speed switch element IGBT m
Drain and source of the first 2NMOS transistor QB m is connected between the gate and emitter of.

【0031】接続部Xmと接続部Ymとの間には、パルス
幅設定用ダイオードDFmとパルス幅設定用コンデンサ
CCmが直列に接続された直列回路が接続され、パルス
幅設定用コンデンサCCmに並列にパルス幅設定用抵抗
RFmが接続されている。パルス幅設定用ダイオードD
mとパルス幅設定用コンデンサCCmとの接続部J
mは、強制放電用ゲート抵抗RGmを介して第2NMOS
トランジスタQBmのゲートに接続されている。
A series circuit in which a pulse width setting diode DF m and a pulse width setting capacitor CC m are connected in series is connected between the connection portion X m and the connection portion Y m, and a pulse width setting capacitor is connected. CC m pulse width setting resistor RF m in parallel to is connected. Pulse width setting diode D
Connection J between F m and pulse width setting capacitor CC m
m is the second NMOS via the forced discharge gate resistance RG m
It is connected to the gate of the transistor QB m.

【0032】このような構成において、外部からの導通
用制御信号Sは、高圧スイッチ回路SC1の第1NMO
SトランジスタQA1のゲートに入力される。また導通
用制御信号Sが入力されていないときは、第1NMOS
トランジスタQA1のゲートには、分圧用抵抗RE1によ
って定められる分圧電圧が印加されている。またこのと
き、高圧スイッチ回路SC1の変位電流検出用コンデン
サCA1の両端には、該分圧電圧が充電されている。導
通用制御信号Sが入力されると、高圧スイッチ回路SC
1の第1NMOSトランジスタQA1は導通し始め、第1
NMOSトランジスタQA1のドレイン−ソース間の電
圧が低下し始める。
In such a configuration, the external conduction control signal S is supplied to the first NMO of the high voltage switch circuit SC 1 .
It is input to the gate of the S transistor QA 1. When the conduction control signal S is not input, the first NMOS
The gate of the transistor QA 1 are divided voltage determined by dividing resistors RE 1 is applied. At this time, both ends of the displacement current detection capacitor CA 1 of the high-voltage switching circuit SC 1, divided voltage is charged. When the conduction control signal S is input, the high-voltage switch circuit SC
The 1NMOS transistor QA 1 of 1 begins to conduct, the first
The drain of the NMOS transistor QA 1 - voltage between the source begins to decrease.

【0033】このため、高圧スイッチ回路SC1におけ
る上記分圧電圧が充電されていた増幅用コンデンサCB
1から第1NMOSトランジスタQA1に電流が流れだ
し、パルストランスT1の2次側に電圧が発生し、該電
圧が帰還ダイオードDD1を介して、導通し始めた第1
NMOSトランジスタQA1のゲートに入力される。こ
のことから、第1NMOSトランジスタQA1は導通へ
の遷移を加速し、やがて完全に導通する。このため、増
幅用コンデンサCB1に蓄えられていた電荷のほとんど
がパルストランスT1の2次側に伝達され、主高速スイ
ッチ素子IGBT1のゲートに十分に高い電圧が印加さ
れ、主高速スイッチ素子IGBT1は完全に導通する。
For this reason, the amplifying capacitor CB charged with the divided voltage in the high-voltage switch circuit SC 1
1 out current flows to the 1NMOS transistors QA 1, voltage is generated in the secondary side of the pulse transformer T 1, first the voltage through the feedback diode DD 1, which begins to conduct
It is input to the gate of the NMOS transistor QA 1. From this, the first NMOS transistor QA 1 accelerates the transition to conduction and eventually becomes completely conductive. For this reason, most of the charge stored in the amplification capacitor CB 1 is transmitted to the secondary side of the pulse transformer T 1 , and a sufficiently high voltage is applied to the gate of the main high-speed switching device IGBT 1 , and IGBT 1 is fully conducting.

【0034】主高速スイッチ素子IGBT1が導通する
と、分圧用抵抗RE1による降下電圧が他の各高圧スイ
ッチ回路SC2〜SCnに印加される。以下、高圧スイッ
チ回路SC2〜SCnの動作は同じであることから任意の
高圧スイッチ回路SCp(pは2≦p≦nの自然数)を
例にして説明する。分圧用抵抗RE1による降下電圧が
印加されたことによって、高圧スイッチ回路SCpにお
ける、変位電流検出用抵抗RAp、変位電流検出用ダイ
オードDAp、変位電流検出用コンデンサCAp、変位電
流検出用リアクトルLp、突き合わせダイオードDBp
第1NMOSトランジスタQApのゲートからソースに
変位電流が流れる。該変位電流によって第1NMOSト
ランジスタQApのゲートがしきい値に到達してドレイ
ン−ソース間の電圧が少し低下する。
[0034] When the main high-speed switching device IGBT 1 becomes conductive, the voltage drop due to dividing resistors RE 1 is applied to each of the other high-voltage switching circuit SC 2 to SC n. Hereinafter, since the operations of the high-voltage switch circuits SC 2 to SC n are the same, an explanation will be given using an example of an arbitrary high-voltage switch circuit SC p (p is a natural number of 2 ≦ p ≦ n). When the voltage drop by the voltage dividing resistor RE 1 is applied, the displacement current detecting resistor RA p , the displacement current detecting diode DA p , the displacement current detecting capacitor CA p , and the displacement current detecting device in the high voltage switch circuit SC p . Reactor L p , butting diode DB p ,
Displacement current flows from the gate of the first 1NMOS transistor QA p to the source. The displacement current reaches the gate threshold of the first 1NMOS transistor QA p drain - source voltage of drops slightly.

【0035】やがて、変位電流検出用ダイオードDAp
は逆バイアスとなり、変位電流は供給されなくなる。し
かし、変位電流検出用リアクトルLpに蓄えられていた
電磁エネルギーが、環流ダイオードDEpを通って環流
するため、引き続き第1NMOSトランジスタQAp
ゲート電圧は増加し、継続して第1NMOSトランジス
タQApのドレイン−ソース間の電圧は低下する。
Eventually, the displacement current detecting diode DA p
Becomes reverse bias, and no displacement current is supplied. However, the electromagnetic energy stored in the displacement current detection reactor L p is, for circulating through the circulating diode DE p, subsequently gate voltage of the 1NMOS transistor QA p increases, the 1NMOS transistor QA p continued , The voltage between the drain and the source decreases.

【0036】第1NMOSトランジスタQApのドレイ
ン電圧があらかじめ先の分圧電圧が充電されていた増幅
用コンデンサCBpの電圧より低下すると、増幅用コン
デンサCBpから第1NMOSトランジスタQApに電流
が流れ始め、パルストランスTpの2次側に電圧が発生
する。以後、高圧スイッチ回路SC1の動作と同様に、
主高速スイッチ素子IGBTpのゲートに電圧が供給さ
れる。このようにして、各高圧スイッチ回路SC2〜S
nにおける主高速スイッチ素子IGBT2〜IGBTn
がそれぞれ完全導通となる。このような動作によって、
高圧スイッチ回路SC1〜SCnの各主高速スイッチ素子
がそれぞれ完全に導通する。
When the drain voltage of the first NMOS transistor QA p becomes lower than the voltage of the amplification capacitor CB p which has been charged in advance with the divided voltage, a current starts flowing from the amplification capacitor CB p to the first NMOS transistor QA p. a voltage is generated on the secondary side of the pulse transformer T p. Thereafter, similarly to the operation of the high voltage switch circuit SC 1,
Voltage is supplied to the gate of the main high-speed switching device IGBT p. Thus, each of the high-voltage switch circuits SC 2 to S
Main high-speed switching elements IGBT 2 to IGBT n in C n
Respectively become fully conductive. By such an operation,
Each primary high-speed switch element of the high-voltage switching circuit SC 1 to SC n are fully conductive, respectively.

【0037】各主高速スイッチ素子IGBT1〜IGB
nがすべて導通した後、主高速スイッチ素子IGBT1
〜IGBTnの各ゲート電圧は、対応する主スイッチゲ
ート抵抗及び強制放電回路によって放電される。また、
第1NMOSトランジスタの各ゲート電圧は補助スイッ
チゲート抵抗によって放電され、すべての主高速スイッ
チ素子IGBT1〜IGBTnは、オフして遮断状態とな
り、もとの状態に戻る。
Each of the main high-speed switching elements IGBT 1 to IGB
After the T n has been conducting all, the main high-speed switch element IGBT 1
Gate voltages of ~IGBT n is discharged by a corresponding main switch gate resistance and forced discharge circuit. Also,
Each gate voltage of the first NMOS transistor is discharged by the auxiliary switch gate resistance, and all the main high-speed switching elements IGBT 1 to IGBT n are turned off, cut off, and return to the original state.

【0038】このように、高速スイッチマスタステージ
をなす高圧スイッチ回路SC1への導通用制御信号Sの
入力だけで、高速スイッチ従属ステージをなす高圧スイ
ッチ回路SC2〜SCnの各主高速スイッチ素子IGBT
2〜IGBTnがすべて導通状態となる。また、主高速ス
イッチ素子IGBT1が導通状態になることによって各
高圧スイッチ回路SC2〜SCnに流れる変位電流は、す
べての高圧スイッチ回路SC2〜SCnに共通に流れるこ
とから、主高速スイッチ素子IGBT2〜IGBTnは同
時に導通する。その結果、直列に接続する主高速スイッ
チ素子の数を増しても高速な導通速度を維持することが
できる。
[0038] Thus, only the input of the conduction control signal S to the high voltage switch circuit SC 1 which forms a high-speed switch master stage, the main high-speed switching element of the high-voltage switching circuit SC 2 to SC n constituting the high-speed switch dependent stage IGBT
2 ~IGBT n are all conductive. The displacement currents flowing through the respective high-voltage switch circuits SC 2 to SC n by the main high-speed switching device IGBT 1 is turned on, since the flow in common to all the high-voltage switching circuit SC 2 to SC n, the main high-speed switch element IGBT 2 ~IGBT n is conductive simultaneously. As a result, a high conduction speed can be maintained even when the number of main high-speed switching elements connected in series is increased.

【0039】次に、図3は、図1で示した強制放電回路
mにおける各部の波形を示した図であり、図3におい
て、(a)は主高速スイッチ素子IGBTmのゲート電
圧VGmの波形を示しており、(b)は接続部Jmの電圧
VJmの波形を、(c)は第2NMOSトランジスタQ
mのゲート電圧VKmの波形を示している。図3を用い
て、強制放電回路Gmの動作について説明する。
Next, FIG. 3 is a diagram showing the waveform of each part in the forced discharge circuit G m as shown in FIG. 1, in FIG. 3, (a) the gate voltage VG m of the main high-speed switching device IGBT m shows a waveform, (b) is a waveform of the voltage VJ m of the connecting portion J m, (c) the first 2NMOS transistor Q
shows the waveform of the gate voltage VK m of b m. With reference to FIG. 3, the operation of the forced discharge circuit G m.

【0040】時刻t0で高圧スイッチ装置1の各主高速
スイッチ素子IGBT1〜IGBTnは導通し、既にパル
ストランスTmによって主高速スイッチ素子IGBTm
ゲートは十分な値を保持している。同時に、パルストラ
ンスTmの2次側コイルに接続されたパルス幅設定用ダ
イオードDFmを通して、パルス幅設定用コンデンサC
mに電圧VJmが充電される。該充電された電圧VJm
は、強制放電用ゲート抵抗RGmを介して第2NMOS
トランジスタQBmのゲートに印加される。第2NMO
SトランジスタQBmのゲート電圧VKmは徐々に増加
し、時刻t1で第2NMOSトランジスタQBmのしき
い値に到達する。
[0040] Each main high speed switching device IGBT 1 ~IGBT n of the high-pressure switching device 1 at time t0 is conductive, the gate of the main high-speed switching device IGBT m already by the pulse transformer the T m can retain a sufficient value. At the same time, the pulse width setting capacitor C is passed through the pulse width setting diode DF m connected to the secondary coil of the pulse transformer T m.
The voltage VJ m is charged in the C m. The charged voltage VJ m
Is the 2NMOS through the forced discharge gate resistor RG m
It is applied to the gate of the transistor QB m. 2nd NMO
Gate voltage VK m of S transistor QB m gradually increases to reach the threshold of the 2NMOS transistor QB m at time t1.

【0041】このことから、第2NMOSトランジスタ
QBmはオンして導通し、主高速スイッチ素子IGBTm
のゲート電荷を放電させる。第2NMOSトランジスタ
QBmのゲート電圧VKmは時刻t1後も更に増加し、主
高速スイッチ素子IGBT mのゲート電荷を確実に放電
させることができる。やがて、電圧VJm及びゲート電
圧VKmは、パルス幅設定用抵抗RFmによって放電さ
れ、もとの状態に戻る。すなわち、電圧VJm及びゲー
ト電圧VKmの放電速度が、主高速スイッチ素子IGB
mのスイッチオフするまでの時間を決めることにな
る。このようなことから、パルス幅設定用ダイオードD
m、パルス幅設定用コンデンサCCm及びパルス幅設定
用抵抗RFmは、遅延回路を形成するものである。
From this, the second NMOS transistor
QBmTurns on and conducts, and the main high-speed switching element IGBTm
To discharge the gate charge. Second NMOS transistor
QBmGate voltage VKmIncreases further after time t1,
High-speed switch element IGBT mDischarges the gate charge of
Can be done. Eventually, the voltage VJmAnd gate power
Pressure VKmIs the pulse width setting resistor RFmDischarged by
And return to the original state. That is, the voltage VJmAnd games
Voltage VKmDischarge speed of the main high-speed switching device IGB
TmTime to switch off
You. Therefore, the pulse width setting diode D
Fm, Pulse width setting capacitor CCmAnd pulse width setting
Resistance RFmForm a delay circuit.

【0042】このように、本実施の形態1における高圧
スイッチ装置は、強制放電回路G1〜Gnによって、強制
的に主高速スイッチ素子IGBT1〜IGBTnの電荷を
放電すると共に、電圧VJm及びゲート電圧VKmにおい
ても、パルス幅設定用抵抗RF1〜RFnによって決めら
れた時間に放電するようにした。このことから、主高速
スイッチ素子IGBT1〜IGBTnの主スイッチゲート
抵抗RD1〜RDnを十分に大きくしてゲート電圧VG1
〜VGnの平坦度を上げても、各主高速スイッチ素子I
GBT1〜IGBTnのスイッチング動作の高繰り返し周
波数化を図ることができるため、各高圧スイッチ回路に
おける高速スイッチ素子に十分な一定のゲート電圧を供
給することができると共に、高繰り返し周波数のスイッ
チング動作を実現することができる。
[0042] Thus, the high voltage switch device in the first embodiment, the forced discharge circuit G 1 ~G n, discharging forcibly charge the main high-speed switching device IGBT 1 ~IGBT n, the voltage VJ m and also in the gate voltage VK m, and adapted to discharge the time determined by the pulse width setting resistor RF 1 ~RF n. Therefore, the main switch gate resistor RD 1 ~ Rd n of the main high-speed switching device IGBT 1 ~IGBT n is sufficiently large gate voltage VG 1
Also by increasing the flatness of ~VG n, each of the main high-speed switch element I
Since a high repetition frequency of the switching operation of the GBT 1 to IGBT n can be achieved, a sufficiently constant gate voltage can be supplied to the high-speed switching element in each high-voltage switch circuit, and the switching operation of the high repetition frequency can be performed. Can be realized.

【0043】実施の形態2.上記実施の形態1の高圧ス
イッチ装置1において、各高圧スイッチ回路SC1〜S
nにおける異常や主高速スイッチ素子IGBT1〜IG
BTnの破壊を検知するようにしてもよく、このように
したものを本発明の実施の形態2とする。図4は、本発
明の実施の形態2における高圧スイッチ装置の例を示し
た回路図である。なお、図4では、高圧スイッチ回路S
1〜SCnの内部回路は図1と同じであることから省略
している。
Embodiment 2 In the high-voltage switch device 1 according to the first embodiment, each of the high-voltage switch circuits SC 1 to SC
Abnormality in C n and main high-speed switching elements IGBT 1 to IG
BT n destruction may be detected, and such a configuration is referred to as a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a high-voltage switch device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 4, the high-voltage switch circuit S
The internal circuits of C 1 to SC n are omitted because they are the same as those in FIG.

【0044】図4において、高圧スイッチ装置20は、
同一回路構成の複数の高圧スイッチ回路SC1〜SC
nと、各高圧スイッチ回路SC1〜SCnに対応して設け
られた異常検出回路UD1〜UDnとで構成されている。
なお、図4では、異常検出回路UD1〜UDnが同一回路
構成であることから異常検出回路UD1、UDn-1及びU
nの内部回路を示しており、その他の異常検出回路は
省略している。
In FIG. 4, the high-voltage switch device 20 is
A plurality of high-voltage switch circuits SC having the same circuit configuration1~ SC
nAnd each high-voltage switch circuit SC1~ SCnProvided corresponding to
Abnormality detection circuit UD1~ UDnIt is composed of
In FIG. 4, the abnormality detection circuit UD1~ UDnAre the same circuit
Abnormality detection circuit UD1, UDn-1And U
D nThe internal circuit of
Omitted.

【0045】各異常検出回路UDm(1≦m≦n)は、
異常検出用ダイオードDGm、異常検出用コンデンサC
m、放電用抵抗RHm、しきい値設定用ツェナーダイオ
ードZDm、異常検出用パルストランスTAm及びNMO
SトランジスタQCmで構成されている。
Each abnormality detection circuit UD m (1 ≦ m ≦ n)
Abnormality detection diode DG m, abnormality detection capacitor C
D m , discharge resistance RH m , threshold setting zener diode ZD m , abnormality detection pulse transformer TA m and NMO
It is composed of S transistor QC m.

【0046】異常検出回路UD1において、高圧スイッ
チ回路SC1の接続部X1に異常検出用ダイオードDG1
のアノードが接続され、異常検出用ダイオードDG1
カソードと高圧スイッチ回路SC1の接続部Y1との間に
は、異常検出用コンデンサCD 1と放電用抵抗RH1が並
列に接続されている。更に、異常検出用ダイオードDG
1のカソードにはしきい値設定用ツェナーダイオードZ
1のカソードが接続され、しきい値設定用ツェナーダ
イオードZD1のアノードは異常検出回路UD2(図示せ
ず)におけるNMOSトランジスタQC2(図示せず)
のドレインに接続されている。
Abnormality detection circuit UD1In the high pressure switch
Switch SC1Connection part X1Abnormality detection diode DG1
Is connected to the diode DG for abnormality detection.1of
Cathode and high voltage switch circuit SC1Connection part Y1Between
Is the abnormality detection capacitor CD 1And discharge resistor RH1Average
Connected to a column. Further, a diode DG for abnormality detection
1Has a threshold setting Zener diode Z
D1Is connected to a Zener for threshold setting.
Iod ZD1Is the abnormality detection circuit UDTwo(Shown
NMOS transistor QCTwo(Not shown)
Connected to the drain of

【0047】また、異常検出用パルストランスTA1
1次側コイルの一端は、異常検出回路UD2のNMOS
トランジスタQC2のソースが接続され、該1次側コイ
ルの他端は高圧スイッチ回路SC1の接続部Y1に接続さ
れている。一方、異常検出用パルストランスTA1の2
次側コイルは、NMOSトランジスタQC1のゲートと
ソースとの間に接続されている。NMOSトランジスタ
QC1のドレインが高圧スイッチ装置20の異常検出端
子aを、NMOSトランジスタQC1のソースが高圧ス
イッチ装置20の異常検出端子bをそれぞれなしてい
る。
Further, one end of the primary side coil of the abnormality detection pulse transformer TA 1 is the abnormality detection circuit UD 2 NMOS
The source of the transistor QC 2 is connected, the other end of the primary coil is connected to the connecting portion Y 1 of the high-voltage switching circuit SC 1. On the other hand, the abnormality detection pulse transformer TA 1
The following side coil is connected between the gate and source of the NMOS transistor QC 1. The drain of the NMOS transistor QC 1 forms the abnormality detection terminal a of the high-voltage switch device 20, and the source of the NMOS transistor QC 1 forms the abnormality detection terminal b of the high-voltage switch device 20.

【0048】次に、異常検出回路UD2〜UDn-1は、同
じ回路であることから異常検出回路UDi(iは2≦i
≦n−1の自然数)を例して説明する。異常検出回路U
iにおいて、高圧スイッチ回路SCiの接続部Xiに異
常検出用ダイオードDGiのアノードが接続され、異常
検出用ダイオードDGiのカソードと高圧スイッチ回路
SCiの接続部Yiとの間には、異常検出用コンデンサC
iと放電用抵抗RHiが並列に接続されている。更に、
異常検出用ダイオードDG iのカソードにはしきい値設
定用ツェナーダイオードZDiのカソードが接続され、
しきい値設定用ツェナーダイオードZDiのアノードは
異常検出回路UDi+1におけるNMOSトランジスタQ
i+1のドレインに接続されている。
Next, the abnormality detection circuit UDTwo~ UDn-1Is the same
Abnormality detection circuit UDi(I is 2 ≦ i
≤n-1). Abnormality detection circuit U
DiIn the high-voltage switch circuit SCiConnection part XiDifferent
Normal detection diode DGiAnode connected, abnormal
Detection diode DGiCathode and high voltage switch circuit
SCiConnection part YiBetween the capacitor C for abnormality detection
D iAnd discharge resistor RHiAre connected in parallel. Furthermore,
Abnormality detection diode DG iThreshold value
Constant Zener Diode ZDiIs connected,
Zener diode ZD for threshold settingiThe anode of
Abnormality detection circuit UDi + 1NMOS transistor Q at
Ci + 1Connected to the drain of

【0049】また、異常検出用パルストランスTAi
1次側コイルの一端は、異常検出回路UDi+1のNMO
SトランジスタQCi+1のソースが接続され、該1次側
コイルの他端は高圧スイッチ回路SCiの接続部Yiに接
続されている。一方、異常検出用パルストランスTAi
の2次側コイルは、NMOSトランジスタQCiのゲー
トとソースとの間に接続されている。このように、異常
検出回路UDiにおけるしきい値設定用ツェナーダイオ
ードZDiと異常検出用パルストランスTAiの1次側コ
イルの一端との間には、異常検出回路UDi+1における
NMOSトランジスタQCi+1のドレインとソースが接
続される。
One end of the primary coil of the pulse transformer TA i for abnormality detection is connected to the NMO of the abnormality detection circuit UD i + 1 .
The source of the S transistor QC i + 1 is connected, and the other end of the primary coil is connected to a connection Y i of the high-voltage switch circuit SC i . On the other hand, the abnormality detection pulse transformer TA i
The secondary coil is connected between the gate and source of the NMOS transistor QC i. Thus, between one end of the primary coil of the abnormality detecting circuit Zener threshold value setting diodes in UD i ZD i and abnormality detection pulse transformer TA i, NMOS transistor in the abnormality detecting circuit UD i + 1 The drain and source of QC i + 1 are connected.

【0050】次に、異常検出回路UDnにおいて、高圧
スイッチ回路SCnの接続部Xnに異常検出用ダイオード
DGnのアノードが接続され、異常検出用ダイオードD
nのカソードと高圧スイッチ回路SCnの接続部Yn
の間には、異常検出用コンデンサCDnと放電用抵抗R
nが並列に接続されている。更に、異常検出用ダイオ
ードDGnのカソードにはしきい値設定用ツェナーダイ
オードZDnのカソードが接続され、しきい値設定用ツ
ェナーダイオードZDnのアノードは異常検出用パルス
トランスTAnの1次側コイルの一端に接続されてい
る。また、異常検出用パルストランスTAnの1次側コ
イルの他端は、高圧スイッチ回路SCnの接続部Y nに接
続され、異常検出用パルストランスTAnの2次側コイ
ルは、NMOSトランジスタQCnのゲートとソースと
の間に接続されている。
Next, the abnormality detection circuit UDnAt high pressure
Switch circuit SCnConnection part XnAbnormality detection diode
DGnIs connected to the diode D for abnormality detection.
GnCathode and high-voltage switch circuit SCnConnection part YnWhen
Between, the abnormality detection capacitor CDnAnd discharge resistor R
HnAre connected in parallel. In addition, an abnormality detection diode
DGnZener die for threshold setting
Aether ZDnIs connected to the threshold setting tool.
Ener diode ZDnIs the pulse for abnormality detection
Trans TAnConnected to one end of the primary coil
You. In addition, abnormality detection pulse transformer TAnPrimary side
The other end of the il is a high voltage switch circuit SCnConnection part Y nContact
Connected, pulse transformer TA for abnormality detectionnSecondary carp
Is the NMOS transistor QCnWith gate and source
Connected between

【0051】このような構成において、異常検出回路U
nでは、高圧スイッチ回路SCnにおけるパルストラン
スTnの2次側コイルに出力電圧が発生する場合、異常
検出用ダイオードDGnを通して、異常検出用コンデン
サCDnに電圧が蓄えられる。例えば主高速スイッチ素
子IGBTnが破壊して短絡状態になった場合には、高
圧スイッチ回路SCnの増幅用コンデンサCBnには電荷
が充電されず、パルストランスTnの2次側コイルにも
電圧が発生しないため、異常検出用コンデンサCDn
も電圧が発生しない。
In such a configuration, the abnormality detection circuit U
In D n, when the output voltage on the secondary coil of the pulse transformer T n is generated in the high voltage switch circuit SC n, through the abnormality detection diode DG n, the voltage stored in the abnormality detecting capacitor CD n. For example, when the main high-speed switching device IGBT n becomes a short-circuit state to break is not charged charge for the amplification capacitor CB n of the high-voltage switching circuit SC n, in the secondary coil of the pulse transformer T n since the voltage is not generated, a voltage is not generated in the abnormality detecting capacitor CD n.

【0052】正常時においては、異常検出用コンデンサ
CDnに充電された電圧は、しきい値設定用ツェナーダ
イオードZDnを介して異常検出用パルストランスTAn
の1次側コイルに入力され、異常検出用パルストランス
TAnの2次側コイルからNMOSトランジスタQCn
ゲートに入力される。これに伴って、NMOSトランジ
スタQCnがオンして導通する。
[0052] In a normal state, the voltage charged to the abnormality detecting capacitor CD n is abnormality detection pulse transformer TA n via a Zener diode ZD n threshold value setting
, And from the secondary coil of the pulse transformer TA n for abnormality detection to the gate of the NMOS transistor QC n . Along with this, NMOS transistor QC n conducts ON.

【0053】次に、異常検出回路UDn-1においても、
検出回路はほぼ同じ構成がとられているが、唯一異なる
点は、異常検出用コンデンサCDn-1の出力が、異常検
出回路UDnのNMOSトランジスタQCnを通って異常
検出用パルストランスTAn- 1に入力される点である。
このことから、異常検出回路UDn-1及びUDnの各出力
信号は結果的にANDの論理和がとられたことになり、
主高速スイッチ素子IGBTn及びIGBTn-1のどちら
か一方が破壊して短絡すれば、異常検出回路UDn-1
NMOSトランジスタQCn-1はオフして不導通とな
る。
Next, also in the abnormality detection circuit UD n-1 ,
Although the detection circuit has substantially the same configuration, the only difference is that the output of the abnormality detection capacitor CD n-1 passes through the NMOS transistor QC n of the abnormality detection circuit UD n and the pulse transformer TA n for abnormality detection. - a point which is input to the 1.
From this, each output signal of the abnormality detection circuits UD n-1 and UD n is consequently ANDed with AND.
If a short circuit either one of the main high-speed switching device IGBT n and IGBT n-1 is destroyed, NMOS transistor QC n-1 of the abnormality detection circuit UD n-1 becomes nonconductive off.

【0054】更に、異常検出回路UD1〜UDn-2におい
ても、異常検出回路UDn-1と同様の構成をなしてい
る。図5は、図4で示した各異常検出回路UD1〜UDn
の正常時における各部の波形例を示した図である。な
お、図5では、異常検出回路UD 1及びUDnの各部の波
形を示しており、これ以外の異常検出回路における各部
の波形は同様であるので省略している。図5からも分か
るように、異常検出回路UD1におけるNMOSトラン
ジスタQC1は、各異常検出回路UD1〜UDnにおける
すべての異常検出用コンデンサCD1〜CDnに同時に電
圧が発生したとき、すなわち、各高圧スイッチ回路SC
1〜SCnがすべて正常に動作しているときだけ導通状態
となる。
Further, the abnormality detection circuit UD1~ UDn-2smell
Even the abnormality detection circuit UDn-1Has the same configuration as
You. FIG. 5 is a circuit diagram of each abnormality detection circuit UD shown in FIG.1~ UDn
FIG. 5 is a diagram showing an example of waveforms of the respective units in a normal state. What
In FIG. 5, the abnormality detection circuit UD 1And UDnThe waves of each part
Indicates the shape of each part in the abnormality detection circuit.
Are omitted because they are the same. You can see from Figure 5
As described above, the abnormality detection circuit UD1NMOS transistor in
Jista QC1Means each abnormality detection circuit UD1~ UDnIn
All abnormality detection capacitors CD1~ CDnAt the same time
When pressure is generated, that is, each high-voltage switch circuit SC
1~ SCnOnly when all are operating normally
Becomes

【0055】したがって、仮に各主高速スイッチ素子I
GBT1〜IGBTnのいずれかが破壊して短絡状態にな
れば、該短絡状態になった主高速スイッチ素子を有する
高圧スイッチ回路に接続された異常検出回路において、
異常検出用コンデンサの両端には電圧が発生しないた
め、異常検出回路UD1のNMOSトランジスタQC1
オフして遮断状態になる。このことから、異常検出回路
UD1におけるNMOSトランジスタQC1の状態を検出
することによって、高圧スイッチ装置20の異常を検出
することができる。なお、しきい値設定用ツェナーダイ
オードZD1〜ZDnは、ノイズ等を区別するために設け
られている。
Therefore, each main high-speed switching element I
If any one of GBT 1 to IGBT n is broken and short-circuited, an abnormality detection circuit connected to the high-voltage switch circuit having the main high-speed switch element in the short-circuit state
The voltage on both ends of the abnormality detection capacitor does not occur, NMOS transistor QC 1 abnormality detection circuit UD 1 is turned off to cut off. Therefore, by detecting the state of the NMOS transistor QC 1 by the abnormality detection circuit UD 1, it is possible to detect the abnormality of the high voltage switch device 20. The threshold value setting zener diodes ZD 1 to ZD n are provided for distinguishing noise and the like.

【0056】次に、図6は、図4の高圧スイッチ装置2
0を使用したパルス発生装置の例を示した概略の回路図
である。なお、図6では、図2と同じものは同じ符号で
示している。図6において、パルス発生装置30は、高
圧電源11、充電抵抗12、主コンデンサ13、負荷1
4、高圧スイッチ装置20、高圧電源制御回路31及び
遮断スイッチSWで構成されている。
Next, FIG. 6 shows the high-voltage switch device 2 shown in FIG.
FIG. 2 is a schematic circuit diagram showing an example of a pulse generator using 0. In FIG. 6, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. 6, a pulse generator 30 includes a high-voltage power supply 11, a charging resistor 12, a main capacitor 13, and a load 1.
4. It is composed of a high-voltage switch device 20, a high-voltage power supply control circuit 31, and a cutoff switch SW.

【0057】高圧電源11から遮断スイッチSW及び充
電抵抗12を通して、主コンデンサ13に電圧が充電さ
れる。外部からの導通用制御信号Sが高圧スイッチ装置
20に入力されることによって、高圧スイッチ装置20
の出力端間は導通し、負荷14に電圧が印加される。こ
のような構成において、外部からの導通用制御信号Sに
応じて、高圧スイッチ装置20の主高速スイッチ素子I
GBT1〜IGBTnが共に導通状態、又は共に遮断状態
になることにより、負荷14間に高電圧のパルスが発生
する。
The main capacitor 13 is charged with a voltage from the high voltage power supply 11 through the cutoff switch SW and the charging resistor 12. When the conduction control signal S from the outside is input to the high-voltage switch device 20, the high-voltage switch device 20
Are conducted, and a voltage is applied to the load 14. In such a configuration, the main high-speed switching element I of the high-voltage switch device 20 is controlled in response to an external conduction control signal S.
A high voltage pulse is generated between the loads 14 when the GBT 1 to IGBT n are both in a conducting state or in a blocking state.

【0058】一方、高圧電源制御回路31は、高圧スイ
ッチ装置20の異常検出端子a及びbから示される異常
検出結果に応じて遮断スイッチSWの遮断制御を行う。
具体的には、高圧電源制御回路31は、異常検出端子a
及びbから異常を検出したことが示されると、遮断スイ
ッチSWを開いて高圧電源11からの電圧が主コンデン
サ13及び高圧スイッチ装置20の主高速スイッチ素子
IGBT1〜IGBTnに印加されないようにする。ま
た、高圧電源制御回路31は、異常検出端子a及びbか
ら異常を検出していないことが示されると、遮断スイッ
チSWを閉じて高圧電源11からの電圧が主コンデンサ
13及び高圧スイッチ装置20の主高速スイッチ素子I
GBT1〜IGBTnに印加されるようにする。
On the other hand, the high-voltage power supply control circuit 31 controls the interruption of the interruption switch SW in accordance with the abnormality detection results indicated by the abnormality detection terminals a and b of the high-voltage switch device 20.
Specifically, the high-voltage power supply control circuit 31 has an abnormality detection terminal a
And when the detection of abnormality from b shown, so that the voltage from the high voltage power supply 11 is not applied to the main high-speed switching device IGBT 1 ~IGBT n of the main capacitor 13 and the high voltage switch device 20 opens the shut-off switch SW . When the high voltage power supply control circuit 31 indicates that no abnormality is detected from the abnormality detection terminals a and b, the high voltage power supply 11 closes the cutoff switch SW and the voltage from the high voltage power supply 11 Main high-speed switch element I
The voltage is applied to GBT 1 to IGBT n .

【0059】高圧電源制御回路31は、プルアップ抵抗
41、インバータ42、ダイオード43、コンデンサ4
4、放電抵抗45、OR回路46及び比較器47で構成
されている。高圧電源制御回路31は、高圧スイッチ装
置20の異常検出端子aをプルアップ抵抗41でプルア
ップすると共に異常検出端子bを接地する。更に、異常
検出端子aは、インバータ42及びダイオード43を介
してOR回路46の一方の入力端に接続され、OR回路
46の該一方の入力端と接地との間には、コンデンサ4
4と放電抵抗45が並列に接続されている。
The high-voltage power supply control circuit 31 includes a pull-up resistor 41, an inverter 42, a diode 43, and a capacitor 4.
4, a discharge resistor 45, an OR circuit 46, and a comparator 47. The high-voltage power supply control circuit 31 pulls up the abnormality detection terminal a of the high-voltage switch device 20 with the pull-up resistor 41 and grounds the abnormality detection terminal b. Further, the abnormality detection terminal a is connected to one input terminal of the OR circuit 46 via the inverter 42 and the diode 43, and a capacitor 4 is connected between the one input terminal of the OR circuit 46 and the ground.
4 and the discharge resistor 45 are connected in parallel.

【0060】一方、比較器47において、非反転入力端
には外部から所定の電圧Vrefが印加されており、反
転入力端は充電抵抗12と遮断スイッチSWとの接続部
に接続されている。比較器47の出力端は、OR回路4
6の他方の入力端に接続され、OR回路46の出力端
は、開閉制御信号が入力される遮断スイッチSWの制御
信号入力端に接続されている。
On the other hand, a predetermined voltage Vref is externally applied to the non-inverting input terminal of the comparator 47, and the inverting input terminal is connected to the connection between the charging resistor 12 and the cutoff switch SW. The output terminal of the comparator 47 is an OR circuit 4
The output terminal of the OR circuit 46 is connected to the control signal input terminal of the cutoff switch SW to which the open / close control signal is input.

【0061】ここで、プルアップ抵抗41と異常検出端
子aとの接続部をN1、OR回路46の一方の入力端を
N2、OR回路46の他方の入力端をN3、OR回路4
6の出力端をN4とする。接続部N1における2値の信
号は、インバータ42で反転され、ダイオード43を介
してコンデンサ44に入力される。コンデンサ44と放
電抵抗45の時定数は、高圧スイッチ装置20における
繰り返して行われるスイッチング動作の周期よりも十分
に大きく設定されているため、接続部N1がLowレベ
ルになって正常であることを示すと、入力端N2は常に
Highレベルとなる。
Here, the connection portion between the pull-up resistor 41 and the abnormality detection terminal a is N1, one input terminal of the OR circuit 46 is N2, the other input terminal of the OR circuit 46 is N3, and the OR circuit 4
The output terminal of No. 6 is N4. The binary signal at the connection N1 is inverted by the inverter 42 and input to the capacitor 44 via the diode 43. Since the time constants of the capacitor 44 and the discharge resistor 45 are set to be sufficiently larger than the cycle of the switching operation performed repeatedly in the high-voltage switch device 20, the connection portion N1 is at a low level, indicating that the connection is normal. , The input terminal N2 is always at the high level.

【0062】一方、高圧スイッチ装置20の各主高速ス
イッチ素子IGBT1〜IGBTnがすべて正常であって
も、高圧電源11の出力電圧が低いと接続部N1がLo
wレベルにならない状態がある。高圧電源11の出力電
圧が低いと、増幅用コンデンサCB1〜CBnに十分高い
電圧が蓄積されないため、異常検出用コンデンサCD 1
〜CDnにも十分な電圧が発生しない。異常検出回路U
1〜UDnは、このような状態を異常と判断する場合が
ある。
On the other hand, each main high-speed switch of the high-voltage switch device 20
Switch element IGBT1~ IGBTnAre all normal
Also, when the output voltage of the high-voltage power supply 11 is low, the connection portion N1 is Lo.
There is a state where it does not become w level. Output power of high voltage power supply 11
If the pressure is low, the amplification capacitor CB1~ CBnHigh enough
Since no voltage is accumulated, the abnormality detection capacitor CD 1
~ CDnDoes not generate enough voltage. Abnormality detection circuit U
D1~ UDnMay determine that such a condition is abnormal.
is there.

【0063】そこで、充電抵抗12と遮断スイッチSW
との接続部の電圧をVHとすると、該電圧VHが所定の
電圧Vrefよりも小さくなると、遮断スイッチSWを
強制的に閉じて導通状態にする。すなわち、図7で示す
ように、高圧電源11の出力電圧が低下し、電圧VHが
所定の電圧Vrefよりも小さくなると比較器47の出
力端、すなわちOR回路46の入力端N3はHighレ
ベルとなり、OR回路46の出力端N4は、入力端N2
の電圧レベルに関係なくHighレベルとなる。このた
め、高圧スイッチ装置20における異常検出回路UD1
〜UDnの異常検出結果に関係なく、遮断スイッチSW
は、閉じて導通状態となる。
Therefore, the charging resistor 12 and the cutoff switch SW
Assuming that the voltage at the connection portion with VH is VH, when the voltage VH becomes lower than the predetermined voltage Vref, the cutoff switch SW is forcibly closed and brought into a conductive state. That is, as shown in FIG. 7, when the output voltage of the high-voltage power supply 11 decreases and the voltage VH becomes lower than the predetermined voltage Vref, the output terminal of the comparator 47, that is, the input terminal N3 of the OR circuit 46 becomes High level, The output terminal N4 of the OR circuit 46 is connected to the input terminal N2.
High level irrespective of the voltage level of. Therefore, the abnormality detection circuit UD 1 in the high-voltage switch device 20
Regardless abnormality detection result of ~UD n, cutoff switches SW
Closes and becomes conductive.

【0064】また、電圧VHが所定の電圧Vrefより
も大きくなると、OR回路46の入力端N3はLowレ
ベルとなることから、OR回路46の出力端N4は、入
力端N2に入力される電圧レベルに応じて、すなわち、
高圧スイッチ装置20における異常検出回路UD1〜U
nの異常検出結果に応じて電圧レベルが変わる。この
ように、OR回路46の出力端N4の電圧レベルは、入
力端N2の入力電圧レベルのみによって決まるようにな
るため、高圧スイッチ装置20の異常検出回路UD1
UDnが異常を検出して、接続部N1がHighレベル
となると遮断スイッチSWは強制的に遮断される。
When the voltage VH becomes higher than the predetermined voltage Vref, the input terminal N3 of the OR circuit 46 goes low, so that the output terminal N4 of the OR circuit 46 goes to the voltage level input to the input terminal N2. Depending on
Abnormality detection circuits UD 1 to U in high-voltage switch device 20
The voltage level varies depending on the abnormality detection result of D n. Thus, the voltage level of the output terminal N4 of the OR circuit 46, to become as determined only by the input voltage level at the input terminal N2, the high voltage switch device 20 abnormality detection circuit UD 1 ~
UD n detects the abnormality, the connection portion N1 is a cut-off switch SW is High level is forcibly cut off.

【0065】このように、本実施の形態2における高圧
スイッチ装置は、実施の形態1における高圧スイッチ装
置に、主高速スイッチ素子IGBT1〜IGBTnの破壊
を検知する異常検出回路UD1〜UDnを設けた。このこ
とから、上記実施の形態1と同様の効果を得ることがで
きると共に、主高速スイッチ素子IGBT1〜IGBTn
のいずれかが破壊して短絡状態になったことを検出する
と、高圧スイッチ回路SC1〜SCnへの高圧電源の供給
を停止させることによって、更に他の主高速スイッチ素
子の破壊を防止することができる。
[0065] Thus, high voltage switch device of the second embodiment, the abnormality detection circuit UD 1 ~UD n for detecting the high voltage switch device, the destruction of the main high-speed switching device IGBT 1 ~IGBT n in the first embodiment Was provided. From this, the same effect as in the first embodiment can be obtained, and the main high-speed switching elements IGBT 1 to IGBT n can be obtained.
When any one of the main high-speed switching elements is detected to be in a short-circuit state, the supply of high-voltage power to the high-voltage switch circuits SC 1 to SC n is stopped to prevent further main high-speed switching elements from being destroyed. Can be.

【0066】[0066]

【発明の効果】請求項1に係る高圧スイッチ装置は、ス
イッチ制御部によって高速スイッチ素子の制御信号入力
端に電圧を印加して導通状態にしてから所定時間後に、
強制的に高速スイッチ素子を遮断状態にする遮断制御部
を設けた。このことから、各高速スイッチ素子の制御信
号入力端に接続する抵抗、例えばIGBTやFET等の
場合のゲート抵抗、バイポーラトランジスタの場合のベ
ース抵抗を十分に大きくして、制御信号入力端に印加さ
れる電圧の平坦度をそれぞれ上げても、高速スイッチ素
子のスイッチングの高速化を図ることができるため、各
高速スイッチ素子の制御信号入力端に十分な一定の電圧
を供給することができると共に、繰り返し周波数の高い
スイッチング動作を実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, the high-voltage switch device applies a voltage to the control signal input terminal of the high-speed switch element by the switch control unit to make the high-speed switch element conductive, and after a predetermined time,
A shutoff control unit for forcibly turning off the high-speed switch element is provided. For this reason, the resistance connected to the control signal input terminal of each high-speed switching element, for example, the gate resistance in the case of IGBT or FET, and the base resistance in the case of a bipolar transistor, are made sufficiently large to be applied to the control signal input terminal. Even if the flatness of the voltage is increased, the switching speed of the high-speed switching element can be increased, so that a sufficiently constant voltage can be supplied to the control signal input terminal of each high-speed switching element, and A high frequency switching operation can be realized.

【0067】請求項2に係る高圧スイッチ装置は、請求
項1において、スイッチ制御部及び遮断制御部を高速ス
イッチ素子と分圧抵抗との並列回路を介して得られる電
圧を電源として動作させるようにした。このことから、
駆動用電源を有していない高圧スイッチ装置に適用する
ことができる。
According to a second aspect of the present invention, in the high voltage switch device according to the first aspect, the switch control section and the cutoff control section are operated using a voltage obtained through a parallel circuit of a high-speed switch element and a voltage dividing resistor as a power supply. did. From this,
The present invention can be applied to a high-voltage switch device having no driving power supply.

【0068】請求項3に係る高圧スイッチ装置は、請求
項1又は請求項2のいずれかにおいて、具体的には、上
記遮断制御部を、高速スイッチ素子の制御信号入力端を
所定の電圧に接続する接続回路と、スイッチ制御部によ
って電圧が印加されてからの経過時間に応じて、該接続
回路の接続制御を行う接続制御回路とで構成した。この
ことから、高速スイッチ素子の繰り返し周波数の高いス
イッチング動作を実現することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the high voltage switch device according to any one of the first and second aspects, specifically, the cut-off control section is connected to a control signal input terminal of the high-speed switch element to a predetermined voltage. And a connection control circuit that controls the connection of the connection circuit according to the elapsed time after the voltage is applied by the switch control unit. From this, it is possible to realize a switching operation of the high-speed switching element with a high repetition frequency.

【0069】請求項4に係る高圧スイッチ装置は、請求
項3において、具体的には、上記接続制御回路を遅延回
路で構成したことから、簡単な回路構成で高速スイッチ
素子の高速なスイッチング動作を実現することができ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the high voltage switch device according to the third aspect, since the connection control circuit is constituted by a delay circuit, the high-speed switching operation of the high-speed switching element can be performed with a simple circuit configuration. Can be realized.

【0070】請求項5に係る高圧スイッチ装置は、請求
項1から請求項4のいずれかにおいて、高速スイッチ素
子の制御信号入力端に印加される電圧が所定値以下であ
る状態の検出を行い、該検出を行った結果を出力するよ
うにした。このことから、高速スイッチ素子の短絡破壊
を検知することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the high voltage switch device according to any one of the first to fourth aspects, the state where the voltage applied to the control signal input terminal of the high speed switch element is equal to or lower than a predetermined value is detected. The result of the detection is output. This makes it possible to detect short-circuit breakdown of the high-speed switch element.

【0071】請求項6に係る高圧スイッチ装置は、少な
くとも1つの高圧スイッチ回路における高速スイッチ素
子の制御信号入力端に入力される電圧が所定値以下であ
る状態の検出を行い、該検出を行った結果を出力するよ
うにした。このことから、高速スイッチ素子のいずれか
が破壊して短絡状態になったことを検出することができ
る。
The high-voltage switch device according to claim 6 detects a state where the voltage input to the control signal input terminal of the high-speed switch element in at least one high-voltage switch circuit is equal to or lower than a predetermined value, and performs the detection. Output result. From this, it is possible to detect that one of the high-speed switch elements is broken and short-circuited.

【0072】請求項7に係る高圧スイッチ装置は、請求
項6において、各高圧スイッチ回路及び状態検出回路を
高速スイッチ素子と分圧抵抗との並列回路を介して得ら
れる電圧を電源として動作させるようにした。このこと
から、駆動用電源を有していない高圧スイッチ装置に適
用することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the high voltage switch device according to the sixth aspect, each of the high voltage switch circuits and the state detection circuit are operated using a voltage obtained through a parallel circuit of a high speed switch element and a voltage dividing resistor as a power supply. I made it. Therefore, the present invention can be applied to a high-voltage switch device having no driving power supply.

【0073】請求項8に係るパルス発生装置は、高圧ス
イッチ装置で少なくとも1つの高速スイッチ素子の制御
信号入力端に印加される電圧が所定値以下である状態の
検出を行い、高圧スイッチ装置から出力される検出結果
に応じて高圧電源からの高電圧の出力制御を行う電源制
御部を備えた。このことから、各高速スイッチ素子のい
ずれかが破壊して短絡状態になったことを検出すると、
高圧スイッチ装置への高圧電源の供給を停止させること
によって、更に他の高速スイッチ素子の破壊を防止する
ことができ、信頼性を向上させることができる。
The pulse generator according to claim 8 detects a state in which the voltage applied to the control signal input terminal of at least one high-speed switch element is equal to or less than a predetermined value in the high-voltage switch device, and outputs the voltage from the high-voltage switch device. A power control unit for controlling the output of the high voltage from the high voltage power supply according to the detected result. From this, when it is detected that one of the high-speed switch elements has been broken and short-circuited,
By stopping the supply of the high-voltage power to the high-voltage switch device, the destruction of other high-speed switch elements can be prevented, and the reliability can be improved.

【0074】請求項9に係るパルス発生装置は、請求項
8において、具体的には、少なくとも1つの高圧スイッ
チ回路における高速スイッチ素子の制御信号入力端に入
力される電圧が所定値以下である状態の検出を行い、該
検出を行った結果を出力するようにした。このことか
ら、高速スイッチ素子のいずれかが破壊して短絡状態に
なったことを検出することができる。
In a ninth aspect of the present invention, in the pulse generation device according to the ninth aspect, the voltage input to the control signal input terminal of the high-speed switch element in at least one high-voltage switch circuit is equal to or less than a predetermined value. And a result of the detection is output. From this, it is possible to detect that one of the high-speed switch elements is broken and short-circuited.

【0075】請求項10に係るパルス発生装置は、請求
項8において、具体的には、少なくとも1つの高圧スイ
ッチ回路における高速スイッチ素子の制御信号入力端に
入力される電圧が所定値以下である状態が状態検出回路
によって検出されると、高圧電源からの高電圧の出力を
遮断して停止させるようにした。このことから、各高速
スイッチ素子のいずれかが破壊して短絡状態になった場
合において、他の高速スイッチ素子の破壊を防止するこ
とができ、信頼性を向上させることができる。
The pulse generator according to claim 10 is the pulse generator according to claim 8, wherein the voltage input to the control signal input terminal of the high-speed switch element in at least one high-voltage switch circuit is equal to or less than a predetermined value. Is detected by the state detection circuit, the high voltage output from the high voltage power supply is cut off and stopped. Therefore, when one of the high-speed switching elements is broken and short-circuited, the other high-speed switching elements can be prevented from being broken, and the reliability can be improved.

【0076】請求項11に係るパルス発生装置は、請求
項9又は請求項10のいずれかにおいて、高圧電源から
の出力電圧が所定値以下である場合には、状態検出回路
の検出結果に関係なく高圧電源からの高電圧を供給する
ようにした。このことから、各高速スイッチ素子の連鎖
的な破壊が発生しないほど高圧電源の出力電圧が低い場
合には、高圧電源からの高電圧の出力を不要に遮断して
停止させないようにすることができ、安定したパルス発
生を行うことができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the pulse generator according to the ninth or tenth aspect, when the output voltage from the high-voltage power supply is equal to or lower than a predetermined value, regardless of the detection result of the state detection circuit. A high voltage was supplied from a high voltage power supply. From this, when the output voltage of the high-voltage power supply is low enough to prevent the sequential destruction of each high-speed switching element, it is possible to unnecessarily shut off the high-voltage output from the high-voltage power supply so as not to stop it. Thus, stable pulse generation can be performed.

【0077】請求項12に係るパルス発生装置は、請求
項9から請求項11のいずれかにおいて、具体的には、
各高圧スイッチ回路及び状態検出回路を高速スイッチ素
子と分圧抵抗との並列回路を介して得られる高圧電源か
らの電圧を電源として動作させるようにした。このこと
から、駆動用電源を有していない高圧スイッチ装置を使
用することができる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the pulse generator according to any one of the ninth to eleventh aspects, specifically,
Each of the high-voltage switch circuits and the state detection circuit are operated using a voltage from a high-voltage power supply obtained through a parallel circuit of a high-speed switch element and a voltage dividing resistor as a power supply. For this reason, it is possible to use a high-voltage switch device having no driving power supply.

【0078】請求項13に係るパルス発生装置は、請求
項9から請求項12のいずれかにおいて、スイッチ制御
部によって高速スイッチ素子の制御信号入力端に電圧を
印加して導通状態にしてから所定時間後に、強制的に高
速スイッチ素子を遮断状態にする遮断制御部を設けた。
このことから、各高速スイッチ素子の制御信号入力端に
接続する抵抗、例えばIGBTやFET等の場合のゲー
ト抵抗、バイポーラトランジスタの場合のベース抵抗を
十分に大きくして、制御信号入力端に印加される電圧の
平坦度をそれぞれ上げても、高速スイッチ素子のスイッ
チングの高速化を図ることができるため、各高速スイッ
チ素子の制御信号入力端に十分な一定の電圧を供給する
ことができると共に、高速なスイッチング動作を実現す
ることができ、高い周波数のパルス信号を発生させるこ
とができる。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the pulse generator according to any one of the ninth to twelfth aspects, a voltage is applied to the control signal input terminal of the high-speed switch element by the switch control unit to make the switch conductive for a predetermined time. Later, a shutoff control unit for forcibly turning off the high-speed switch element was provided.
For this reason, the resistance connected to the control signal input terminal of each high-speed switching element, for example, the gate resistance in the case of IGBT or FET, and the base resistance in the case of a bipolar transistor, are made sufficiently large to be applied to the control signal input terminal. The switching speed of the high-speed switching element can be increased even if the flatness of the voltage is increased, so that a sufficiently constant voltage can be supplied to the control signal input terminal of each high-speed switching element, and Switching operation can be realized, and a high-frequency pulse signal can be generated.

【0079】請求項14に係るパルス発生装置は、請求
項13において、具体的には、上記遮断制御部を、高速
スイッチ素子の制御信号入力端を所定の電圧に接続する
接続回路と、スイッチ制御部によって電圧が印加されて
からの経過時間に応じて、該接続回路の接続制御を行う
接続制御回路とで構成した。このことから、高速スイッ
チ素子の高速なスイッチング動作を実現することができ
る。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the pulse generating device according to the thirteenth aspect, the disconnection control unit includes a connection circuit for connecting a control signal input terminal of the high-speed switch element to a predetermined voltage, and a switch control circuit. And a connection control circuit that controls connection of the connection circuit in accordance with the elapsed time after the voltage is applied by the unit. Thus, a high-speed switching operation of the high-speed switching element can be realized.

【0080】請求項15に係るパルス発生装置は、請求
項14において、具体的には、上記接続制御回路を遅延
回路で構成したことから、簡単な回路構成で高速スイッ
チ素子の高速なスイッチング動作を実現することができ
る。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the pulse generating device according to the fourteenth aspect, since the connection control circuit is constituted by a delay circuit, the high-speed switching operation of the high-speed switching element can be performed with a simple circuit configuration. Can be realized.

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

【図1】 本発明の実施の形態1における高圧スイッチ
装置の例を示した回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a high-voltage switch device according to Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 図1の高圧スイッチ装置1を使用したパルス
発生装置の例を示した概略の回路図である。
FIG. 2 is a schematic circuit diagram showing an example of a pulse generator using the high-voltage switch device 1 of FIG.

【図3】 図1で示した強制放電回路Gmにおける各部
の波形例を示した図である。
3 is a diagram showing a waveform example of each section in the forced discharge circuit G m as shown in FIG.

【図4】 本発明の実施の形態2における高圧スイッチ
装置の例を示した回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a high-voltage switch device according to Embodiment 2 of the present invention.

【図5】 図4で示した各異常検出回路UD1〜UDn
正常時における各部の波形例を示した図である。
5 is a diagram showing a waveform example of each section in the normal of each abnormality detection circuit UD 1 ~UD n shown in FIG.

【図6】 図4の高圧スイッチ装置20を使用したパル
ス発生装置の例を示した概略の回路図である。
6 is a schematic circuit diagram illustrating an example of a pulse generator using the high-voltage switch device 20 of FIG.

【図7】 図6で示した各部の論理状態を示した図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a logical state of each unit shown in FIG. 6;

【図8】 従来の高圧スイッチ装置の例を示した回路図
である。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of a conventional high-voltage switch device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,20 高圧スイッチ装置、 10,30パルス発生
装置、 11 高圧電源、 12 充電抵抗、 13
主コンデンサ、 14 負荷、 SC1〜SCn高圧スイ
ッチ回路、 IGBT1〜IGBTn 主高速スイッチ素
子、 G1〜Gn 強制放電回路、 UD1〜UDn 異常
検出回路、 31 高圧電源制御回路、 SW 遮断ス
イッチ。
1,20 high-voltage switch device, 10,30 pulse generator, 11 high-voltage power supply, 12 charging resistor, 13
Main capacitor, 14 load, SC 1 to SC n high voltage switch circuit, IGBT 1 ~IGBT n main high-speed switch element, G 1 ~G n forced discharge circuit, UD 1 ~UD n anomaly detection circuit, 31 high-voltage power supply control circuit, SW Shut off switch.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 正樹 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5J055 AX02 AX36 BX10 CX07 DX09 DX44 DX88 EX06 EY05 EY07 EY10 EY12 EY17 EZ10 EZ66 EZ67 FX05 FX10 FX12 FX20 FX28 FX32 GX01 GX02  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Masaki Yamada 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Mitsubishi Electric Corporation (reference) 5J055 AX02 AX36 BX10 CX07 DX09 DX44 DX88 EX06 EY05 EY07 EY10 EY12 EY17 EZ10 EZ66 EZ67 FX05 FX10 FX12 FX20 FX28 FX32 GX01 GX02

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高電圧のスイッチングを行う半導体で形
成された高速スイッチ素子を有し該高速スイッチ素子の
スイッチング制御を行う複数の高圧スイッチ回路で構成
されると共に該各高圧スイッチ回路の高速スイッチ素子
がそれぞれ直列に接続され、外部からの制御信号に応じ
て所定の1つの高速スイッチ素子がスイッチングすると
他の各高速スイッチ素子も順次スイッチングを行う高圧
スイッチ装置において、 上記各高圧スイッチ回路は、 上記高速スイッチ素子に並列に接続された分圧抵抗を有
し、該分圧抵抗から得られる電圧変化から直列に接続さ
れた高速スイッチ素子の少なくとも1つが導通状態にな
ったことを検出する導通状態検出部と、 該導通状態検出部によって他の高速スイッチ素子の導通
状態が検出されると、高速スイッチ素子の制御信号入力
端に電圧を印加して導通状態にするスイッチ制御部と、 該スイッチ制御部によって電圧が印加されてから所定時
間後に、高速スイッチ素子の制御信号入力端を所定の電
圧に低下させて高速スイッチ素子を遮断状態にする遮断
制御部と、をそれぞれ備えることを特徴とする高圧スイ
ッチ装置。
1. A high-speed switch device comprising a plurality of high-voltage switch circuits each having a high-speed switch element formed of a semiconductor that performs high-voltage switching and performing switching control of the high-speed switch device. Are connected in series, and when one predetermined high-speed switch element switches in response to an external control signal, the other high-speed switch elements also sequentially switch. A conduction state detection unit having a voltage dividing resistor connected in parallel to the switching element, and detecting that at least one of the high-speed switching elements connected in series is in a conducting state from a voltage change obtained from the voltage dividing resistance When the conduction state detection unit detects the conduction state of another high-speed switch element, the high-speed switch A switch control unit for applying a voltage to the control signal input terminal of the element to make the state conductive, and a predetermined time after the voltage is applied by the switch control unit, the control signal input terminal of the high-speed switch element is reduced to a predetermined voltage A high-voltage switch device comprising: a cut-off control unit for setting the high-speed switch element to a cut-off state.
【請求項2】 上記スイッチ制御部及び遮断制御部は、
高速スイッチ素子と分圧抵抗との並列回路を介して得ら
れる電圧を電源として動作することを特徴とする請求項
1に記載の高圧スイッチ装置。
2. The switch control unit and the cutoff control unit,
The high-voltage switch device according to claim 1, wherein the high-voltage switch device operates using a voltage obtained through a parallel circuit of a high-speed switch element and a voltage dividing resistor as a power supply.
【請求項3】 上記遮断制御部は、 上記高速スイッチ素子の制御信号入力端を所定の電圧に
接続する接続回路と、 上記スイッチ制御部によって電圧が印加されてからの経
過時間に応じて、該接続回路の接続制御を行う接続制御
回路と、で構成されることを特徴とする請求項1又は請
求項2のいずれかに記載の高圧スイッチ装置。
3. The disconnection control unit includes: a connection circuit that connects a control signal input terminal of the high-speed switch element to a predetermined voltage; and The high-voltage switch device according to claim 1, further comprising: a connection control circuit that controls connection of the connection circuit.
【請求項4】 上記接続制御回路は、遅延回路で構成さ
れることを特徴とする請求項3に記載の高圧スイッチ装
置。
4. The high-voltage switch device according to claim 3, wherein the connection control circuit includes a delay circuit.
【請求項5】 上記各スイッチ制御部の少なくとも1つ
が対応する高速スイッチ素子の制御信号入力端に印加す
る電圧が所定値以下である状態の検出を行い、該検出を
行った結果を出力する状態検出部を備えることを特徴と
する請求項1から請求項4のいずれかに記載の高圧スイ
ッチ装置。
5. A state in which at least one of the switch control units detects a state in which a voltage applied to a control signal input terminal of a corresponding high-speed switch element is equal to or lower than a predetermined value, and outputs a result of the detection. The high-voltage switch device according to any one of claims 1 to 4, further comprising a detection unit.
【請求項6】 高電圧のスイッチングを行う半導体で形
成された高速スイッチ素子がそれぞれ直列に接続され、
外部からの制御信号に応じて所定の1つの高速スイッチ
素子がスイッチングすると他の各高速スイッチ素子も順
次スイッチングを行う高圧スイッチ装置において、 上記高速スイッチ素子と該高速スイッチ素子に並列に接
続された分圧抵抗を有し、該分圧抵抗から得られる電圧
変化から直列に接続された高速スイッチ素子の少なくと
も1つが導通状態になったことを検出すると、高速スイ
ッチ素子の制御信号入力端に電圧を印加して導通状態に
する複数の高圧スイッチ回路と、 少なくとも1つの該高圧スイッチ回路における高速スイ
ッチ素子の制御信号入力端に入力される電圧が所定値以
下である状態の検出を行い、該検出結果を出力する状態
検出回路と、を備えることを特徴とする高圧スイッチ装
置。
6. A high-speed switching element formed of a semiconductor that performs high-voltage switching is connected in series,
When a predetermined one high-speed switch element is switched in response to an external control signal, the other high-speed switch elements are also sequentially switched. In the high-voltage switch device, the high-speed switch element and a component connected in parallel to the high-speed switch element are provided. When detecting that at least one of the high-speed switching elements connected in series has become conductive from a voltage change obtained from the voltage-dividing resistance, a voltage is applied to the control signal input terminal of the high-speed switching element. A plurality of high-voltage switch circuits to be brought into conduction by detecting a state in which a voltage input to a control signal input terminal of a high-speed switch element in at least one of the high-voltage switch circuits is equal to or less than a predetermined value; A high-voltage switch device comprising: a state detection circuit that outputs a signal.
【請求項7】 上記各高圧スイッチ回路及び状態検出回
路は、高速スイッチ素子と分圧抵抗との並列回路を介し
て得られる電圧を電源として動作することを特徴とする
請求項6に記載の高圧スイッチ装置。
7. The high-voltage switch according to claim 6, wherein each of the high-voltage switch circuits and the state detection circuit operates using a voltage obtained through a parallel circuit of a high-speed switch element and a voltage-dividing resistor as a power supply. Switch device.
【請求項8】 高圧電源からの電圧を充電するコンデン
サに負荷が直列に接続された直列回路の両端のスイッチ
ング制御を行って、該負荷に所定のパルスを発生させる
パルス発生装置において、 高電圧のスイッチングを行う半導体で形成された高速ス
イッチ素子がそれぞれ直列に接続され、外部からの制御
信号に応じて所定の1つの高速スイッチ素子がスイッチ
ングすると他の各高速スイッチ素子も順次スイッチング
を行うと共に、少なくとも1つの高速スイッチ素子の制
御信号入力端に印加される電圧が所定値以下である状態
の検出を行い該検出結果を出力する、上記コンデンサと
負荷の直列回路における両端のスイッチングを行う高圧
スイッチ装置と、 該高圧スイッチ装置から出力される上記検出結果に応じ
て高圧電源からの高電圧の出力制御を行う電源制御部
と、を備えることを特徴とするパルス発生装置。
8. A pulse generator for performing switching control on both ends of a series circuit in which a load is connected in series to a capacitor for charging a voltage from a high-voltage power supply to generate a predetermined pulse in the load. The high-speed switching elements formed of switching semiconductors are connected in series, and when one predetermined high-speed switching element switches in response to an external control signal, the other high-speed switching elements also sequentially switch, and at least A high-voltage switch device that detects a state where a voltage applied to a control signal input terminal of one high-speed switch element is equal to or lower than a predetermined value and outputs the detection result, and that performs switching at both ends of the series circuit of the capacitor and the load; Output of a high voltage from a high voltage power supply according to the detection result output from the high voltage switch device. Pulse generator, characterized in that it comprises a power control unit for controlling, the.
【請求項9】 上記高圧スイッチ装置は、 上記高速スイッチ素子と該高速スイッチ素子に並列に接
続された分圧抵抗を有し、該分圧抵抗から得られる電圧
変化から直列に接続された高速スイッチ素子の少なくと
も1つが導通状態になったことを検出すると、高速スイ
ッチ素子の制御信号入力端に電圧を印加して導通状態に
する複数の高圧スイッチ回路と、 少なくとも1つの該高圧スイッチ回路における高速スイ
ッチ素子の制御信号入力端に入力される電圧が所定値以
下である状態の検出を行い、該検出結果を出力する状態
検出回路と、を備えることを特徴とする請求項8に記載
のパルス発生装置。
9. The high-voltage switch device, comprising: the high-speed switch element; and a voltage-dividing resistor connected in parallel to the high-speed switch element, and a high-speed switch connected in series based on a voltage change obtained from the voltage-dividing resistor. A plurality of high-voltage switch circuits for applying a voltage to a control signal input terminal of the high-speed switch element to turn on when detecting that at least one of the elements has become conductive; and a high-speed switch in at least one of the high-voltage switch circuits. 9. The pulse generator according to claim 8, further comprising: a state detection circuit that detects a state where a voltage input to a control signal input terminal of the element is equal to or less than a predetermined value and outputs a result of the detection. .
【請求項10】 上記電源制御部は、少なくとも1つの
高圧スイッチ回路における高速スイッチ素子の制御信号
入力端に入力される電圧が所定値以下である状態が上記
状態検出回路によって検出されると、高圧電源からの高
電圧の出力を遮断して停止させることを特徴とする請求
項9に記載のパルス発生装置。
10. The power supply control unit, when a state in which a voltage input to a control signal input terminal of a high-speed switch element in at least one high-voltage switch circuit is equal to or less than a predetermined value is detected by the state detection circuit, The pulse generator according to claim 9, wherein the output of the high voltage from the power supply is cut off and stopped.
【請求項11】 上記電源制御部は、高圧電源からの出
力電圧が所定値以下である場合には、上記状態検出回路
の検出結果に関係なく高圧電源からの高電圧を供給する
ことを特徴とする請求項9又は請求項10のいずれかに
記載のパルス発生装置。
11. The power supply control section supplies a high voltage from a high voltage power supply regardless of a detection result of the state detection circuit when an output voltage from the high voltage power supply is equal to or lower than a predetermined value. A pulse generator according to claim 9 or claim 10.
【請求項12】 上記各高圧スイッチ回路及び状態検出
回路は、高速スイッチ素子と抵抗との並列回路を介して
得られる高圧電源からの電圧を電源として動作すること
を特徴とする請求項9から請求項11のいずれかに記載
のパルス発生装置。
12. The apparatus according to claim 9, wherein each of the high-voltage switch circuits and the state detection circuit operates using a voltage from a high-voltage power supply obtained through a parallel circuit of a high-speed switch element and a resistor as a power supply. Item 12. The pulse generator according to any one of Items 11.
【請求項13】 上記各高圧スイッチ回路は、 上記高速スイッチ素子に並列に接続された分圧抵抗を有
し、該分圧抵抗から得られる電圧変化から直列に接続さ
れた高速スイッチ素子の少なくとも1つが導通状態にな
ったことを検出する導通状態検出部と、 該導通状態検出部によって他の高速スイッチ素子の導通
状態が検出されると、高速スイッチ素子の制御信号入力
端に電圧を印加して導通状態にするスイッチ制御部と、 該スイッチ制御部によって電圧が印加されてから所定時
間後に、高速スイッチ素子の制御信号入力端を所定の電
圧に低下させて高速スイッチ素子を遮断状態にする遮断
制御部と、をそれぞれ備えることを特徴とする請求項9
から請求項12のいずれかに記載のパルス発生装置。
13. Each of the high-voltage switch circuits has a voltage-dividing resistor connected in parallel to the high-speed switching device, and at least one of the high-speed switching devices connected in series based on a voltage change obtained from the voltage-dividing resistor. A conduction state detecting unit for detecting that one of the high-speed switching elements has become conductive, and applying a voltage to a control signal input terminal of the high-speed switching element when the conduction state of the other high-speed switching element is detected by the conduction state detecting unit. A switch control unit for turning on the high-speed switch element, and a cut-off control for setting the control signal input terminal of the high-speed switch element to a predetermined voltage to shut off the high-speed switch element after a predetermined time from the application of the voltage by the switch control unit And a unit.
The pulse generator according to any one of claims 1 to 12.
【請求項14】 上記遮断制御部は、 上記高速スイッチ素子の制御信号入力端を所定の電圧に
接続する接続回路と、 上記スイッチ制御部によって電圧が印加されてからの経
過時間に応じて、該接続回路の接続制御を行う接続制御
回路と、で構成されることを特徴とする請求項13に記
載のパルス発生装置。
14. The disconnection control unit includes: a connection circuit that connects a control signal input terminal of the high-speed switch element to a predetermined voltage; and a connection circuit that connects the control signal input terminal of the high-speed switch element to a predetermined voltage. 14. The pulse generator according to claim 13, comprising: a connection control circuit that controls connection of the connection circuit.
【請求項15】 上記接続制御回路は、遅延回路で構成
されることを特徴とする請求項14に記載のパルス発生
装置。
15. The pulse generator according to claim 14, wherein said connection control circuit is constituted by a delay circuit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109039140A (en) * 2018-10-22 2018-12-18 中国工程物理研究院应用电子学研究所 A kind of compact high-voltage switch gear component

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