JP2002094363A - Gate drive circuit for insulation gate type semiconductor element, the insulation gate type semiconductor element and power converter using them - Google Patents

Gate drive circuit for insulation gate type semiconductor element, the insulation gate type semiconductor element and power converter using them

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JP2002094363A
JP2002094363A JP2000282195A JP2000282195A JP2002094363A JP 2002094363 A JP2002094363 A JP 2002094363A JP 2000282195 A JP2000282195 A JP 2000282195A JP 2000282195 A JP2000282195 A JP 2000282195A JP 2002094363 A JP2002094363 A JP 2002094363A
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gate
insulated gate
semiconductor device
diode
drive circuit
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Hiroshi Takenaka
浩 竹中
Kihei Nakajima
喜平 中島
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gate drive circuit for an insulation gate type semiconductor element that can suppress transient turning-on due to a rapid voltage rise in a block state, without having to increase turn-on loss of the insulation gate type semiconductor element. SOLUTION: The gate drive circuit is provided with bipolar control power supplies 5a, 5b one terminal of which is connected to an emitter of the insulation gate type semiconductor element 1, on/off diodes 7a, 7b connected in anti-parallel with the other terminals of the control power supplies, on-gate and off-gate resistors 8a, 8b respectively connected between the on/off diodes 7a, 7b and the gate of the insulation gate type semiconductor element 1, and a series circuit, consisting of a diode 11 and a capacitor 10, that is connected between the gate and the emitter of the insulation gate type semiconductor element 1. The anode of the diode 11 of the series circuit is connected to the gate of the insulation gate type semiconductor element 1, one terminal of the capacitor 10 of the series circuit is connected to the emitter of the insulation gate type semiconductor element 1, and the diode 11 and the capacitor 10 of the series circuit and the on-diode 7a and the on-gate resistor 8a are connected directly respectively.

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、絶縁ゲート型半導
体素子のゲート駆動回路、絶縁ゲート型半導体素子およ
びそれらを用いた電力変換装置に係り、特に絶縁ゲート
型半導体素子のターンオン損失を増加させることなく、
阻止状態での急激な電圧上昇による過渡的なターンオン
を抑制できるようにした絶縁ゲート型半導体素子のゲー
ト駆動回路、絶縁ゲート型半導体素子およびそれらを用
いた電力変換装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device, an insulated gate semiconductor device and a power converter using the same, and more particularly to an increase in turn-on loss of the insulated gate semiconductor device. Not
The present invention relates to a gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device, an insulated gate semiconductor device, and a power converter using the same, which can suppress a transient turn-on due to a sharp voltage rise in a blocking state.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、絶縁ゲート型半導体素子、例
えばMOS−FET,IGBT,IEGT(Injection
Enhanced Gate Transistor)は、電圧駆動型であ
り、GTOのような電流駆動型よりも、ゲート回路を小
さくすることができる。
2. Description of the Related Art Conventionally, insulated gate type semiconductor devices such as MOS-FET, IGBT, IEGT (Injection
The Enhanced Gate Transistor) is a voltage-driven type, and can make the gate circuit smaller than a current-driven type such as GTO.

【0003】また、安全動作領域が広く、スイッチング
速度が速いことからも開発が進められており、高圧大電
流化した絶縁ゲート型半導体素子も開発されてきてい
る。
[0003] Further, development has been promoted because of a wide safe operation area and a high switching speed, and an insulated gate semiconductor device having a high voltage and a large current has been developed.

【0004】そして、この絶縁ゲート型半導体素子の高
圧大電流化は、ゲート−コレクタ間、ゲート−エミッタ
間、コレクタ−エミッタ間のそれぞれの寄生容量を大き
くする。
[0004] The increase in the voltage and the current of the insulated gate semiconductor device increases the parasitic capacitance between the gate and the collector, between the gate and the emitter, and between the collector and the emitter.

【0005】以下、この種の絶縁ゲート型半導体アーム
における絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路につ
いて説明する。
Hereinafter, a gate drive circuit for an insulated gate type semiconductor device in this kind of insulated gate type semiconductor arm will be described.

【0006】図6は、従来の絶縁ゲート型半導体素子の
ゲート駆動回路の概要構成例を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of a conventional gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device.

【0007】図6において、絶縁ゲート型半導体素子1
は、コレクタ、ゲートおよびエミッタで構成されてお
り、以下それぞれをC、GおよびEとして表記する。
In FIG. 6, an insulated gate semiconductor device 1
Is composed of a collector, a gate, and an emitter. Hereinafter, these are denoted as C, G, and E, respectively.

【0008】この絶縁ゲート型半導体素子1のコレクタ
とエミッタとの間に、ダイオード2を図示極性で接続
し、さらに絶縁ゲート型半導体素子1のエミッタに、個
別ゲート抵抗3を接続して、絶縁ゲート型半導体モジュ
ール4が構成されている。
A diode 2 is connected between the collector and the emitter of the insulated gate semiconductor device 1 with the polarity shown in the figure, and an individual gate resistor 3 is connected to the emitter of the insulated gate semiconductor device 1 to form an insulated gate. A type semiconductor module 4 is configured.

【0009】ここで、絶縁ゲート型半導体素子1として
は、例えばMOS−FET,IGBT,IEGT等が用
いられるが、ここではIGBTを用いて説明する。
Here, as the insulated gate semiconductor element 1, for example, a MOS-FET, an IGBT, an IEGT, or the like is used. Here, the IGBT will be described.

【0010】なお、絶縁ゲート型半導体素子モジュール
4には、複数個の絶縁ゲート型半導体素子1と、ダイオ
ード2および個別ゲート抵抗3とから構成されるものも
あるが、簡略化して図示している。
The insulated gate type semiconductor element module 4 includes a plurality of insulated gate type semiconductor elements 1, a diode 2 and an individual gate resistor 3, but these are shown in simplified form. .

【0011】一方、ゲート駆動回路9は、オンゲート部
とオフゲート部とから構成されている。
On the other hand, the gate drive circuit 9 includes an on-gate section and an off-gate section.

【0012】オンゲート部は、制御電源であるオンゲー
ト電源5aと、オン用スイツチ6aと、オン用ダイオー
ド7aと、オンゲート抵抗8aとを、図示のように接続
して構成されている。
The on-gate section is constituted by connecting an on-gate power supply 5a, which is a control power supply, an on-switch 6a, an on-diode 7a, and an on-gate resistor 8a as shown in the figure.

【0013】また、オフゲート部は、制御電源であるオ
フゲート電源5bと、オフ用スイッチ6bと、オフ用ダ
イオード7bと、オフゲート抵抗8bとを、図示のよう
に接続して構成されている。
The off-gate section is constituted by connecting an off-gate power supply 5b as a control power supply, an off-switch 6b, an off-diode 7b, and an off-gate resistor 8b as shown in the figure.

【0014】なお、オン用スイツチ6aとオフ用スイッ
チ6bとは、一方がオンすると他方は必ずオフするよう
に制御されるようになっている。
The ON switch 6a and the OFF switch 6b are controlled such that when one of them is turned on, the other is always turned off.

【0015】そして、かかる構成のゲート駆動回路9
は、絶縁ゲート型半導体素子1のエミッタと個別ゲート
抵抗3との間に、コンデンサ10を介して図示のように
接続されている。
The gate drive circuit 9 having such a configuration
Is connected between the emitter of the insulated gate semiconductor device 1 and the individual gate resistor 3 via a capacitor 10 as shown in the figure.

【0016】以上の絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆
動回路9の動作は、以下のようになる。
The operation of the gate drive circuit 9 of the insulated gate semiconductor device described above is as follows.

【0017】すなわち、オン用スイッチ6aをオンする
(オン指令)と、オンゲート電源5a(例えば+15
V)が、オン用ダイオード7a、オンゲート抵抗8a、
および個別ゲート抵抗3を介して、絶縁ゲート型半導体
素子1のゲート−エミッタ間VGEに印加される。
That is, when the ON switch 6a is turned ON (ON command), the ON gate power supply 5a (for example, +15)
V) is an on-diode 7a, an on-gate resistor 8a,
The voltage is applied to the gate-emitter VGE of the insulated gate semiconductor device 1 via the individual gate resistor 3.

【0018】そして、このゲート−エミッタ間VGEが
上昇して、絶縁ゲート型半導体素子1のゲートしきい値
電圧以上となると、絶縁ゲート型半導体素子1が導通状
態になり、コレクタ−エミッタ間に接続された図示しな
い主回路を介して、電流が流れる(以下、ターンオンと
称する)。
When the gate-emitter VGE rises and becomes equal to or higher than the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor device 1, the insulated gate semiconductor device 1 is turned on and the connection between the collector and the emitter is established. A current flows through the main circuit (not shown) as shown (hereinafter referred to as turn-on).

【0019】このターンオン時間は、個別ゲート抵抗
3、オンゲート抵抗8aおよびオフゲート抵抗8bの抵
抗成分と、絶縁ゲート型半導体素子1のゲート−エミッ
タ間容量のキャパシタンス成分との積によって決まる。
The turn-on time is determined by the product of the resistance components of the individual gate resistor 3, the on-gate resistor 8a and the off-gate resistor 8b, and the capacitance component of the gate-emitter capacitance of the insulated gate semiconductor device 1.

【0020】そして、この抵抗成分が大きい程、またキ
ャパシタンス成分が大きい程、ターンオン時間は長くな
る。
The turn-on time becomes longer as the resistance component and the capacitance component are larger.

【0021】また、絶縁ゲート型半導体素子1が導通状
態のときに、オフ用スイッチ6bをオンする(オフ指
令)と、オフゲート電源5b(例えば−15V)が、オ
フ用ダイオード7b、オフゲート抵抗8b、および個別
ゲート抵抗3を介して、絶縁ゲート型半導体素子1のゲ
ート−エミッタ間VGEに印加される。
When the off switch 6b is turned on (off command) while the insulated gate semiconductor device 1 is in a conductive state, the off gate power supply 5b (for example, -15V) turns off the diode 7b, off gate resistor 8b, and so on. The voltage is applied to the gate-emitter VGE of the insulated gate semiconductor device 1 via the individual gate resistor 3.

【0022】そして、このゲート−エミッタ間VGEが
ゲートしきい値電圧以下となり、絶縁ゲート型半導体素
子1が阻止状態になり、コレクタ−エミッタ間に接続さ
れた図示しない主回路を介した電流は流れなくなる(以
下、ターンオフと称する)。
Then, the gate-emitter VGE becomes equal to or lower than the gate threshold voltage, the insulated gate semiconductor element 1 enters a blocking state, and a current flows through a main circuit (not shown) connected between the collector and the emitter. (Hereinafter referred to as turn-off).

【0023】なお、上記ターンオン時間と同様に、ター
ンオフ時間も抵抗成分とキャパシタンス成分との積によ
って決まる。
Note that, like the turn-on time, the turn-off time is determined by the product of the resistance component and the capacitance component.

【0024】以上のようにして、絶縁ゲート型半導体素
子1のゲートに正負の電圧を供給して、オンオフ制御さ
れることになる。
As described above, the positive and negative voltages are supplied to the gate of the insulated gate semiconductor device 1 to perform on / off control.

【0025】一方、コンデンサ10は、以下のような理
由から、絶縁ゲート型半導体素子1のエミッタと個別ゲ
ート抵抗3との間に挿入されている。
On the other hand, the capacitor 10 is inserted between the emitter of the insulated gate semiconductor device 1 and the individual gate resistor 3 for the following reason.

【0026】すなわち、絶縁ゲート型半導体素子1が阻
止状態の時に、直列に接続されている他のアームがター
ンオンするタイミングで、絶縁ゲート型半導体素子1の
電圧が急激に上昇すると、絶縁ゲート型半導体素子1が
過渡的にターンオンして、電流が流れることがある。
That is, when the insulated gate semiconductor device 1 is in the blocking state and the voltage of the insulated gate semiconductor device 1 sharply increases at the timing when another arm connected in series is turned on, the insulated gate semiconductor device 1 The element 1 may be turned on transiently and a current may flow.

【0027】特に、絶縁ゲート型半導体素子1を高圧化
したことにより、絶縁ゲート型半導体素子1の寄生容量
(特に、コレクタ−ゲート間容量)が大きくなっている
ため、電圧上昇に対して、より大きな電流が絶縁ゲート
型半導体素子1のゲートに流れ込む。
In particular, since the insulated gate semiconductor device 1 is increased in voltage, the parasitic capacitance (particularly, the collector-gate capacitance) of the insulated gate semiconductor device 1 is increased. A large current flows into the gate of the insulated gate semiconductor device 1.

【0028】そして、このような現象は、絶縁ゲート型
半導体素子1のターンオン損失を増加させることにな
る。
Such a phenomenon increases the turn-on loss of the insulated gate semiconductor device 1.

【0029】そこで、このような現象を抑制するため
に、図6に示すように、絶縁ゲート型半導体素子1のエ
ミッタと個別ゲート抵抗3との間に、コンデンサ10を
挿入している。
Therefore, in order to suppress such a phenomenon, as shown in FIG. 6, a capacitor 10 is inserted between the emitter of the insulated gate semiconductor device 1 and the individual gate resistor 3.

【0030】すなわち、このコンデンサ10が存在する
と、絶縁ゲート型半導体素子1が阻止状態の時に、電圧
が急激に上昇したとしても、ゲート電流をコンデンサ1
0ヘパイパスさせることができるため、絶縁ゲート型半
導体素子1の過渡的なターンオンを抑制することができ
る。
That is, when the capacitor 10 is present, the gate current is reduced even when the voltage rises abruptly when the insulated gate semiconductor device 1 is in the blocking state.
Since it can be bypassed to zero, transient turn-on of the insulated gate semiconductor device 1 can be suppressed.

【0031】[0031]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
コンデンサ10を挿入することにより、絶縁ゲート型半
導体素子1のゲート−エミッタ間の容量が大きくなっ
て、ターンオン時間が増加し、ターンオン損失も増加す
ることになる。
However, by inserting such a capacitor 10, the capacitance between the gate and the emitter of the insulated gate semiconductor device 1 increases, the turn-on time increases, and the turn-on loss also increases. become.

【0032】本発明の目的は、絶縁ゲート型半導体素子
のターンオン損失を増加させることなく、阻止状態での
急激な電圧上昇による過渡的なターンオンを抑制するこ
とが可能な優れた絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動
回路、絶縁ゲート型半導体素子およびそれらを用いた電
力変換装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an excellent insulated gate semiconductor device capable of suppressing a transient turn-on due to a rapid voltage increase in a blocking state without increasing the turn-on loss of the insulated gate semiconductor device. A gate drive circuit, an insulated gate semiconductor element, and a power conversion device using the same.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に対応する発明では、絶縁ゲート型半導
体素子のゲートに正負の電圧を供給して、オンオフ制御
する絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路におい
て、一方の端子が絶縁ゲート型半導体素子のエミッタに
接続された正負の制御電源と、制御電源の他方の端子に
互いに逆並列に接続されたオン用ダイオードおよびオフ
用ダイオードと、オン用ダイオードおよびオフ用ダイオ
ードと絶縁ゲート型半導体素子のゲートとの間にそれぞ
れ接続されたオンゲート抵抗およびオフゲート抵抗と、
絶縁ゲート型半導体素子のゲートとエミッタとの間に接
続されたダイオードとコンデンサとの直列回路とを備
え、直列回路のダイオードのアノードを、絶縁ゲート型
半導体素子のゲートに接続し、直列回路のコンデンサの
一方の端子を、絶縁ゲート型半導体素子のエミッタに接
続し、直列回路のダイオードとコンデンサとの間と、オ
ン用ダイオードとオンゲート抵抗との間とを、短絡して
いる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an insulated gate type semiconductor device in which positive and negative voltages are supplied to a gate of an insulated gate type semiconductor element to control on / off. In the gate drive circuit of the element, one terminal is connected to the positive / negative control power supply connected to the emitter of the insulated gate semiconductor element, and the other terminal of the control power supply is connected to the other terminal of the control power supply by an on-diode and an off-diode. An on-gate resistance and an off-gate resistance respectively connected between the on-diode and the off-diode and the gate of the insulated gate semiconductor element,
A series circuit of a diode and a capacitor connected between the gate and the emitter of the insulated gate semiconductor element, wherein the anode of the diode of the series circuit is connected to the gate of the insulated gate semiconductor element, and a capacitor of the series circuit is provided. Is connected to the emitter of the insulated gate semiconductor element, and short-circuits between the diode and the capacitor of the series circuit and between the on-diode and the on-gate resistor.

【0034】従って、請求項1に対応する発明の絶縁ゲ
ート型半導体素子のゲート駆動回路においては、直列回
路のダイオードとコンデンサとの間と、オン用ダイオー
ドとオンゲート抵抗との間とを短絡することにより、絶
縁ゲート型半導体素子のターンオン時に、コンデンサを
速く充電することができ、絶縁ゲート型半導体素子のタ
ーンオン損失の増加を抑制することができる。
Therefore, in the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device according to the first aspect of the present invention, the short circuit between the diode and the capacitor and the turn-on diode and the on-gate resistance of the series circuit is performed. Accordingly, the capacitor can be charged quickly when the insulated gate semiconductor device is turned on, and an increase in the turn-on loss of the insulated gate semiconductor device can be suppressed.

【0035】また、請求項2に対応する発明では、上記
請求項1に対応する発明の絶縁ゲート型半導体素子のゲ
ート駆動回路において、直列回路のダイオードとコンデ
ンサとの間と、オン用ダイオードとオンゲート抵抗との
間とを、抵抗を介して短絡している。
According to a second aspect of the present invention, in the gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device according to the first aspect of the present invention, between the diode and the capacitor of the series circuit, and between the on-state diode and the on-gate. The resistor and the resistor are short-circuited via the resistor.

【0036】従って、請求項2に対応する発明の絶縁ゲ
ート型半導体素子のゲート駆動回路においては、直列回
路のダイオードとコンデンサとの間と、オン用ダイオー
ドとオンゲート抵抗との間とを、抵抗を用いて短絡する
ことにより、コンデンサの充電時に流れる電流のピーク
値を制限することができ、コンデンサの信頼性を向上す
ることができる。
Therefore, in the gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device according to the present invention, the resistance between the diode and the capacitor of the series circuit and the resistance between the on-diode and the on-gate resistance is established. By using such a short circuit, the peak value of the current flowing when charging the capacitor can be limited, and the reliability of the capacitor can be improved.

【0037】さらに、請求項3に対応する発明では、絶
縁ゲート型半導体素子のゲートに正負の電圧を供給し
て、オンオフ制御する絶縁ゲート型半導体素子のゲート
駆動回路において、一方の端子が絶縁ゲート型半導体素
子のエミッタに接続された正負の制御電源と、制御電源
の他方の端子に互いに逆並列に接続されたオン用ダイオ
ードおよびオフ用ダイオードとオンゲート抵抗およびオ
フゲート抵抗との直列回路と、直列回路と絶縁ゲート型
半導体素子のゲートとの間に構成された回路基板を備
え、回路基板は、直列回路と絶縁ゲート型半導体素子の
ゲートとの間に、直列回路側がカソードとなるようにダ
イオードおよび共通ゲート抵抗を互いに並列に接続し、
カソードと絶縁ゲート型半導体素子のエミッタとの間
に、コンデンサを接続している。
Further, in the invention corresponding to claim 3, in the gate drive circuit of the insulated gate type semiconductor element which controls on / off by supplying positive and negative voltages to the gate of the insulated gate type semiconductor element, one terminal is an insulated gate. A positive / negative control power supply connected to the emitter of the semiconductor device, a series circuit of an on-diode and an off-diode, an on-gate resistance and an off-gate resistance, connected in antiparallel to the other terminal of the control power supply, and a series circuit And a circuit board configured between the gate of the insulated gate semiconductor element and the circuit board, wherein the circuit board has a diode and a common circuit between the series circuit and the gate of the insulated gate semiconductor element such that the series circuit side is a cathode. Connect the gate resistors in parallel with each other,
A capacitor is connected between the cathode and the emitter of the insulated gate semiconductor device.

【0038】従って、請求項3に対応する発明の絶縁ゲ
ート型半導体素子のゲート駆動回路においては、直列回
路と絶縁ゲート型半導体素子のゲートとの間に、直列回
路側がカソードとなるようにダイオードおよび共通ゲー
ト抵抗を互いに並列に接続し、カソードと絶縁ゲート型
半導体素子のエミッタとの間に、コンデンサを接続して
構成された回路基板を設けることにより、絶縁ゲート型
半導体素子のターンオン時に、コンデンサを速く充電す
ることができ、かつゲート駆動回路からの配線を2本に
することができ、ゲート配線を簡略化することができ
る。
Therefore, in the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device according to the third aspect of the present invention, the diode and the diode are connected between the series circuit and the gate of the insulated gate semiconductor device such that the series circuit side is a cathode. By connecting a common gate resistor in parallel with each other and providing a circuit board configured by connecting a capacitor between the cathode and the emitter of the insulated gate semiconductor device, the capacitor is connected when the insulated gate semiconductor device is turned on. The battery can be charged quickly, the number of wirings from the gate drive circuit can be reduced to two, and the gate wiring can be simplified.

【0039】一方、請求項4に対応する発明では、上記
請求項3に対応する発明の回路基板を、絶縁ゲート型半
導体モジュール内に構成している。
On the other hand, in a fourth aspect of the present invention, the circuit board of the third aspect of the present invention is formed in an insulated gate semiconductor module.

【0040】従って、請求項4に対応する発明の絶縁ゲ
ート型半導体素子においては、上記構成の回路基板を、
絶縁ゲート型半導体モジュールに内蔵することにより、
浮遊インダクタンスと、コンデンサおよび絶縁ゲート型
半導体素子のゲートとエミッタ間の静電容量との共振現
象を抑制することができる。
Therefore, in the insulated gate semiconductor device of the invention corresponding to claim 4, the circuit board having the above structure is
By incorporating it in an insulated gate semiconductor module,
A resonance phenomenon between stray inductance and capacitance between a gate and an emitter of a capacitor and an insulated gate semiconductor element can be suppressed.

【0041】また、請求項5に対応する発明では、複数
個の絶縁ゲート型半導体素子を備えて構成され、電力変
換を行なうインバータやコンバータ等の電力変換装置に
おいて、上記請求項1乃至請求項3のいずれか1項に対
応する発明の絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路
を、絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路として接
続している。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a power conversion device such as an inverter or a converter configured to include a plurality of insulated gate semiconductor elements and performing power conversion. The gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device according to any one of the aspects of the invention is connected as a gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device.

【0042】従って、請求項5に対応する発明の電力変
換装置においては、上記構成の絶縁ゲート型半導体素子
のゲート駆動回路を、絶縁ゲート型半導体素子のゲート
駆動回路として用いることにより、絶縁ゲート型半導体
素子のターンオン損失を増やすことなく、阻止状態での
急激な電圧上昇による過渡的なターンオンを抑制するこ
とが可能な優れた電力変換装置を得ることができる。
Therefore, in the power converter of the invention according to claim 5, by using the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor element having the above structure as the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor element, It is possible to obtain an excellent power conversion device capable of suppressing a transient turn-on due to a rapid voltage increase in a blocking state without increasing a turn-on loss of a semiconductor element.

【0043】さらに、請求項6に対応する発明では、複
数個の絶縁ゲート型半導体素子を備えて構成され、電力
変換を行なうインバータやコンバータ等の電力変換装置
において、上記請求項4に対応する発明の絶縁ゲート型
半導体素子を、絶縁ゲート型半導体素子として備えてい
る。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a power conversion apparatus such as an inverter or a converter which includes a plurality of insulated gate semiconductor elements and performs power conversion. Is provided as an insulated gate semiconductor element.

【0044】従って、請求項6に対応する発明の電力変
換装置においては、上記構成の絶縁ゲート型半導体素子
を、絶縁ゲート型半導体素子として用いることにより、
絶縁ゲート型半導体素子のターンオン損失を増やすこと
なく、阻止状態での急激な電圧上昇による過渡的なター
ンオンを抑制することが可能な優れた電力変換装置を得
ることができる。
Therefore, in the power converter of the invention according to claim 6, by using the insulated gate semiconductor element having the above structure as an insulated gate semiconductor element,
It is possible to obtain an excellent power conversion device capable of suppressing a transient turn-on due to a rapid voltage rise in a blocking state without increasing a turn-on loss of an insulated gate semiconductor element.

【0045】[0045]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0046】(第1の実施の形態)図1は、本実施の形
態による絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路の概
要構成例を示す回路図であり、図6と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
(First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of a gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. The description is omitted here, and only different parts will be described here.

【0047】すなわち、本実施の形態による絶縁ゲート
型半導体素子のゲート駆動回路は、図1に示すように、
前記図6における絶縁ゲート型半導体素子1のエミッタ
と個別ゲート抵抗3との間に挿入されたコンデンサ10
と直列に、ダイオード11を接続し、さらにこのコンデ
ンサ10とダイオード11との接続点を、オン用ダイオ
ード7aとオンゲート抵抗8aとの接続点に接続した構
成としている。
That is, the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device according to the present embodiment, as shown in FIG.
A capacitor 10 inserted between the emitter of the insulated gate semiconductor device 1 and the individual gate resistor 3 in FIG.
And a connection point between the capacitor 10 and the diode 11 is connected to a connection point between the ON diode 7a and the ON gate resistor 8a.

【0048】すなわち、ダイオード11のアノードを、
個別ゲート抵抗3に接続し、コンデンサ10の一方の端
子を、絶縁ゲート型半導体素子1のエミッタに接続し、
ダイオード11とコンデンサ10との間と、オン用ダイ
オード7aとオンゲート抵抗8aとの間とを、直接接続
して短絡した構成としている。
That is, the anode of the diode 11 is
Connected to the individual gate resistor 3, one terminal of the capacitor 10 is connected to the emitter of the insulated gate semiconductor device 1,
The configuration is such that the connection between the diode 11 and the capacitor 10 and the connection between the ON diode 7a and the ON gate resistor 8a are directly connected and short-circuited.

【0049】次に、以上のように構成した本実施の形態
による絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路9にお
いては、ダイオード11とコンデンサ10との間と、オ
ン用ダイオード7aとオンゲート抵抗8aとの間とを、
直接接続して短絡していることにより、絶縁ゲート型半
導体素子1のターンオン時に、コンデンサ10の充電に
オンゲート抵抗8aを介さないため、コンデンサ10を
速く充電することができ、かつ絶縁ゲート型半導体素子
1のゲート−エミッタ間の静電容量は、オンゲート抵抗
8aを介してコンデンサ10と無関係に充電することが
できる。
Next, in the gate drive circuit 9 of the insulated gate type semiconductor device according to the present embodiment configured as described above, the connection between the diode 11 and the capacitor 10 and the connection between the on-state diode 7a and the on-gate resistor 8a. Between
When the insulated gate semiconductor device 1 is turned on, the capacitor 10 is not charged via the on-gate resistor 8a when the insulated gate semiconductor device 1 is turned on. The capacitance between one gate and emitter can be charged independently of the capacitor 10 via the on-gate resistor 8a.

【0050】また、絶縁ゲート型半導体素子1が阻止状
態の時に、電圧が急激に上昇したとしても、ダイオード
11を介して、ゲート電流をコンデンサ10ヘパイパス
させることができる。
Further, even when the voltage rises abruptly when the insulated gate semiconductor device 1 is in the blocking state, the gate current can be bypassed to the capacitor 10 via the diode 11.

【0051】以上により、絶縁ゲート型半導体素子1の
ターンオンは、コンデンサ10を挿入しない場合と同様
になり、ターンオン損失も増加しない。
As described above, the turn-on of the insulated gate semiconductor device 1 is similar to the case where the capacitor 10 is not inserted, and the turn-on loss does not increase.

【0052】また、絶縁ゲート型半導体素子1の阻止状
態では、コンデンサ10を挿入しているため、絶縁ゲー
ト型半導体素子1の過渡的なターンオンを抑制すること
ができる。
Further, in the blocking state of the insulated gate semiconductor element 1, the capacitor 10 is inserted, so that the transient turn-on of the insulated gate semiconductor element 1 can be suppressed.

【0053】上述したように、本実施の形態による絶縁
ゲート型半導体素子のゲート駆動回路では、絶縁ゲート
型半導体素子1のターンオン損失を増加させることな
く、阻止状態での急激な電圧上昇による過渡的なターン
オンを抑制することが可能となる。
As described above, in the gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device according to the present embodiment, a transient voltage rise due to a sharp voltage increase in the blocking state does not increase the turn-on loss of the insulated gate semiconductor device 1. Turn-on can be suppressed.

【0054】(第2の実施の形態)図2は、本実施の形
態による絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路の概
要構成例を示す回路図であり、図1と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
(Second Embodiment) FIG. 2 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of a gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device according to the present embodiment. The description is omitted here, and only different parts will be described here.

【0055】すなわち、本実施の形態による絶縁ゲート
型半導体素子のゲート駆動回路は、図2に示すように、
前記図1におけるオン用ダイオード7aのカソードとダ
イオード11のカソードとの間に、抵抗12を挿入した
構成としている。
That is, the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device according to the present embodiment has a structure as shown in FIG.
A resistor 12 is inserted between the cathode of the diode 7a for turning on and the cathode of the diode 11 in FIG.

【0056】すなわち、ダイオード11のアノードを、
個別ゲート抵抗3に接続し、コンデンサ10の一方の端
子を、絶縁ゲート型半導体素子1のエミッタに接続し、
ダイオード11とコンデンサ10との間と、オン用ダイ
オード7aとオンゲート抵抗8aとの間とを、抵抗12
を介して接続して短絡した構成としている。
That is, the anode of the diode 11 is
Connected to the individual gate resistor 3, one terminal of the capacitor 10 is connected to the emitter of the insulated gate semiconductor device 1,
A resistor 12 is connected between the diode 11 and the capacitor 10 and between the on diode 7a and the on-gate resistor 8a.
And short-circuited.

【0057】次に、以上のように構成した本実施の形態
による絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路9にお
いては、ダイオード11とコンデンサ10との間と、オ
ン用ダイオード7aとオンゲート抵抗8aとの間とを、
抵抗12を用いて短絡していることにより、絶縁ゲート
型半導体素子1のターンオン時に、コンデンサ10の充
電を抵抗12を介して行なうため、充電電流のピーク値
を制限することができ、コンデンサ10の信頼性を向上
させることができる。
Next, in the gate drive circuit 9 of the insulated gate type semiconductor device according to the present embodiment configured as described above, the connection between the diode 11 and the capacitor 10 and the connection between the on-state diode 7a and the on-gate resistor 8a. Between
Since the capacitor 10 is charged via the resistor 12 when the insulated gate semiconductor device 1 is turned on by short-circuiting using the resistor 12, the peak value of the charging current can be limited. Reliability can be improved.

【0058】上述したように、本実施の形態による絶縁
ゲート型半導体素子のゲート駆動回路では、コンデンサ
10の充電電流のピーク値を制限して、コンデンサ10
の信頼性を向上させることが可能となる。
As described above, in the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device according to the present embodiment, the peak value of the charging current of
Can be improved in reliability.

【0059】(第3の実施の形態)図3は、本実施の形
態による絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路の概
要構成例を示す回路図であり、図6と同一部分には同一
符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分に
ついてのみ述べる。
(Third Embodiment) FIG. 3 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of a gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device according to the present embodiment. The same reference numerals as in FIG. 6 denote the same parts. The description is omitted here, and only different parts will be described here.

【0060】すなわち、本実施の形態による絶縁ゲート
型半導体素子のゲート駆動回路は、図3に示すように、
前記図6における絶縁ゲート型半導体素子1のエミッタ
と個別ゲート抵抗3との間に挿入されたコンデンサ10
と直列に、ダイオード11と共通ゲート抵抗13との並
列回路を接続した構成としている。
That is, the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device according to the present embodiment has a structure as shown in FIG.
A capacitor 10 inserted between the emitter of the insulated gate semiconductor device 1 and the individual gate resistor 3 in FIG.
And a parallel circuit of a diode 11 and a common gate resistor 13 connected in series.

【0061】ここで、コンデンサ10、ダイオード1
1、共通ゲート抵抗13から、回路基板14を構成して
いる。
Here, the capacitor 10 and the diode 1
1. A circuit board 14 is composed of the common gate resistor 13.

【0062】すなわち、逆並列に接続されたオン用ダイ
オード7aおよびオフ用ダイオード7bとオンゲート抵
抗8aおよびオフゲート抵抗8bとの直列回路と、絶縁
ゲート型半導体素子1のゲートとの間に回路基板14を
構成し、さらにこの回路基板14は、上記直列回路側が
カソードとなるようにダイオード11および共通ゲート
抵抗13を互いに並列に接続し、カソードと絶縁ゲート
型半導体素子1のエミッタとの間に、コンデンサ10を
接続した構成としている。
That is, the circuit board 14 is connected between a series circuit of the on-diode 7a and the off-diode 7b and the on-gate resistor 8a and the off-gate resistor 8b connected in anti-parallel, and the gate of the insulated gate semiconductor device 1. The circuit board 14 further includes a diode 11 and a common gate resistor 13 connected in parallel with each other so that the series circuit side serves as a cathode, and a capacitor 10 connected between the cathode and the emitter of the insulated gate semiconductor device 1. Are connected.

【0063】ここで、オンゲート抵抗8a、オフゲート
抵抗8bおよび共通ゲート抵抗13としては、次のよう
な関係で考える必要がある。
Here, it is necessary to consider the following relationship as the on-gate resistance 8a, the off-gate resistance 8b and the common gate resistance 13.

【0064】(オン時のゲート抵抗)=(オンゲート抵
抗8a)+(共通ゲート抵抗13) (オフ時のゲート抵抗)=(オフゲート抵抗8b)+
(共通ゲート抵抗13) なお、オンゲート抵抗8aまたはオフゲート抵抗8bを
使用しない場合もある。
(Gate resistance when on) = (On gate resistance 8a) + (Common gate resistance 13) (Gate resistance when off) = (Off gate resistance 8b) +
(Common Gate Resistance 13) In some cases, the on-gate resistance 8a or the off-gate resistance 8b is not used.

【0065】次に、以上のように構成した本実施の形態
による絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路9にお
いては、直列回路と絶縁ゲート型半導体素子1のゲート
との間に、直列回路側がカソードとなるようにダイオー
ド11および共通ゲート抵抗13を互いに並列に接続
し、カソードと絶縁ゲート型半導体素子1のエミッタと
の間に、コンデンサ10を接続して構成された回路基板
14を設けていることにより、絶縁ゲート型半導体素子
1のターンオン時に、コンデンサ10の充電をオンゲー
ト抵抗8aのみを介して行なうため、速く充電すること
ができ、かつゲート駆動回路9からの配線を2本にする
ことができ、ゲート配線を簡略化することができる。
Next, in the gate drive circuit 9 of the insulated gate type semiconductor device according to the present embodiment configured as described above, the series circuit side has a cathode between the series circuit and the gate of the insulated gate type semiconductor device 1. The diode 11 and the common gate resistor 13 are connected in parallel with each other so that the capacitor 10 is connected between the cathode and the emitter of the insulated gate semiconductor device 1. Thereby, when the insulated gate semiconductor element 1 is turned on, the capacitor 10 is charged only through the on-gate resistor 8a, so that the charge can be performed quickly and the number of wires from the gate drive circuit 9 can be reduced to two. In addition, the gate wiring can be simplified.

【0066】上述したように、本実施の形態による絶縁
ゲート型半導体素子のゲート駆動回路では、コンデンサ
10の充電を速くすることができ、さらにゲート駆動回
路9からの配線を2本にすることができ、ゲート配線を
簡略化することが可能となる。
As described above, in the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device according to the present embodiment, the charge of the capacitor 10 can be accelerated, and the number of wires from the gate drive circuit 9 can be reduced to two. As a result, the gate wiring can be simplified.

【0067】(第4の実施の形態)図4は、本実施の形
態による絶縁ゲート型半導体素子の概要構成例を示す回
路図であり、図3と同一部分には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of an insulated gate semiconductor device according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. The description will be omitted, and only different portions will be described here.

【0068】図4において、複数個(図ではx個)の絶
縁ゲート型半導体素子1a〜1xを互いに並列接続する
と共に、この各絶縁ゲート型半導体素子1a〜1xのコ
レクタとエミッタとの間に、ダイオード2a〜2xを図
示極性で接続し、さらに絶縁ゲート型半導体素子1a〜
1xのエミッタに、個別ゲート抵抗3a〜3xをそれぞ
れ接続して、絶縁ゲート型半導体モジュール4を構成し
ている。
In FIG. 4, a plurality (x in the figure) of insulated gate semiconductor devices 1a to 1x are connected in parallel with each other, and between each of the insulated gate semiconductor devices 1a to 1x, The diodes 2a to 2x are connected with the polarity shown in the figure, and the insulated gate semiconductor elements 1a to
The individual gate resistors 3a to 3x are respectively connected to the 1x emitters to form the insulated gate semiconductor module 4.

【0069】さらに、前記コンデンサ10、ダイオード
11、共通ゲート抵抗13から構成された回路基板14
を、絶縁ゲート型半導体モジュール4内に構成(内蔵)
している。
Further, a circuit board 14 composed of the capacitor 10, the diode 11, and the common gate resistor 13
In the insulated gate semiconductor module 4 (built-in)
are doing.

【0070】次に、以上のように構成した本実施の形態
による絶縁ゲート型半導体素子においては、コンデンサ
10、ダイオード11、共通ゲート抵抗13から構成さ
れた回路基板14を、絶縁ゲート型半導体モジュール4
に内蔵していることにより、絶縁ゲート型半導体モジュ
ール4内にコンデンサ10を配置することができ、浮遊
インダクタンスを低減することができる。
Next, in the insulated gate semiconductor device according to the present embodiment configured as described above, the circuit board 14 including the capacitor 10, the diode 11, and the common gate resistor 13 is connected to the insulated gate semiconductor module 4.
, The capacitor 10 can be arranged in the insulated gate semiconductor module 4, and the stray inductance can be reduced.

【0071】また、上記浮遊インダクタンスと、コンデ
ンサ10および絶縁ゲート型半導体素子1a〜1xのゲ
ート−エミッタ間の静電容量との共振現象を抑制するこ
とができる。
Further, it is possible to suppress the resonance phenomenon between the stray inductance and the capacitance between the capacitor 10 and the gate-emitter of the insulated gate semiconductor elements 1a to 1x.

【0072】上述したように、本実施の形態による絶縁
ゲート型半導体素子のゲート駆動回路では、浮遊インダ
クタンスを低減することができ、さらに、上記浮遊イン
ダクタンスと、コンデンサおよび絶縁ゲート型半導体素
子1a〜1xのゲート−エミッタ間の静電容量との共振
現象を抑制することが可能となる。
As described above, in the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device according to the present embodiment, the stray inductance can be reduced, and the stray inductance, the capacitor, and the insulated gate semiconductor devices 1a to 1x can be reduced. Can be suppressed from resonance with the capacitance between the gate and the emitter.

【0073】(第5の実施の形態)図5は、本実施の形
態による絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路を用
いた電力変換装置の概要構成例を示す回路図であり、図
1および図2と同一部分には同一符号を付してその説明
を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
(Fifth Embodiment) FIG. 5 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of a power conversion device using a gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device according to the present embodiment. The same parts as in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, only different parts will be described.

【0074】図4において、複数個(図では2個)の絶
縁ゲート型半導体モジュール4a,4cを互いに並列接
続すると共に、複数個(図では2個)の絶縁ゲート型半
導体モジュール4b,4dを互いに並列接続し、さらに
これら二つの並列回路を互いに直列接続して、絶縁ゲー
ト型半導体アームを構成し、その入力側に直流電源(D
C電源)16を接続すると共に、出力側に負荷15を接
続している。
In FIG. 4, a plurality (two in the figure) of insulated gate semiconductor modules 4a and 4c are connected in parallel with each other, and a plurality (two in the figure) of insulated gate semiconductor modules 4b and 4d are connected to each other. The two parallel circuits are connected in parallel, and these two parallel circuits are connected in series with each other to form an insulated gate semiconductor arm.
C power supply) 16 and a load 15 on the output side.

【0075】さらに、各絶縁ゲート型半導体モジュール
4a,4b,4c,4dに対して、それぞれ一つのゲー
ト駆動回路9a,9b,9c,9dを個別に設けてい
る。
Further, one gate drive circuit 9a, 9b, 9c, 9d is individually provided for each of the insulated gate semiconductor modules 4a, 4b, 4c, 4d.

【0076】ここで、各絶縁ゲート型半導体モジュール
4a,4b,4c,4dは、前記図1および図2の絶縁
ゲート型半導体モジュール4と同様の構成を有し、また
各ゲート駆動回路9a,9b,9c,9dも、前記図1
または図2に示した第1または第2の実施の形態ののゲ
ート駆動回路9と同様の構成を有しており、各絶縁ゲー
ト型半導体モジュール4a,4b,4c,4dと各ゲー
ト駆動回路9a,9b,9c,9dとの間も、前記図1
または図2と同様に、コンデンサ10およびダイオード
11を介してそれぞれ接続している。
Here, each of the insulated gate semiconductor modules 4a, 4b, 4c, 4d has the same configuration as that of the insulated gate semiconductor module 4 of FIGS. 1 and 2, and each of the gate drive circuits 9a, 9b , 9c and 9d are also shown in FIG.
Alternatively, it has a configuration similar to that of the gate drive circuit 9 of the first or second embodiment shown in FIG. 2, and includes each of the insulated gate semiconductor modules 4a, 4b, 4c, 4d and each gate drive circuit 9a. , 9b, 9c, and 9d, as shown in FIG.
Or, similarly to FIG. 2, they are connected via a capacitor 10 and a diode 11, respectively.

【0077】以上により、電力変換を行なうインバータ
やコンバータ等の電力変換装置を構成している。
As described above, a power conversion device such as an inverter or a converter that performs power conversion is configured.

【0078】なお、前記図1および図2と同一要素に
は、異なった添字a,b,c,dを付して示している。
The same elements as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by different subscripts a, b, c, and d.

【0079】次に、以上のように構成した本実施の形態
による絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路を用い
た電力変換装置においては、前記第1または第2の実施
の形態の絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路を、
絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路として用いて
いることにより、絶縁ゲート型半導体素子のターンオン
損失を増やすことなく、阻止状態での急激な電圧上昇に
よる過渡的なターンオンを抑制することができる。
Next, in the power converter using the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device according to the present embodiment configured as described above, the insulated gate semiconductor device according to the first or second embodiment is used. The gate drive circuit of the element
By using the insulated gate semiconductor device as a gate drive circuit, it is possible to suppress a transient turn-on due to a sudden increase in voltage in a blocking state without increasing a turn-on loss of the insulated gate semiconductor device.

【0080】上述したように、本実施の形態による絶縁
ゲート型半導体素子のゲート駆動回路を用いた電力変換
装置では、絶縁ゲート型半導体素子のターンオン損失を
増やすことなく、阻止状態での急激な電圧上昇による過
渡的なターンオンを抑制することが可能な優れた電力変
換装置を得ることが可能となる。
As described above, in the power converter using the gate drive circuit of the insulated gate semiconductor device according to the present embodiment, the abrupt voltage in the blocking state is increased without increasing the turn-on loss of the insulated gate semiconductor device. It is possible to obtain an excellent power converter capable of suppressing a transient turn-on due to a rise.

【0081】(変形例)本実施の形態の電力変換装置に
おいて、前記図3または図4に示した第3または第4の
実施の形態の構成を有するゲート駆動回路を、絶縁ゲー
ト型半導体素子のゲート駆動回路として用いるようにし
てもよい。
(Modification) In the power converter of the present embodiment, the gate drive circuit having the structure of the third or fourth embodiment shown in FIG. 3 or FIG. It may be used as a gate drive circuit.

【0082】(その他の実施の形態)なお、絶縁ゲート
型半導体素子がIGBT以外のその他の電圧ゲート駆動
素子であっても、前記第1の実施の形態乃至第5の実施
の形態のいずれかにおいて、前述の場合と同様の作用効
果を得ることが可能である。
(Other Embodiments) Even if the insulated gate type semiconductor element is a voltage gate drive element other than the IGBT, any of the first to fifth embodiments may be used. It is possible to obtain the same operation and effect as those described above.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絶
縁ゲート型半導体素子のターンオン損失を増加させるこ
となく、阻止状態での急激な電圧上昇による過渡的なタ
ーンオンを抑制することが可能な優れた絶縁ゲート型半
導体素子のゲート駆動回路、絶縁ゲート型半導体素子お
よぴそれらを用いた電力変換装置が提供できる。
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress a transitional turn-on due to a sharp voltage rise in a blocking state without increasing a turn-on loss of an insulated gate semiconductor device. An excellent gate drive circuit for an insulated gate semiconductor element, an insulated gate semiconductor element, and a power converter using the same can be provided.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態による絶縁ゲート型
半導体素子のゲート駆動回路の概要構成例を示す回路
図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of a gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態による絶縁ゲート型
半導体素子のゲート駆動回路の概要構成例を示す回路
図。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of a gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態による絶縁ゲート型
半導体素子のゲート駆動回路の概要構成例を示す回路
図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of a gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施の形態による絶縁ゲート型
半導体素子の概要構成例を示す回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of an insulated gate semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施の形態による絶縁ゲート型
半導体素子のゲート駆動回路を用いた電力変換装置の概
要構成例を示す回路図。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of a power converter using a gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】従来技術による絶縁ゲート型半導体素子のゲー
ト駆動回路の概要構成例を示す回路図。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of a gate drive circuit of an insulated gate semiconductor device according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,1a〜1x…絶縁ゲート型半導体素子(IGBT) 2,2a〜2x…ダイオード 3,3a〜3x…個別ゲート抵抗。 4,4a〜4d…絶縁ゲート型半導体モジュール(IG
BT) 5a…オンゲート電源 5b…オフゲート電源 6a…オン用スイッチ 6b…オフ用スイッチ 7a…オン用ダイオード 7b…オフ用ダイオード 8a…オンゲート抵抗 8b…オフゲート抵抗 9,9a〜9d…ゲート駆動回路 10,10a〜10d…コンデンサ 11,11a〜11d…ダイオード 12…抵抗 13…共通ゲート抵抗 14…回路基板 15…負荷 16…DC電源。
1, 1a to 1x: insulated gate semiconductor element (IGBT) 2, 2a to 2x: diode 3, 3a to 3x: individual gate resistance. 4, 4a-4d ... insulated gate semiconductor module (IG
BT) 5a On-gate power supply 5b Off-gate power supply 6a On switch 6b Off switch 7a On diode 7b Off diode 8a On gate resistance 8b Off gate resistance 9, 9a to 9d Gate drive circuits 10, 10a 10 to 10d: Capacitor 11, 11a to 11d: Diode 12: Resistor 13: Common gate resistance 14: Circuit board 15: Load 16: DC power supply

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F038 AZ02 BH03 BH15 BH19 DF01 DF14 EZ20 5H740 BA11 BB05 BC01 BC02 HH06 JB09 KK01 5J055 AX12 AX37 AX52 AX55 AX64 BX16 CX07 CX10 CX19 DX09 DX22 DX52 DX60 DX73 DX84 EX04 EX17 EX19 EY01 EY05 EY10 EY12 EY29 EZ57 GX01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) EY12 EY29 EZ57 GX01

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁ゲート型半導体素子のゲートに正負
の電圧を供給して、オンオフ制御する絶縁ゲート型半導
体素子のゲート駆動回路において、 一方の端子が前記絶縁ゲート型半導体素子のエミッタに
接続された正負の制御電源と、 前記制御電源の他方の端子に互いに逆並列に接続された
オン用ダイオードおよびオフ用ダイオードと、 前記オン用ダイオードおよびオフ用ダイオードと前記絶
縁ゲート型半導体素子のゲートとの間にそれぞれ接続さ
れたオンゲート抵抗およびオフゲート抵抗と、 前記絶縁ゲート型半導体素子のゲートとエミッタとの間
に接続されたダイオードとコンデンサとの直列回路とを
備え、 前記直列回路のダイオードのアノードを、前記絶縁ゲー
ト型半導体素子のゲートに接続し、 前記直列回路のコンデンサの一方の端子を、前記絶縁ゲ
ート型半導体素子のエミッタに接続し、 前記直列回路のダイオードとコンデンサとの間と、前記
オン用ダイオードとオンゲート抵抗との間とを、短絡し
て成ることを特徴とする絶縁ゲート型半導体素子のゲー
ト駆動回路。
1. A gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device which supplies a positive or negative voltage to a gate of the insulated gate semiconductor device and controls on / off of the gate, wherein one terminal is connected to an emitter of the insulated gate semiconductor device. Positive and negative control power supplies; an on diode and an off diode connected in anti-parallel to the other terminal of the control power supply; and an on diode and an off diode and a gate of the insulated gate semiconductor element. An on-gate resistance and an off-gate resistance respectively connected between the diode and a series circuit of a diode and a capacitor connected between the gate and the emitter of the insulated gate type semiconductor device. Connected to the gate of the insulated gate semiconductor device, one of the capacitors of the series circuit A terminal is connected to the emitter of the insulated gate semiconductor device, and an insulation is formed by short-circuiting between the diode and the capacitor of the series circuit and between the on diode and the on-gate resistor. Gate drive circuit for gate type semiconductor devices.
【請求項2】 前記請求項1に記載の絶縁ゲート型半導
体素子のゲート駆動回路において、 前記直列回路のダイオードとコンデンサとの間と、前記
オン用ダイオードとオンゲート抵抗との間とを、抵抗を
介して短絡したことを特徴とする絶縁ゲート型半導体素
子のゲート駆動回路。
2. The gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device according to claim 1, wherein a resistance between the diode and the capacitor of the series circuit and a resistance between the on-diode and the on-gate resistance are set. A gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device, characterized in that the gate drive circuit is short-circuited.
【請求項3】 絶縁ゲート型半導体素子のゲートに正負
の電圧を供給して、オンオフ制御する絶縁ゲート型半導
体素子のゲート駆動回路において、 一方の端子が前記絶縁ゲート型半導体素子のエミッタに
接続された正負の制御電源と、 前記制御電源の他方の端子に互いに逆並列に接続された
オン用ダイオードおよびオフ用ダイオードとオンゲート
抵抗およびオフゲート抵抗との直列回路と、 前記直列回路と前記絶縁ゲート型半導体素子のゲートと
の間に構成された回路基板を備え、 前記回路基板は、 前記直列回路と前記絶縁ゲート型半導体素子のゲートと
の間に、前記直列回路側がカソードとなるようにダイオ
ードおよび共通ゲート抵抗を互いに並列に接続し、 前記カソードと前記絶縁ゲート型半導体素子のエミッタ
との間に、コンデンサを接続して成ることを特徴とする
絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路。
3. A gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device, which supplies positive and negative voltages to a gate of the insulated gate semiconductor device and controls on / off, wherein one terminal is connected to an emitter of the insulated gate semiconductor device. Positive and negative control power supply; a series circuit of an on-diode and an off-diode and an on-gate resistance and an off-gate resistance connected in anti-parallel to the other terminal of the control power supply; the series circuit and the insulated gate semiconductor A circuit board configured between the series circuit and the gate of the insulated gate type semiconductor element, wherein the circuit board has a diode and a common gate such that the series circuit side is a cathode. A resistor is connected in parallel with each other, and a capacitor is provided between the cathode and the emitter of the insulated gate semiconductor device. And a gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device.
【請求項4】 前記請求項3に記載の回路基板を、絶縁
ゲート型半導体モジュール内に構成して成ることを特徴
とする絶縁ゲート型半導体素子。
4. An insulated gate semiconductor device comprising the circuit board according to claim 3 in an insulated gate semiconductor module.
【請求項5】 複数個の絶縁ゲート型半導体素子を備え
て構成され、電力変換を行なうインバータやコンバータ
等の電力変換装置において、 前記請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の絶縁
ゲート型半導体素子のゲート駆動回路を、 前記絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路として接
続して成ることを特徴とする電力変換装置。
5. A power conversion device such as an inverter or a converter configured to include a plurality of insulated gate semiconductor elements and performing power conversion, wherein the insulation according to any one of claims 1 to 3 is provided. A power converter, wherein a gate drive circuit of a gate type semiconductor element is connected as a gate drive circuit of the insulated gate type semiconductor element.
【請求項6】 複数個の絶縁ゲート型半導体素子を備え
て構成され、電力変換を行なうインバータやコンバータ
等の電力変換装置において、 前記請求項4に記載の絶縁ゲート型半導体素子を、 前記絶縁ゲート型半導体素子として備えて成ることを特
徴とする電力変換装置。
6. A power conversion device such as an inverter or a converter configured to include a plurality of insulated gate semiconductor elements and performing power conversion, wherein the insulated gate semiconductor element according to claim 4 is replaced by an insulated gate. A power converter, comprising: a power semiconductor device.
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