JP2003189593A - Gate drive circuit for insulating gate type semiconductor element, insulating gate type semiconductor module and power conversion unit - Google Patents

Gate drive circuit for insulating gate type semiconductor element, insulating gate type semiconductor module and power conversion unit

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JP2003189593A
JP2003189593A JP2001386578A JP2001386578A JP2003189593A JP 2003189593 A JP2003189593 A JP 2003189593A JP 2001386578 A JP2001386578 A JP 2001386578A JP 2001386578 A JP2001386578 A JP 2001386578A JP 2003189593 A JP2003189593 A JP 2003189593A
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gate
insulated gate
drive circuit
semiconductor element
temperature
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JP2001386578A
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Hiroshi Takenaka
浩 竹中
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain high reliability by preventing the short circuit of a power source that is parallel with a series body even if an element temperature rises in the series body of an insulating gate type semiconductor element. <P>SOLUTION: A gate drive circuit comprises temperature detection means 50, 15 that detect an element temperature of the insulating gate type semiconductor element 1. The circuit also comprises the power source wherein a voltage is divided by a variable resistor 13 that varies a resistance according to the element temperature and by a fixed resistor 14 that shows a fixed value, or divided by a diode 15 that is the temperature detection means and by the fixed resistor 14, and wherein the negative bias of a voltage output is increased by the resistance variation of the variable resistor 13 or the diode 15 associated with a rise in temperature of the insulating gate type semiconductor element. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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モジュー
ル及び電力変換装置に関する。
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 module and a power converter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、絶縁ゲート型半導体素子に
は、例えばMOS−FET、IGBT(InsulatedGate Bipolar Tr
ansistor) 、IEGT(Injection Enhanced Gate Transis
tor)のような電圧駆動型のものと、GTO(Gate Turn-Off
Thyristor)のような電流駆動型のものがあり、そして
電圧駆動型のものが電流駆動型のものよりもゲート回路
を小さくできるという事は、周知となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, insulated gate semiconductor devices have been used in, for example, MOS-FETs and IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors).
ansistor), IEGT (Injection Enhanced Gate Transis
voltage drive type such as tor) and GTO (Gate Turn-Off
It is well known that there is a current drive type such as Thyristor) and that the voltage drive type can make the gate circuit smaller than the current drive type.

【0003】また、絶縁ゲート型半導体素子は、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。この絶縁ゲート型半導体
素子の高圧大電流化は、特性上、ゲートーコレクタ間、
ゲートーエミッタ問およびコレクターエミッタ間のそれ
ぞれの寄生容量を大きくする。
Further, the insulated gate type semiconductor element has been developed due to its wide safe operation area and high switching speed, and the insulated gate type semiconductor element having a high voltage and a large current has also been developed. Due to the characteristics of the insulated gate type semiconductor device, a high voltage and a large current are required.
Increase the parasitic capacitance between the gate-emitter and collector-emitter.

【0004】また別の観点から、半導体素子は素子自体
の損失により発熱するため、素子使用時での素子温度の
上昇は避けられないことも周知である。
From another point of view, it is also well known that a semiconductor element generates heat due to the loss of the element itself, and therefore an increase in element temperature during use of the element cannot be avoided.

【0005】このような点を踏まえて、図6、図7、図
8を参照して、絶縁ゲート型半導体素子からなるブリッ
ジ回路の各アームにおける従来の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。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
例を示し、図7は、ゲート駆動回路によって駆動される
絶縁ゲート型半導体素子モジュールの概要構成例を示
し、図8は、電力変換装置の概要構成例を示す。
In view of the above, referring to FIGS. 6, 7 and 8, a conventional gate drive circuit for an insulated gate semiconductor element in each arm of a bridge circuit made up of an insulated gate semiconductor element will be described. To do. 6 shows a schematic configuration example of a conventional gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device, FIG. 7 shows a schematic configuration example of an insulated gate semiconductor device module driven by the gate drive circuit, and FIG. 1 shows a schematic configuration example of a power conversion device.

【0006】図6中のゲート駆動回路9にて駆動される
絶縁ゲート型半導体素子1は、コレクタ(C)、ゲート
(G)およびエミッタ(E)で構成され、通常、図7に
示すように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のゲートに内部ゲート抵抗3
を接続して、絶縁ゲート型半導体素子モジュール4とし
て形成されている。この場合、絶縁ゲート型半導体素子
モジュール4としては、ダイオード2および内部ゲート
抵抗3と、複数個の絶縁ゲート型半導体素子1とから構
成されるものもあるが、各素子の基本的機能としては同
じである。ここで、絶縁ゲート型半導体素子1として
は、前述のように例えば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。
The insulated gate semiconductor device 1 driven by the gate drive circuit 9 in FIG. 6 is composed of a collector (C), a gate (G) and an emitter (E), and as shown in FIG. A diode 2 is connected between the collector and the emitter of the insulated gate semiconductor element 1 with the polarity shown in the figure, and an internal gate resistor 3 is connected to the gate of the insulated gate semiconductor element 1.
Are connected to form an insulated gate type semiconductor element module 4. In this case, as the insulated gate semiconductor element module 4, there is one that is composed of a diode 2 and an internal gate resistor 3 and a plurality of insulated gate semiconductor elements 1, but the basic function of each element is the same. Is. Here, as the insulated gate semiconductor element 1, for example, a MOS-FET, an IGBT, an IEGT or the like is used as described above, but here, the IGBT will be used for description.

【0007】図6において、絶縁ゲート型半導体素子1
もしくは絶縁ゲート型半導体素子モジュール4のゲート
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。オンゲート部は、制御電源であるオンゲー
ト電源5aと、オン用トランジスタ6aと、オン用ゲート
抵抗7aと、オン用ダイオード8aとを図示のように接続
して構成されている。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、オフ用トランジスタ6b
と、オフ用ゲート抵抗7bと、オフ用ダイオード8bとを
図示のように接続して構成されている。ここでは、オン
用トランジスタ6aのエミッタとオフ用トランジスタ6b
のエミッタとを接続し、さらに、オン用トランジスタ6
aのべ一スとオフ用トランジスタ6bのベースとを接続す
ることにより、オンゲート電源5aと、オフゲート電源
5bとが俳他的に接続されるようになっている。また、
オン用トランジスタ6aのベ−スとオフ用トランジスタ
6bのベースとを接続した端子をゲート信号入力端子1
0とする。
In FIG. 6, an insulated gate semiconductor device 1 is shown.
Alternatively, the gate drive circuit 9 of the insulated gate semiconductor device module 4 is composed of an on-gate part and an off-gate part. The on-gate unit is configured by connecting an on-gate power supply 5a, which is a control power supply, an on-transistor 6a, an on-gate resistance 7a, and an on-diode 8a, as shown in the figure. In addition, the off-gate section includes an off-gate power supply 5b as a control power supply and an off-transistor 6b.
And an off gate resistor 7b and an off diode 8b are connected as shown in the figure. Here, the emitter of the on transistor 6a and the off transistor 6b
Connected to the emitter of the
By connecting the base of a and the base of the off transistor 6b, the on-gate power supply 5a and the off-gate power supply 5b are connected in a crosswise manner. Also,
The terminal connecting the base of the on transistor 6a and the base of the off transistor 6b is a gate signal input terminal 1
Set to 0.

【0008】絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路
9の動作は、次のようになる。ゲート信号入力端子10
にオン用トランジスタ6aをオンさせる電圧(例えば+
15V)を印加すると、オン用トランジスタ6aがオン
し、オンゲート電源5aの電圧がオン用トランジスタ6
a、オン用ゲート抵抗7aおよびオン用ダイオード8aを
介して絶縁ゲート型半導体素子1のゲートーエミッタ間
に印加される。このゲートーエミッタ間電圧(以下、VG
Eと称する)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、コレクターエミッタ間に接続
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)。その後、VGEは電流値により決ま
る一定電圧(以下、ミラー電圧と称する)を保持する期
間を経て、オンゲート電源5aによる電圧値まで上昇す
る。この場合、ミラー電圧は絶縁ゲート型半導体素子1
の特性に依存し、絶縁ゲート型半導体素子1の温度にも
依存する。通常、絶縁ゲート型半導体素子1の温度が高
くなるにつれて、ミラー電圧は低くなる。
The operation of the gate drive circuit 9 of the insulated gate semiconductor device is as follows. Gate signal input terminal 10
To turn on the transistor 6a for turning on (for example, +
15V), the on transistor 6a is turned on, and the voltage of the on-gate power supply 5a is turned on.
It is applied between the gate and emitter of the insulated gate semiconductor element 1 through a, the on-gate resistance 7a, and the on-diode 8a. This gate-emitter voltage (hereinafter VG
(E) rises above the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor device 1, the insulated gate semiconductor device 1 becomes conductive, and a main circuit (not shown) connected between the collector and the emitter is connected. Current flows (hereinafter,
Called turn-on). After that, VGE rises to a voltage value by the on-gate power supply 5a after a period of holding a constant voltage (hereinafter referred to as a mirror voltage) determined by the current value. In this case, the mirror voltage is the insulated gate semiconductor device 1
And the temperature of the insulated gate semiconductor element 1 as well. Normally, as the temperature of the insulated gate semiconductor device 1 increases, the mirror voltage decreases.

【0009】一方、ゲート信号入力端子10にオフ用ト
ランジスタ6bをオンさせる電圧(例えば−15V)を印
加すると、オフ用トランジスタ6bがオンし、オフゲー
ト電源5bの電圧がオフ用トランジスタ6b、オフ用ゲー
ト抵抗7bおよびオフ用ダイオード8bを介して絶縁ゲー
ト型半導体素子1のゲートーエミッタ間に印加される。
そして、このVGEが絶縁ゲート型半導体素子1のゲート
しきい値電圧以下となると、絶縁ゲート型半導体素子1
が阻止状態になり、コレクター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遮断される(以下、タ
ーンオフと称する)。その後、VGEはターンオンと同様
に電流値により決まるミラー電圧を保持する期間を経
て、オフゲート電源5bが印加する電圧値まで降下す
る。
On the other hand, when a voltage (for example, -15V) for turning on the off transistor 6b is applied to the gate signal input terminal 10, the off transistor 6b is turned on, and the voltage of the off gate power supply 5b is turned off by the off transistor 6b and the off gate. The voltage is applied between the gate and emitter of the insulated gate semiconductor device 1 via the resistor 7b and the off diode 8b.
When this VGE becomes equal to or lower than the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor device 1, the insulated gate semiconductor device 1
Is blocked, and the current through the main circuit (not shown) connected between the collector and the emitter is cut off (hereinafter referred to as turn-off). After that, VGE drops to the voltage value applied by the off-gate power supply 5b after a period of holding the mirror voltage determined by the current value as in the case of turn-on.

【0010】以上のようにして、ゲート信号入力端子1
0に正負の電圧を印加することで、絶縁ゲート型半導体
素子1のゲートに正負の電圧を印加して、絶縁ゲート型
半導体素子をオンオフ制御する。
As described above, the gate signal input terminal 1
By applying a positive or negative voltage to 0, a positive or negative voltage is applied to the gate of the insulated gate semiconductor element 1, and the insulated gate semiconductor element is ON / OFF controlled.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】上述のように図6にて
ゲート信号入力端子10に正負の電圧を印加して絶縁ゲ
ート型半導体素子1をオンオフ制御できれば問題は無い
のであるが、絶縁ゲート型半導体素子1が阻止状態にあ
り、かつ、ゲート信号入力端子10に−15Vが印加さ
れている状態で、絶縁ゲート型半導体素子1のゲートー
エミッタ間電圧が上昇することがある。
As described above, there is no problem if the positive / negative voltage can be applied to the gate signal input terminal 10 in FIG. 6 to control the on / off of the insulated gate type semiconductor element 1. However, the insulated gate type is not required. The gate-emitter voltage of the insulated gate semiconductor element 1 may increase in the state where the semiconductor element 1 is in the blocking state and −15 V is applied to the gate signal input terminal 10.

【0012】従来の絶縁ゲート型半導体素子からなるブ
リッジ回路を用いた電力変換装置の概要構成例を示す図
8において、複数個(図では2個)の絶縁ゲート型半導
体素子1u、1xを互いに直列接続した直列回路を構成
し、1vと1y、1wと1zとを同様に直列接続して直列回
路を構成し、これら(図では3個)の絶縁ゲート型半導
体素子アームを並列接続して電力変換装置を構成し、そ
の入力側に電源11(直流電源)を接続すると共に、出
力側に負荷12を接続している。
In FIG. 8 showing a schematic configuration example of a power converter using a bridge circuit composed of conventional insulated gate semiconductor elements, a plurality (two in the figure) of insulated gate semiconductor elements 1u, 1x are connected in series. The connected series circuit is configured, and 1v, 1y, 1w, and 1z are similarly connected in series to form a series circuit, and these (three in the figure) insulated gate semiconductor element arms are connected in parallel to perform power conversion. The power supply 11 (DC power supply) is connected to the input side of the device and the load 12 is connected to the output side thereof.

【0013】この絶縁ゲート型半導体素子1u〜1zを用
いた電力変換装置では、直列接続された絶縁ゲート型半
導体素子どおしは同時にオン状態になることはないよう
にオンオフを制御される。例えば、図8においては絶縁
ゲート型半導体素子1uと絶縁ゲート型半導体素子1xの
ような組み合わせでは、絶縁ゲート型半導体素子1uと
絶縁ゲート型半導体素子1xが同時にオンすることによ
る電源11の短絡を防ぎ、絶縁ゲート型半導体素子1u
と絶縁ゲート型半導体素子1xとに過大な電流が流れて
素子破壊に至ることを防いでいる。
In the power converter using the insulated gate semiconductor elements 1u to 1z, on / off control is performed so that the insulated gate semiconductor elements connected in series are not simultaneously turned on. For example, in FIG. 8, a combination such as the insulated gate semiconductor element 1u and the insulated gate semiconductor element 1x prevents a short circuit of the power source 11 caused by the insulated gate semiconductor element 1u and the insulated gate semiconductor element 1x being turned on at the same time. , Insulated gate type semiconductor device 1u
This prevents an excessive current from flowing to the insulated gate semiconductor element 1x and element destruction.

【0014】しかし、例えば、絶縁ゲート型半導体素子
1uおよび1xがどちらも阻止状態である場合に、絶縁
ゲート型半導体素子1uをタ一ンオンさせたときに絶縁
ゲート型半導体素子1xのゲートーエミッタ間電圧が上
昇することがある。
However, for example, when both the insulated gate semiconductor devices 1u and 1x are in the blocking state, when the insulated gate semiconductor device 1u is turned on, the gate-emitter of the insulated gate semiconductor device 1x is turned on. The voltage may rise.

【0015】絶縁ゲート型半導体素子1uをタ一ンオン
させると、絶縁ゲート型半導体素子1uのコレクターエ
ミッタ間電圧がターンオンによって電源電圧から数V
(導通状態時の電圧値)に変化する。このとき阻止状態
である絶縁ゲート型半導体素子1xではコレクターエミ
ッタ間電圧が数Vから電源電圧へ変化する。このため、
絶縁ゲート型半導体素子1x(阻止状態では寄生容量の
ためコンデンサと同様の動作をする)にはコンデンサを
充電する電流が流れ込むため、ゲートーエミッタ間の寄
生容量にも同様に充電する電流が流れ込み、絶縁ゲート
型半導体素子1xのゲートーエミッタ間電圧を上昇させ
ることになる。
When the insulated gate type semiconductor element 1u is turned on, the collector-emitter voltage of the insulated gate type semiconductor element 1u is turned on to a few volts from the power supply voltage.
Changes to (voltage value when conducting). At this time, in the insulated gate semiconductor device 1x in the blocking state, the collector-emitter voltage changes from several V to the power supply voltage. For this reason,
Since the current for charging the capacitor flows into the insulated gate semiconductor element 1x (in the blocking state, the same operation as the capacitor occurs due to the parasitic capacitance), the current for charging also flows into the parasitic capacitance between the gate and the emitter, The gate-emitter voltage of the insulated gate semiconductor device 1x is increased.

【0016】また、この電流の流れ込みが大きいと上昇
する電圧が高くなり、ゲートしきい値電圧に至ると導通
状態へとタ一ンオンし、上述の電源11の短絡が起こり
やすい。
Further, when the flow of this current is large, the rising voltage becomes high, and when it reaches the gate threshold voltage, it is turned on to the conductive state, and the above-mentioned short circuit of the power supply 11 is likely to occur.

【0017】さらに、半導体素子は素子自身の損失によ
り発熱するため、素子使用時の素子温度の上昇は避けら
れない。ゲートしきい値電圧はこの素子温度上昇に影響
され、一般に高温ほど低下する。
Further, since the semiconductor element generates heat due to the loss of the element itself, an increase in the element temperature during use of the element cannot be avoided. The gate threshold voltage is affected by the temperature rise of the element and generally lowers as the temperature rises.

【0018】したがって、素子温度が上昇した状態で上
下アームを構成する一方の絶縁ゲート型半導体素子をタ
一ンオンした場合、他方の絶縁ゲート型半導体素子のゲ
ートーエミッタ間電圧が温度上昇によって低下したゲー
トしきい値電圧に到達しやすくなり、電源11の短絡が
起こる可能性は極めて高くなる。ここでは、絶縁ゲート
型半導体素子1uと1xについて述べたが、1vと1y、
および1wと1zについても同様である。
Therefore, when one of the insulated gate type semiconductor elements forming the upper and lower arms is turned on while the element temperature is increased, the gate-emitter voltage of the other insulated gate type semiconductor element is lowered due to the temperature rise. The gate threshold voltage is easily reached, and the possibility that the power supply 11 is short-circuited becomes extremely high. Here, the insulated gate semiconductor devices 1u and 1x have been described, but 1v and 1y,
The same applies to 1w and 1z.

【0019】そこで、本発明の目的は、上記の課題を鑑
み、素子温度が上昇した状態でも電源短絡を防止できる
信頼性に優れた絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回
路、絶縁ゲート半導体モジュール及び電力変換装置を提
供することにある。
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a highly reliable gate drive circuit for an insulated gate type semiconductor device capable of preventing a power supply short circuit even when the device temperature rises, an insulated gate semiconductor module and a power source. It is to provide a conversion device.

【0020】[0020]

【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に記載する本発明は、絶縁ゲート型半導
体素子のゲート駆動回路において、前記ゲート型半導体
素子の素子温度が上昇したときにゲート電圧出力にバイ
アスを与える手段を具備することを要旨とする。
In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 provides a gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device, wherein the device temperature of the gate semiconductor device is increased. The gist of the present invention is to provide means for applying a bias to the gate voltage output.

【0021】請求項1に記載の発明にあっては、素子温
度上昇による絶縁ゲート型半導体素子のゲートしきい値
電圧の下降分を補償できるようゲート駆動回路の出力電
圧にバイアスを与えて調整することで、例えば上下アー
ムを構成する絶縁ゲート型半導体素子のタ一ンオンによ
る絶縁ゲート型半導体素子のゲートーエミッタ間電圧の
上昇があっても、上下アームに接続される電源の短絡を
防ぐことができる。
According to the first aspect of the invention, the output voltage of the gate drive circuit is biased and adjusted so as to compensate for the decrease in the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor device due to the increase in device temperature. Thus, for example, even if the gate-emitter voltage of the insulated gate semiconductor element rises due to the turn-on of the insulated gate semiconductor element forming the upper and lower arms, a short circuit of the power supply connected to the upper and lower arms can be prevented. it can.

【0022】請求項2に記載する本発明は、絶縁ゲート
型半導体素子のゲート駆動回路において、前記絶縁ゲー
ト型半導体素子の素子温度を検出する温度検出手段を有
し、この素子温度に応じて抵抗値が変化する可変抵抗と
固定抵抗とで分圧され、かつ前記絶縁ゲート型半導体素
子の温度上昇に伴う前記可変抵抗の抵抗変化によりゲー
ト電圧出力の負バイアスを増加させる電源を有すること
を要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, in a gate drive circuit for an insulated gate type semiconductor element, a temperature detection means for detecting an element temperature of the insulated gate type semiconductor element is provided, and a resistance is detected according to the element temperature. A voltage source is divided by a variable resistor whose value changes and a fixed resistor, and a power source for increasing a negative bias of a gate voltage output by a resistance change of the variable resistor accompanying a temperature rise of the insulated gate semiconductor element is provided. To do.

【0023】請求項2に記載する本発明にあっては、オ
フゲート電源を素子温度上昇により可変抵抗と抵抗との
分圧したものがゲート駆動回路の負側電圧出力となり、
素子温度の上昇により抵抗値が変化する可変抵抗を使用
することで、ゲート駆動回路の出力電圧を下げることが
でき、温度上昇による絶縁ゲート型半導体素子のゲート
しきい値電圧の低下を等価的に防ぐことができる。上下
アームを構成する絶縁ゲート型半導体素子のタ一ンオン
により絶縁ゲート型半導体素子のゲートーエミッタ間電
圧の上昇があっても、温度上昇によるしきい値電圧の下
降に応じてゲート駆動回路の出力電圧に負バイアスを加
えることができ、上下アームに接続される電源の短絡を
防ぐことが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, the off-gate power supply voltage-divided by the variable resistance and the resistance due to the element temperature rise becomes the negative side voltage output of the gate drive circuit,
The output voltage of the gate drive circuit can be reduced by using a variable resistor whose resistance value changes as the element temperature rises, and the equivalent reduction in the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor element due to the temperature rise can be achieved. Can be prevented. Even if the gate-emitter voltage of the insulated gate type semiconductor device rises due to the turn-on of the insulated gate type semiconductor device that constitutes the upper and lower arms, the output of the gate drive circuit responds to the decrease of the threshold voltage due to the temperature rise. A negative bias can be applied to the voltage, and it becomes possible to prevent a short circuit of the power supply connected to the upper and lower arms.

【0024】請求項3に記載する本発明は、請求項2に
記載する発明において、前記絶縁ゲート型半導体素子の
温度を検出する温度検出手段は可変抵抗を兼ねるダイオ
ードであることを要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the second aspect, the temperature detecting means for detecting the temperature of the insulated gate semiconductor element is a diode which also serves as a variable resistance.

【0025】請求項3に記載する発明にあっては、オフ
ゲート電源を温度検出ダイオードと抵抗との分圧したも
のがゲート鉱動回路の負側電圧出力となり、素子温度の
上昇により温度検出ダイオードの電圧が低下することに
より、ゲート駆動回路の出力電圧を下げることができ、
温度上昇による絶縁ゲート型半導体素子のゲートしきい
値電圧の低下を等価時に防ぐことができる。上下アーム
を構成する絶縁ゲート型半導体素子のタ一ンオンにより
絶縁ゲート型半導体素子のゲートーエミッタ間電圧の上
昇があっても、温度上昇によるしきい値電圧の下降に応
じてゲート駆動回路の出力電圧に負バイアスを加えるこ
とができ、上下アームに接続される電源の短絡を防ぐこ
とが可能となる。
According to the third aspect of the present invention, a voltage obtained by dividing the off-gate power supply by the temperature detecting diode and the resistor becomes the negative side voltage output of the gate mining circuit, and the temperature detecting diode of the temperature detecting diode rises due to the rise of the element temperature. By lowering the voltage, the output voltage of the gate drive circuit can be lowered,
It is possible to prevent the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor device from lowering due to temperature rise at the equivalent time. Even if the gate-emitter voltage of the insulated gate type semiconductor device rises due to the turn-on of the insulated gate type semiconductor device that constitutes the upper and lower arms, the output of the gate drive circuit responds to the decrease of the threshold voltage due to the temperature rise. A negative bias can be applied to the voltage, and it becomes possible to prevent a short circuit of the power supply connected to the upper and lower arms.

【0026】請求項4に記載する本発明は、請求項1乃
至請求項3いずれか記載のゲート駆動回路を、このゲー
ト駆動回路によって駆動される絶縁ゲート型半導体素子
と共に少なくとも1つモジュールに内蔵することを要旨
とする。
According to a fourth aspect of the present invention, at least one module includes the gate drive circuit according to any one of the first to third aspects together with an insulated gate semiconductor element driven by the gate drive circuit. That is the summary.

【0027】請求項4に記載する発明にあっては、第1
乃至第3実施形態の絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆
動回路を内蔵していることにより、温度上昇による絶縁
ゲート型半導体素子のゲートしきい値電圧の低下を等価
時に防ぐことができる。上下アームを構成する絶縁ゲー
ト型半導体素子のターンオンにより絶縁ゲート型半導体
素子のゲートーエミッタ間電圧の上昇があっても、温度
上昇によるしきい値電圧の下降に応じてゲート駆動回路
の出力電圧に負バイアスを加えることができ、上下アー
ムに接続される電源の短絡を防ぐことができる。また、
ゲート駆動回路の出力電圧を低下させる機構をモジュー
ル内に内蔵することで、素子直近の温度を検出すること
ができるため信頼性をさらに向上させることができる。
In the invention described in claim 4, the first
Through the inclusion of the gate drive circuit for the insulated gate semiconductor device of the third embodiment, it is possible to prevent the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor device from lowering due to temperature rise at the equivalent time. Even if the gate-emitter voltage of the insulated gate semiconductor device rises due to the turn-on of the insulated gate semiconductor device that constitutes the upper and lower arms, the output voltage of the gate drive circuit changes depending on the decrease in the threshold voltage due to the temperature rise. Negative bias can be applied to prevent short circuit of the power supply connected to the upper and lower arms. Also,
By incorporating a mechanism for lowering the output voltage of the gate drive circuit in the module, it is possible to detect the temperature in the immediate vicinity of the element, so that the reliability can be further improved.

【0028】請求項5に記載する本発明は、上記請求項
1乃至請求項3のゲート駆動回路および請求項4の絶縁
ゲート型半導体素子モジュールを少なくとも1つ電力変
換装置に使用することを要旨とする。
According to a fifth aspect of the present invention, at least one of the gate drive circuits according to the first to third aspects and the insulated gate type semiconductor device module according to the fourth aspect is used in a power converter. To do.

【0029】請求項5に記載する発明にあっては、第1
乃至第3実施形態の絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆
動回路および第4実施形態の絶縁ゲート型半導体モジュ
ールを用いていることにより、温度上昇による絶縁ゲー
ト型半導体素子のゲートしきい値電圧の低下を等価時に
防ぐことができ、電源の短絡を防ぐことができる。ま
た、ゲ−ト駆動回路の出力電圧を低下させるための温度
検出手段をもつ絶縁ゲート型半導体素子を用いて構成す
ることで、電力変換装置の信頼性をさらに向上させるこ
とができる。
In the invention described in claim 5, the first
Through the use of the gate drive circuit for the insulated gate semiconductor device of the third embodiment and the insulated gate semiconductor module of the fourth embodiment, the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor device can be prevented from lowering due to temperature rise. This can be prevented at the equivalent time and the short circuit of the power supply can be prevented. Further, the reliability of the power conversion device can be further improved by using the insulated gate semiconductor element having the temperature detecting means for reducing the output voltage of the gate drive circuit.

【0030】[0030]

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

【0031】(第1の実施形態)図1は、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
概要構成例を示し、1は絶縁ゲート型半導体素子、4は
絶縁ゲート型半導体素子モジュール、9は絶縁ゲート型
半導体素子1を駆動するゲート駆動回路であり、図6と
同一部分には同一符号を付す。
(First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic configuration example of a gate drive circuit for an insulated gate semiconductor element according to the first embodiment, where 1 is an insulated gate semiconductor element and 4 is an insulated gate type. A semiconductor element module 9 is a gate drive circuit for driving the insulated gate semiconductor element 1, and the same parts as those in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.

【0032】本実施形態による絶縁ゲート型半導体素子
1のゲート駆動回路9は、図1に示すように、ゲート駆
動回路9に絶縁ゲート型半導体素子1の温度検出手段5
0を備えることにより、絶縁ゲート型半導体素子1の素
子温度上昇を検出し、その検出された温度上昇によりゲ
ート駆動回路9の出力電圧を低下させる機能を有する構
成とする。すなわち、絶縁ゲート型半導体素子1のゲー
ト範動回路9においては、温度検出手段50により検出
された素子温度上昇に相応した絶縁ゲート型半導体素子
1のゲートしきい値電圧の下降分を加味して、ゲート駆
動回路9の出力電圧を下降させるようにバイアスを加え
て調整するものである。
As shown in FIG. 1, the gate drive circuit 9 of the insulated gate semiconductor device 1 according to the present embodiment includes a temperature detection means 5 for the insulated gate semiconductor device 1 in the gate drive circuit 9.
By including 0, the device temperature rise of the insulated gate semiconductor device 1 is detected and the output voltage of the gate drive circuit 9 is lowered by the detected temperature rise. That is, in the gate range circuit 9 of the insulated gate semiconductor device 1, the decrease in the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor device 1 corresponding to the rise in the device temperature detected by the temperature detecting means 50 is taken into consideration. The bias voltage is adjusted so as to decrease the output voltage of the gate drive circuit 9.

【0033】従って、ブリッジ構成の電力変換装置の上
下アームを構成する絶縁ゲート型半導体素子に本実施形
態の構造を適用することにより、アームの一方の絶縁ゲ
ート型半導体素子のタ一ンオンによりアームの他方の絶
縁ゲート型半導体素子1のゲートーエミッタ間電圧が上
昇しても、温度上昇によるしきい値電圧の下降に応じて
ゲート駆動回路9の出力電圧にバイアスを加えることが
でき、上下アームに接続される電源の短絡を防ぐことが
できる。
Therefore, by applying the structure of the present embodiment to the insulated gate type semiconductor element which constitutes the upper and lower arms of the power converter having the bridge structure, the arm is turned on by turning on one of the insulated gate type semiconductor elements of the arm. Even if the gate-emitter voltage of the other insulated gate semiconductor device 1 rises, a bias can be applied to the output voltage of the gate drive circuit 9 according to the decrease in the threshold voltage due to the temperature rise, and the upper and lower arms can be provided. A short circuit of the connected power supply can be prevented.

【0034】(第2実施形態)図2は、第2の実施形態
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
構成例を示し、ゲート駆動回路9のオンゲート部にあっ
ては、オンゲート電源5a、オン用トランジスタ6a、
オン用ゲート抵抗7a、オン用ダイオード8aを有し、
オフゲート部にあっては、オフゲート電源5b、オフ用
トランジスタ6b、オフ用ゲート抵抗7b、オフ用ダイ
オード8bを有し、図6と同一部分には同一符号を付
す。
(Second Embodiment) FIG. 2 shows a schematic configuration example of a gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device according to the second embodiment. In the on-gate portion of the gate drive circuit 9, an on-gate power supply 5a is provided. , The on transistor 6a,
Has an ON gate resistance 7a and an ON diode 8a,
The off-gate section has an off-gate power supply 5b, an off-transistor 6b, an off-gate resistance 7b, and an off-diode 8b, and the same parts as those in FIG.

【0035】本実施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は、図2に示すように、ゲート駆動
回路9内にあって絶縁ゲート型半導体素子1の温度検出
手段50を用いて検出された温度上昇により抵抗値が変
化する可変抵抗13と固定抵抗14との直列体をオフゲ
ート電源5bに並列に接続し、その可変抵抗13と抵抗
14との接続点にオフ用トランジスタ6bのコレクタを
接続した構成とする。すなわち、本実施形態による絶縁
ゲート型半導体素子1のゲート駆動回路9においては、
オフゲート電源5bの電源電圧を素子温度上昇により変
化する可変抵抗13と固定抵抗14とに分圧したものが
ゲート駆動回路9の負側電圧出力となり、素子温度の上
昇により抵抗値が変化する可変抵抗13を使用すること
で、ゲート駆動回路9の出力電圧を下げることができ、
温度上昇による絶縁ゲート型半導体素子1のゲートしき
い値電圧の低下を等価的に防ぐことができる。
The gate drive circuit 9 for the insulated gate semiconductor device according to the present embodiment is detected by the temperature detecting means 50 of the insulated gate semiconductor device 1 in the gate drive circuit 9 as shown in FIG. A series body of a variable resistor 13 and a fixed resistor 14 whose resistance value changes due to temperature rise is connected in parallel to the off-gate power supply 5b, and the collector of the off transistor 6b is connected to the connection point between the variable resistor 13 and the resistor 14. It will be configured. That is, in the gate drive circuit 9 of the insulated gate semiconductor device 1 according to the present embodiment,
A variable resistance whose voltage value is divided into a variable resistor 13 and a fixed resistor 14 that change the power supply voltage of the off-gate power supply 5b due to a rise in the element temperature becomes a negative voltage output of the gate drive circuit 9, and the resistance value changes according to a rise in the element temperature. By using 13, it is possible to reduce the output voltage of the gate drive circuit 9,
It is possible to equivalently prevent a decrease in the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor device 1 due to a temperature rise.

【0036】以上により、図示しない上下アームを構成
する一方の絶縁ゲート型半導体素子1のタ一ンオンによ
り他方の絶縁ゲート型半導体素子1のゲートーエミッタ
間電圧の上昇があっても、温度上昇によるしきい値電圧
の下降に応じてゲート駆動回路9の出力電圧に負バイア
スを加えることができ、図示しない上下アームに接続さ
れる電源の短絡を防ぐことが可変抵抗13および抵抗1
4を用いることで可能となる。
As described above, even if the gate-emitter voltage of the other insulated gate type semiconductor element 1 increases due to the turn-on of one insulated gate type semiconductor element 1 forming the upper and lower arms (not shown), the temperature rises. A negative bias can be applied to the output voltage of the gate drive circuit 9 according to the decrease in the threshold voltage, and it is possible to prevent a short circuit of the power supply connected to the upper and lower arms (not shown).
It becomes possible by using 4.

【0037】(第3実施形態)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溝
成例を示し、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のみ述べる。
(Third Embodiment) FIG. 3 shows a schematic groove formation example of a gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. Are omitted and only different parts will be described here.

【0038】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9は、ゲート駆動回路9
に接続される絶縁ゲート型半導体素子1の温度検出手段
として、温度検出ダイオード15が図示極性で接続され
る。そして、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、オフゲート電源を可変抵抗に替わる温度
検出ダイオード15と固定抵抗14とに分圧したものが
ゲート駆動回路9の負側電圧出力となり、素子温度の上
昇により分担電圧が変化する温度検出ダイオード15を
使用することで、ゲート駆動回路9の出力電圧を下げる
ことができ、温度上昇による絶縁ゲート型半導体素子1
のゲートしきい値電圧の低下を等価的に防ぐことができ
る。
That is, the gate drive circuit 9 of the insulated gate semiconductor device according to this embodiment is the same as the gate drive circuit 9 shown in FIG.
As the temperature detecting means of the insulated gate semiconductor element 1 connected to the temperature detecting diode 15, a temperature detecting diode 15 is connected with the polarity shown in the figure. In the gate drive circuit 9 of the insulated gate semiconductor element, the voltage obtained by dividing the off-gate power supply into the temperature detection diode 15 that replaces the variable resistance and the fixed resistance 14 becomes the negative voltage output of the gate drive circuit 9, and the element temperature By using the temperature detection diode 15 whose shared voltage changes due to the rise in temperature, the output voltage of the gate drive circuit 9 can be lowered, and the insulated gate semiconductor device 1 due to the rise in temperature can be reduced.
It is possible to equivalently prevent the decrease of the gate threshold voltage.

【0039】以上により、図示しない上下アームを構成
する一方の絶縁ゲート型半導体素子のターンオンにより
他方の絶縁ゲート型半導体素子1のゲートーエミッタ間
電圧の上昇があっても、温度上昇によるしきい値電圧の
下降に応じてゲート駆動回路9の出力電圧に負バイアス
を加えることができ、図示しない上下アームに接続され
る電源の短絡を防ぐことがダイオード15を用いること
で可能となる。
As described above, even if the gate-emitter voltage of the other insulated gate type semiconductor element 1 increases due to the turn-on of one insulated gate type semiconductor element forming the upper and lower arms (not shown), the threshold value increases due to the temperature rise. A negative bias can be applied to the output voltage of the gate drive circuit 9 according to the voltage drop, and the diode 15 can be used to prevent a short circuit of the power supply connected to the upper and lower arms (not shown).

【0040】また、この回路と同様の回路構成でダイオ
ードの代わりに絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回
路9内に温度検出手段を有し、絶縁ゲート型半導体素子
のゲート駆動回路9内の温度検出手段を絶縁ゲート型半
導体素子1に密着させても同様の効果を得ることができ
る。
Further, in the circuit configuration similar to this circuit, temperature detecting means is provided in the gate drive circuit 9 of the insulated gate semiconductor element instead of the diode, and the temperature detection means in the gate drive circuit 9 of the insulated gate semiconductor element is detected. The same effect can be obtained by bringing the means into close contact with the insulated gate semiconductor element 1.

【0041】(第4実施形態)図4は、第4実施形態に
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し、1uと1x、1vと1
y、1wと1zはそれぞれ上下アームを構成する絶縁ゲー
ト型半導体素子、2u、2v、2w、2x、2y、2zはそれ
ぞれダイオード、4u、4v、4w、4x、4y、4zはそれ
ぞれ絶縁ゲート型半導体素子モジュール、9u、9v、9
w、9x、9y、9zはゲート駆動回路、11は電源、12
は負荷であり、図6および図8と同一部分には同一符号
を付す。
(Fourth Embodiment) FIG. 4 shows a schematic configuration example of a power converter using a gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device according to a fourth embodiment, 1u, 1x, 1v, and 1.
y, 1w and 1z are insulated gate type semiconductor devices constituting upper and lower arms, 2u, 2v, 2w, 2x, 2y, 2z are diodes, 4u, 4v, 4w, 4x, 4y, 4z are insulated gate type semiconductors, respectively. Element module, 9u, 9v, 9
w, 9x, 9y, 9z are gate drive circuits, 11 is a power supply, 12
Is a load, and the same portions as those in FIGS. 6 and 8 are denoted by the same reference numerals.

【0042】図4において、第4実施形態による絶縁ゲ
ート型半導体モジュール16は、電力変換装置を構成す
る絶縁ゲート型半導体素子とそのゲート駆動回路とを内
蔵する。すなわち、絶縁ゲート型半導体モジュール16
内では、ゲート駆動回路9u〜9zに少なくとも1個(図
では6個)図1あるいは図2に示すような温度検出手投
50を有することにより、絶縁ゲート型半導体素子1u
〜1zの少なくとも1個(図では6個)の素子温度上昇
を検出し、その検出された温度上昇によりゲート駆動回
路9u〜9zの出力電圧を低下させる機構を内蔵する。こ
の絶縁ゲート型半導体モジュ−ル16においては、第1
及び第2実施形態の絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆
動回路を用いていることにより、温度上昇による絶縁ゲ
ート型半導体素子1u〜1zのゲートしきい値電圧の低下
を等価的に防ぐことができる。
In FIG. 4, the insulated gate type semiconductor module 16 according to the fourth embodiment incorporates an insulated gate type semiconductor element which constitutes a power converter and a gate drive circuit thereof. That is, the insulated gate semiconductor module 16
In the inside, the gate drive circuits 9u to 9z have at least one (6 in the figure) temperature detecting hand throw 50 as shown in FIG. 1 or FIG.
-1z at least one (6 in the figure) element temperature rise is detected, and a mechanism for lowering the output voltage of the gate drive circuits 9u to 9z is incorporated by the detected temperature rise. In this insulated gate semiconductor module 16, the first
Also, by using the gate drive circuit for the insulated gate semiconductor device of the second embodiment, it is possible to equivalently prevent a decrease in the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor devices 1u to 1z due to temperature rise.

【0043】以上のように本実施形態による絶縁ゲート
型半導体モジュールにおいて、上下アームを構成する一
方の絶縁ゲート型半導体素子のターンオンにより他方の
絶縁ゲート型半導体素子1のゲートーエミッタ間電圧の
上昇があっても温度上昇によるしきい値電圧の下降に応
じてゲート駆動回路の出力電圧に負バイアスを加えるこ
とができ、上下アームに接続される電源の短絡を防ぐこ
とができる信頼性に優れた絶縁ゲート型半導体モジュー
ルを得ることができる。そして、ゲート駆動回路の出力
電圧を低下させる機構をモジュール内に内蔵すること
で、素子直近の温度を検出することができるため信頼性
をさらに向上させることができる。
As described above, in the insulated gate semiconductor module according to the present embodiment, the gate-emitter voltage of the other insulated gate semiconductor element 1 rises when one of the insulated gate semiconductor elements forming the upper and lower arms is turned on. Even if there is, a negative bias can be applied to the output voltage of the gate drive circuit according to the decrease of the threshold voltage due to the temperature rise, and it is possible to prevent short circuit of the power supply connected to the upper and lower arms. A gate type semiconductor module can be obtained. By incorporating a mechanism for lowering the output voltage of the gate drive circuit in the module, the temperature in the immediate vicinity of the element can be detected, so that the reliability can be further improved.

【0044】(第5実施形態)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し、図4と同一部分には
同一符号を付してその説明を省略する。
(Fifth Embodiment) FIG. 5 shows a schematic configuration example of a power converter using a gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device according to the present embodiment. The same parts as those in FIG. The description is omitted.

【0045】図5において、第5実施形態による電力変
換装置は、絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路に
少なくとも1個に温度検出手段(図では6個)を用いる
ことにより、絶縁ゲート型半導体素子の素子温度上昇を
検出し、その検出された温度上昇によりゲート駆動回路
の出力電圧を低下させる機構をもつ絶縁ゲート型半導体
素子を用いて構成する。すなわち、本実施形態による絶
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、第1及び第2実施形態の絶縁ゲート
型半導体素子のゲート駆動回路および第4実施形態の絶
縁ゲート型半導体モジュールを用いていることにより、
温度上昇による絶縁ゲート型半導体素子1u〜1zのゲー
トしきい値電圧の低下を等価的に防ぐことができる。ゲ
ート駆動回路の出力電圧を低下させるための温度検出手
段50u〜50zをもつ絶縁ゲート型半導体素子を用いて
構成することで、電力変換装置の信頼性をさらに向上さ
せることができる。
In FIG. 5, in the power converter according to the fifth embodiment, at least one temperature detecting means (six in the figure) is used in the gate driving circuit of the insulated gate semiconductor element, so that the insulated gate semiconductor element is provided. Of the insulated gate type semiconductor device having a mechanism for detecting the temperature rise of the element and reducing the output voltage of the gate drive circuit by the detected temperature rise. That is, in the power converter using the gate drive circuit for the insulated gate semiconductor device according to the present embodiment, the gate drive circuit for the insulated gate semiconductor device according to the first and second embodiments and the insulated gate type for the fourth embodiment are provided. By using a semiconductor module,
It is possible to equivalently prevent a decrease in the gate threshold voltage of the insulated gate semiconductor devices 1u to 1z due to a temperature rise. The reliability of the power conversion device can be further improved by using the insulated gate semiconductor element having the temperature detection means 50u to 50z for reducing the output voltage of the gate drive circuit.

【0046】こうして第1及び第2実施形態の絶縁ゲー
ト型半導体素子のゲート駆動回路および第4実施形態の
絶縁ゲート型半導体モジュールを用いることにより、素
子温度が上昇した状態でも電源短絡を防止できる信頼性
に優れた電力変換装置を得ることができる。
As described above, by using the gate drive circuits for the insulated gate type semiconductor devices of the first and second embodiments and the insulated gate type semiconductor module of the fourth embodiment, it is possible to prevent power supply short circuit even when the device temperature rises. It is possible to obtain a power converter having excellent properties.

【0047】なお、図4、図5の説明では、図1、図2
の温度検出手段につき述べたが、図3に示すダイオード
を用いた温度検出手段を用いることもできる。
In the description of FIGS. 4 and 5, FIGS.
Although the temperature detecting means described above has been described, the temperature detecting means using a diode shown in FIG. 3 can also be used.

【0048】また、絶縁ゲート型半導体素子としては、
例えばMOS−FET、IGBT、IEGTその他の電圧ゲート駆動素
子であっても、第1実施形態乃至第5実施形態のいずれ
かにおいて、同様の効果を得ることができる。
As the insulated gate semiconductor device,
For example, even with a MOS-FET, IGBT, IEGT, or other voltage gate drive element, the same effect can be obtained in any of the first to fifth embodiments.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、素子
温度が上昇した状態でも電源短絡を防止できる信頼性に
優れた絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路、モジ
ュールおよび電力変換装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, there is provided a gate drive circuit, a module, and a power conversion device for an insulated gate semiconductor element which is capable of preventing a power source short circuit even when the element temperature rises and which is excellent in reliability. can do.

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

【図1】本発明の第1実施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槻要構成例を示す回路図。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of the essential configuration of a gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施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 for an insulated gate semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施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 for an insulated gate semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施形態を示す絶縁ゲート型半導
体素子のゲート駆動回路を内蔵した絶縁ゲート型半導体
モジュール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 module incorporating a gate drive circuit for an insulated gate semiconductor element according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5実施形態を示す絶縁ゲート型半導
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 conversion device using a gate drive circuit for an insulated gate semiconductor element according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】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。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of a gate drive circuit for a conventional insulated gate semiconductor device.

【図7】絶縁ゲート型半導体素子モジュールの概要構成
例を示す回路図。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a schematic configuration example of an insulated gate semiconductor element module.

【図8】従来の絶縁ゲート型半導体素子を用いた電力変
換装置の槻要横成例を示す回路図。
FIG. 8 is a circuit diagram showing an example of the horizontal alignment of a power conversion device using a conventional insulated gate semiconductor element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1u、1v、1w、1x、1y、1z:絶縁ゲート型半
導体素子 2、2u、2v、2w、2x、2y、2z:ダイオード 4、4u、4v、4w、4x、4y、4z:絶縁ゲート型半
導体素子モジュール 5a:オンゲート電源 5b:オフゲート電源 6a:オン用トランジスタ 6b:オフ用トランジスタ 7a:オン用ゲート抵抗 7b:オフ用ゲート抵抗 8a: オン用ダイオード 8b: オフ用ダイオード 9、9u、9v、9w、9x、9y、9z:ゲート駆動回路 10:ゲート信号入力端子 11:電源 12:負荷 13:可変抵抗 14:固定抵抗 15:温度検出ダイオード 16:絶縁ゲート型半導体モジュール 50、50u、50v、50w、50x、50y、50z:
温度検出手段
1, 1u, 1v, 1w, 1x, 1y, 1z: Insulated gate type semiconductor device 2, 2u, 2v, 2w, 2x, 2y, 2z: Diode 4, 4u, 4v, 4w, 4x, 4y, 4z: Insulated gate Type semiconductor element module 5a: ON gate power supply 5b: OFF gate power supply 6a: ON transistor 6b: OFF transistor 7a: ON gate resistance 7b: OFF gate resistance 8a: ON diode 8b: OFF diode 9, 9u, 9v, 9w, 9x, 9y, 9z: Gate drive circuit 10: Gate signal input terminal 11: Power supply 12: Load 13: Variable resistance 14: Fixed resistance 15: Temperature detection diode 16: Insulated gate type semiconductor module 50, 50u, 50v, 50w , 50x, 50y, 50z:
Temperature detection means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H02M 1/00 H02M 1/00 R ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H02M 1/00 H02M 1/00 R

Claims (5)

【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駆動回
路において、 前記ゲート型半導体素子の素子温度が上昇したときにゲ
ート電圧出力にバイアスを与える手段を具備することを
特徴とするゲート駆動回路。
1. A gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device, comprising: a means for applying a bias to a gate voltage output when the device temperature of the gate semiconductor device rises.
【請求項2】 絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回
路において、 前記絶縁ゲート型半導体素子の素子温度を検出する温度
検出手段を有し、 この素子温度に応じて抵抗値が変化する可変抵抗と固定
抵抗とで分圧され、かつ前記絶縁ゲート型半導体素子の
温度上昇に伴う前記可変抵抗の抵抗変化によりゲート電
圧出力の負バイアスを増加させる電源を有することを特
徴とするゲート駆動回路。
2. A gate drive circuit for an insulated gate semiconductor device, comprising temperature detecting means for detecting a device temperature of the insulated gate semiconductor device, and a variable resistor whose resistance value changes according to the device temperature and a fixed resistor. A gate drive circuit comprising: a power supply which is divided by a resistance and which increases a negative bias of a gate voltage output by a resistance change of the variable resistance due to a temperature rise of the insulated gate semiconductor element.
【請求項3】 請求項2に記載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、前記絶縁ゲート型半導
体素子の温度を検出する温度検出手段は可変抵抗を兼ね
るダイオードであることを特徴とするゲート駆動回路。
3. The gate drive circuit for an insulated gate semiconductor element according to claim 2, wherein the temperature detecting means for detecting the temperature of the insulated gate semiconductor element is a diode which also serves as a variable resistor. Drive circuit.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3いずれか記載のゲ
ート駆動回路を、このゲート駆動回路によって駆動され
る絶縁ゲート型半導体素子と共に少なくとも1つ内蔵す
る絶縁ゲート型半導体モジュール。
4. An insulated gate semiconductor module comprising at least one gate drive circuit according to claim 1 and an insulated gate semiconductor element driven by the gate drive circuit.
【請求項5】 請求項1乃至請求項3いずれか記載のゲ
ート駆動回路および請求項4記載の絶縁ゲート型半導体
モジュールを少なくとも1つ有することを特徴とする電
力変挨装置。
5. An electric power dust converting apparatus comprising at least one of the gate drive circuit according to claim 1 and the insulated gate semiconductor module according to claim 4.
JP2001386578A 2001-12-19 2001-12-19 Gate drive circuit for insulating gate type semiconductor element, insulating gate type semiconductor module and power conversion unit Pending JP2003189593A (en)

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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008294301A (en) * 2007-05-25 2008-12-04 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2009261112A (en) * 2008-04-15 2009-11-05 Nissan Motor Co Ltd Power conversion device
US7710187B2 (en) 2007-09-12 2010-05-04 Mitsubishi Electric Corporation Gate drive circuit
JP2010252568A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Hitachi Ltd Drive circuit of semiconductor element
JP2011151266A (en) * 2010-01-22 2011-08-04 Denso Corp Semiconductor device
JP2015233133A (en) * 2014-05-12 2015-12-24 ローム株式会社 Semiconductor device
US9461640B2 (en) 2012-12-21 2016-10-04 Mitsubishi Electric Corporation Switching element drive circuit, power module, and automobile
JP2019193481A (en) * 2018-04-26 2019-10-31 株式会社日立製作所 Power conversion device drive circuit, and power conversion device
CN111313882A (en) * 2020-03-12 2020-06-19 珠海格力电器股份有限公司 Driving device, power device and driving method thereof
JP2021039977A (en) * 2019-08-30 2021-03-11 株式会社東芝 Semiconductor device and semiconductor module
CN116780887A (en) * 2023-08-16 2023-09-19 广东汇芯半导体有限公司 Intelligent power module with drive resistor selection function
DE102014108576B4 (en) 2014-06-18 2024-01-18 Sma Solar Technology Ag Driver circuit with Miller clamping functionality for power semiconductor switches, power semiconductor switches and inverter bridges

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9484444B2 (en) 2007-05-25 2016-11-01 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device with a resistance element in a trench
TWI472031B (en) * 2007-05-25 2015-02-01 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JP2008294301A (en) * 2007-05-25 2008-12-04 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
US7710187B2 (en) 2007-09-12 2010-05-04 Mitsubishi Electric Corporation Gate drive circuit
US8610485B2 (en) 2007-09-12 2013-12-17 Mitsubishi Electric Corporation Gate drive circuit
JP2009261112A (en) * 2008-04-15 2009-11-05 Nissan Motor Co Ltd Power conversion device
JP2010252568A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Hitachi Ltd Drive circuit of semiconductor element
JP2011151266A (en) * 2010-01-22 2011-08-04 Denso Corp Semiconductor device
DE112012007247B4 (en) 2012-12-21 2022-11-10 Mitsubishi Electric Corporation Control circuit for a switching element, power module and motor vehicle
US9461640B2 (en) 2012-12-21 2016-10-04 Mitsubishi Electric Corporation Switching element drive circuit, power module, and automobile
US11133398B2 (en) 2014-05-12 2021-09-28 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device including sense insulated-gate bipolar transistor
US11942531B2 (en) 2014-05-12 2024-03-26 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device including sense insulated-gate bipolar transistor
US10468499B2 (en) 2014-05-12 2019-11-05 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device including sense insulated-gate bipolar transistor
JP2015233133A (en) * 2014-05-12 2015-12-24 ローム株式会社 Semiconductor device
DE102014108576B4 (en) 2014-06-18 2024-01-18 Sma Solar Technology Ag Driver circuit with Miller clamping functionality for power semiconductor switches, power semiconductor switches and inverter bridges
CN110417286A (en) * 2018-04-26 2019-11-05 株式会社日立制作所 The driving circuit and power-converting device of power-converting device
CN110417286B (en) * 2018-04-26 2021-05-28 株式会社日立制作所 Drive circuit for power conversion device and power conversion device
JP7026565B2 (en) 2018-04-26 2022-02-28 株式会社日立製作所 Drive circuit of power converter and power converter
JP2019193481A (en) * 2018-04-26 2019-10-31 株式会社日立製作所 Power conversion device drive circuit, and power conversion device
JP2021039977A (en) * 2019-08-30 2021-03-11 株式会社東芝 Semiconductor device and semiconductor module
JP7346170B2 (en) 2019-08-30 2023-09-19 株式会社東芝 Semiconductor devices and semiconductor modules
CN111313882A (en) * 2020-03-12 2020-06-19 珠海格力电器股份有限公司 Driving device, power device and driving method thereof
CN116780887A (en) * 2023-08-16 2023-09-19 广东汇芯半导体有限公司 Intelligent power module with drive resistor selection function
CN116780887B (en) * 2023-08-16 2023-11-07 广东汇芯半导体有限公司 Intelligent power module with drive resistor selection function

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