JP2004357457A - チャージポンプ駆動回路 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型でかつ安価な駆動回路構成というチャージポンプ駆動方式の利点を損なわずに最小の回路構成で半導体スイッチング素子に逆バイアス電圧が印加できるようにすること。
【解決手段】蓄電器１４の充電電圧を動作電源とする一方の半導体スイッチング素子３に対しては、その半導体スイッチング素子３がオン動作しているときに蓄電器１４の電圧が整流ダイオード９および定電圧ダイオード１０を介して供給され、半導体スイッチング素子３に対して逆バイアス電圧を印加するための逆電圧が充電される逆バイアス用の蓄電器１２を設け、駆動用の直流電源１８で動作する他方の半導体スイッチング素子４に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を供給する第３直流電源１９を設けた。
【選択図】 図１
【解決手段】蓄電器１４の充電電圧を動作電源とする一方の半導体スイッチング素子３に対しては、その半導体スイッチング素子３がオン動作しているときに蓄電器１４の電圧が整流ダイオード９および定電圧ダイオード１０を介して供給され、半導体スイッチング素子３に対して逆バイアス電圧を印加するための逆電圧が充電される逆バイアス用の蓄電器１２を設け、駆動用の直流電源１８で動作する他方の半導体スイッチング素子４に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を供給する第３直流電源１９を設けた。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力変換装置で用いるチャージポンプ駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力変換装置が生成する直流電源（以降「第１直流電源」という）の正極側と負極側との間に直列に接続される１組の半導体スイッチング素子を交互にオン・オフ駆動する方式の一つに、正極側半導体スイッチング素子あるいは負極側半導体スイッチング素子のいずれか一方の半導体スイッチング素子にのみ駆動用直流電源（以降「第２直流電源」という）を設け、他方の半導体スイッチング素子に対しては蓄電器を設け、一方の半導体スイッチング素子がオン動作状態にある間に第２直流電源から蓄電器を充電し、この蓄電器の充電電圧を他方の半導体スイッチング素子の駆動用直流電源として使用するチャージポンプ駆動方式が知られている。このようなチャージポンプ駆動回路は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
しかし、従来のチャージポンプ駆動回路では、半導体スイッチング素子に対して逆バイアス電圧が印加できないので、大容量の電力変換装置に適用することができないという問題があった。
【０００４】
一方、例えば特許文献２では、半導体スイッチング素子の駆動用電源として第１直流電源の正極側及び負極側にそれぞれパルストランスを使用し、その他の余分なパルストランスを使用せずに逆バイアス電圧を印加できるようにした駆動回路が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−２８０６１９号公報（図１）
【特許文献２】
特開平７−１５９４９号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２に記載の技術では、半導体スイッチング素子の駆動用電源を第１直流電源の正極側及び負極側の半導体スイッチング素子に各１個ずつ、計２個必要となり、駆動回路を小型かつ安価にできないという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、小型でかつ安価な駆動回路構成という利点を損なわずに最小の回路構成で半導体スイッチング素子に逆バイアス電圧が印加できるチャージポンプ駆動回路を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかるチャージポンプ駆動回路は、直列に接続される少なくとも１組の半導体スイッチング素子を交互にオン・オフ動作制御する場合に、一方の半導体スイッチング素子に対しては駆動用直流電源を設け、他方の半導体スイッチング素子に対しては前記一方の半導体スイッチング素子がオン動作状態にあるとき前記駆動用直流電源によって充電される駆動用蓄電器を設け、当該駆動用蓄電器を前記他方の半導体スイッチング素子のオン動作用電源として使用するチャージポンプ駆動回路において、前記一方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を供給する逆バイアス用直流電源を設け、前記他方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を発生する逆バイアス回路、または、当該他方の半導体スイッチング素子がオン動作状態にあるときに、前記駆動用蓄電器の電圧が整流ダイオードおよび定電圧ダイオードを介して供給され、当該他方の半導体スイッチング素子に対して逆バイアス電圧を印加するための逆電圧が充電される逆バイアス用蓄電器を設けたことを特徴とする。
【０００９】
ここに、前記駆動用直流電源は、前記駆動用蓄電器を充電する能力を有する直流電源と前記一方の半導体スイッチング素子を駆動する能力を有する直流電源とを分圧形式で発生する１つの直流電源とすることも、両直流電源を別個独立の電源として発生する２つの直流電源とすることもできる。
【００１０】
この発明によれば、逆バイアスを印加するために追加する直流電源は一方の半導体スイッチング素子用の１つで済み、他方の半導体スイッチング素子用は、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を発生する逆バイアス回路、または、自半導体スイッチング素子がオン動作状態にあるとき定電圧ダイオードを介して一定電圧に充電される蓄電器で構成したので、チャージポンプ駆動方式の小型でかつ安価な駆動回路構成という利点を損なわずに最小の回路構成で、１組の半導体スイッチング素子に逆バイアス電圧が印加できる逆バイアス付きのチャージポンプ駆動回路が得られる。
【００１１】
また、駆動用直流電源を、駆動用蓄電器を充電する能力を有する直流電源と前記一方の半導体スイッチング素子を駆動する能力を有する直流電源とを別個独立の電源として発生する２つの直流電源を用いる場合は、構成部品に対応した最適な直流電源とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるチャージポンプ駆動回路の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。なお、図１では、半導体スイッチング素子として、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いた場合の構成例が示されている。
【００１４】
図１において、第１直流電源の正極端１側と負極端２側との間には、交互にオン・オフ動作を行うように制御される上アームの半導体スイッチング素子３と下アームの半導体スイッチング素子４とが直列に配置され、上アームの半導体スイッチング素子３と下アームの半導体スイッチング素子４との接続端が出力部ＯＵＴを構成している。
【００１５】
すなわち、第１直流電源の正極端１側に上アームの半導体スイッチング素子３のコレクタ電極Ｃが接続され、下アームの半導体スイッチング素子４のエミッタ電極Ｅは第１直流電源の負極端２側に接続されている。そして、上アームの半導体スイッチング素子３のエミッタ電極Ｅと下アームの半導体スイッチング素子４のコレクタ電極Ｃとは共通に接続されて出力部ＯＵＴを構成している。
【００１６】
なお、上アームの半導体スイッチング素子３では、エミッタ電極Ｅに還流ダイオード５のアノードが接続され、コレクタ電極Ｃが還流ダイオード５のカソードが接続されている。同様に、下アームの半導体スイッチング素子４では、エミッタ電極Ｅに還流ダイオード６のアノードが接続され、コレクタ電極Ｃが還流ダイオード６のカソードが接続されている。
【００１７】
上アームの半導体スイッチング素子３のゲート電極Ｇと駆動回路７の駆動出力端との接続ラインには整流ダイオード９のアノードが接続され、整流ダイオード９のカソードには、定電圧ダイオード１０のアノードが接続されている。定電圧ダイオード１０のカソードは、蓄電器１１の正極端と整流ダイオード１３のカソードと共に出力部ＯＵＴに接続されている。
【００１８】
蓄電器１１の負極端は、駆動回路７の逆電圧入力端と整流ダイオード１２のアノードとに接続されている。整流ダイオード１２のカソードと整流ダイオード１３のアノードとは共に蓄電器１４の負極端に接続され、蓄電器１４の正極端は、駆動回路７の駆動電圧入力端と整流ダイオード１５のカソードとに接続されている。整流ダイオード１５のアノードは、充電電流制限抵抗器１６を介して第２直流電源の正極端に接続されている。駆動回路７は、外部から入力されるオン・オフ制御信号に従って上アームの半導体スイッチング素子３をオン・オフ動作させるようになっている。
【００１９】
第２直流電源は、その負極端が第１直流電源の負極端２側に接続され、直流電源１７と直流電源１８との２つを分圧して取り出せるようになっている。したがって、第２直流電源の正極端は、直流電源１７の正極端と一致し、第２直流電源の負極端は、直流電源１８の負極端と一致している。直流電源１８の正極端は、分圧端である。
【００２０】
直流電源１８の正極端（分圧端）は、駆動回路８の駆動電圧入力端に接続され、駆動回路８の逆電圧入力端には、第３直流電源の正極端が接続されている。第３直流電源の負極端は、第１直流電源の負極端２側に接続されている。そして、駆動回路８の駆動出力端には、下アームの半導体スイッチング素子４の制御端が接続されている。駆動回路８は、外部から入力されるオン・オフ制御信号に従って下アームの半導体スイッチング素子４をオン・オフ動作させるようになっている。
【００２１】
以上の構成において、蓄電器１４は、上アームの半導体スイッチング素子３をオン／オフ駆動する駆動回路７に駆動電圧を供給する。そして、蓄電器１１は、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間に逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を駆動回路７に供給するようになっている。
【００２２】
また、第２直流電源（直流電源１７＋直流電源１８）を分圧して得られる直流電源１８は、下アームの半導体スイッチング素子４をオン／オフ駆動する駆動回路８に駆動電圧を供給する。そして、第３直流電源１９は、下アームの半導体スイッチング素子４のＧ−Ｅ間に逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を駆動回路８に供給するようになっている。
【００２３】
次に、図１〜図３を参照して、図１に示すチャージポンプ駆動回路の動作について説明する。なお、図２は、図１に示すチャージポンプ駆動回路において上アームの駆動電源となる蓄電器１４を下アームオン時に充電する充電経路を説明する図である。図３は、図１に示すチャージポンプ駆動回路において上アームにそのオフ時に逆バイアス電圧を印加する電源となる蓄電器１１を上アームオン時に充電する充電経路を説明する図である。
【００２４】
駆動回路８にオン制御信号が入力されると、下アームの半導体スイッチング素子４のＧ−Ｅ間に第２直流電源を分圧して得られる直流電源１８から駆動用電圧が駆動回路８に供給され、下アームの半導体スイッチング素子４をオン動作状態にする。このとき、駆動回路７は、オフ制御信号が入力され、上アームの半導体スイッチング素子３をオフ動作状態にする。
【００２５】
下アームの半導体スイッチング素子４がオン動作状態にある間では、図２に充電経路ａとして示すように、第２直流電源の正極端→充電電流制限抵抗器１６→整流ダイオード１５→蓄電器１４→整流ダイオード１３→出力部ＯＵＴ→半導体スイッチング素子４→第２直流電源の負極端と一巡する充電経路が形成され、第２直流電源における分圧直流電源１７よる蓄電器１４への充電が行われる。
【００２６】
次に、駆動回路７にオン制御信号が入力されると、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間に蓄電器１４から駆動回路７に駆動用電圧が供給され、上アームの半導体スイッチング素子３をオン動作状態にする。
【００２７】
上アームの半導体スイッチング素子３がオン動作状態にある間では、図３に充電経路ｂとして示すように、蓄電器１４の正極端→駆動回路７→整流ダイオード９→定電圧ダイオード１０→蓄電器１１→整流ダイオード１２→蓄電器１４の負極端と一巡する充電経路が形成され、蓄電器１４による蓄電器１１への充電が行われる。定電圧ダイオード１０を介在させているので、蓄電器１１には一定量の充電が行われる。
【００２８】
このとき、上アームの半導体スイッチング素子３と下アームの半導体スイッチング素子４は交互にオン・オフ制御されるので、上アームの半導体スイッチング素子３がオン動作したときは、下アームの半導体スイッチング素子４はオフ動作している。そして、下アームの半導体スイッチング素子４のＧ−Ｅ間には第３直流電源１９から逆バイアス電圧が供給されるので、下アームの半導体スイッチング素子４はそのオフ動作状態を確実に維持する。
【００２９】
次に、再び下アームの半導体スイッチング素子４がオン動作したときには、上アームの半導体スイッチング素子３はオフ動作している。そして、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間には蓄電器１１から逆バイアス電圧が供給されるので、上アームの半導体スイッチング素子３はそのオフ動作状態を確実に維持する。
【００３０】
次に、図４は、図１に示すチャージポンプ駆動回路における各部の動作波形図である。図４において、（ａ）は上アーム駆動電圧（蓄電器１４の電圧）を示す。（ｂ）は上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間電圧Ｖｇｅを示す。（ｃ）は下アームの半導体スイッチング素子４のＧ−Ｅ間電圧Ｖｇｅを示す。（ｄ）は上アーム逆バイアス電圧（蓄電器１１の電圧）を示す。
【００３１】
運転開始時では、上アームの半導体スイッチング素子３の駆動電圧である蓄電器１４の電圧は０Ｖであるので、運転開始直後の期間ｔ０では、蓄電器１４の電圧を予備充電する必要がある。すなわち、長い初期充電のための期間ｔ０では、下アームの半導体スイッチング素子４をその期間ｔ０内、オン動作状態に設定し（図４（ｃ））、図２に示した充電経路ａを形成して蓄電器１４に充電する。蓄電器１４の電圧は、図４（ａ）に示すように、充電電流制限抵抗器１６と蓄電器１４とのＲＣ時定数に従って上昇する。
【００３２】
次に、期間ｔ１では、上アームの半導体スイッチング素子３をオン状態とする（図４（ｂ））。その結果、駆動電圧を供給するために蓄電器１４が放電され、図４（ａ）に示すように蓄電器１４の電圧が下降する。また、このとき、図３に示した充電経路ｂが形成され、蓄電器１４の電圧によって蓄電器１１に充電するので、図４（ｄ）に示すように、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間の逆バイアス電圧が上昇する。
【００３３】
また、期間ｔ１では、下アームの半導体スイッチング素子４はオフ状態であり、第３直流電源１９によって逆バイアス電圧が印加されているので、下アームの半導体スイッチング素子４のＧ−Ｅ間の電圧は、図４（ｃ）に示すように、負電圧となっている。
【００３４】
次に、期間ｔ２において、再び下アームの半導体スイッチング素子４がオン動作状態になると（図４（ｃ））、図２に示した充電経路ａによって蓄電器１４に充電が行われるので、図４（ａ）に示すように、蓄電器１４の電圧が上昇する。また、このとき、蓄電器１１は、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間に逆バイアス電圧を供給するために放電するので、図４（ｄ）に示すように、蓄電器１１の電圧は下降する。
【００３５】
また、この期間ｔ２では、上アームの半導体スイッチング素子３はオフ動作状態であり、蓄電器１１から逆バイアス電圧が印加されているので、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間の電圧は、図４（ｂ）に示すように、負電圧となっている。
【００３６】
以降、上述の期間ｔ１および期間ｔ２のスイッチング制御動作がこの順に繰り返し行われるので、上アーム駆動電圧を供給する蓄電器１４および上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間に逆バイアス電圧を供給する蓄電器１１の充放電が行われる。
【００３７】
このように、この実施の形態１によるチャージポンプ駆動回路では、上アームの半導体スイッチング素子と下アームの半導体スイッチング素子とを交互にオン・オフ動作制御する場合に、蓄電器の充電電圧を動作電源とする一方の半導体スイッチング素子に対しては、その一方の半導体スイッチング素子がオン動作しているときに前記蓄電器の電圧が整流ダイオードおよび定電圧ダイオードを介して供給され、前記一方の半導体スイッチング素子に対して逆バイアス電圧を印加するための逆電圧が充電される逆バイアス用の蓄電器を設け、駆動用の直流電源で動作する他方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を供給する直流電源を設けたので、追加する電源が少なくて済む。
【００３８】
すなわち、小型でかつ安価な駆動回路構成というチャージポンプ駆動方式の利点を損なわずに最小の回路構成で、半導体スイッチング素子に逆バイアス電圧が印加できる逆バイアス付きのチャージポンプ駆動回路が得られる。以下、図５を参照して具体的な適用例を説明する。
【００３９】
図５は、図１に示すチャージポンプ駆動回路を適用した電力変換装置の構成例を示す回路図である。図５において、第１直流電源は、三相交流電源２８を整流する整流回路２９の出力である。
【００４０】
第１直流電源の正極端１側に設けられる上アーム半導体スイッチング素子は、図１に示した半導体スイッチング素子３の他に半導体スイッチング素子２０，２４が追加されている。追加された半導体スイッチング素子２０，２４に対しても半導体スイッチング素子３に対する蓄電器１４，１１に相当する２つの蓄電器がそれぞれ設けられ、第２直流電源の分圧直流電源１７を用いて蓄電器１４，１１に充電するのと同様の充電経路構成によって充電できるようになっている。
【００４１】
同様に、第１直流電源の負極端２側に設けられる下アーム半導体スイッチング素子は、図１に示した半導体スイッチング素子４の他に半導体スイッチング素子２１，２５が追加されている。追加された半導体スイッチング素子２１，２５に対しても、第２直流電源の分圧直流電源１８が駆動用直流電源となるとともに、第３直流電源１９によって逆バイアス電圧の印加が行えるようになっている。
【００４２】
そして、上アーム半導体スイッチング素子３，２０，２４と下アーム半導体スイッチング素子４，２１，２５との接続端（図１に示した出力部ＯＵＴ）に誘導モータ３０が接続されている。なお、追加された半導体スイッチング素子２０，２１，２４、２５に対しても、還流ダイオード２２，２３，２６，２７が同様に設けられている。
【００４３】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。なお、図６では、図１に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。
【００４４】
実施の形態２では、図６に示すように、図１に示した構成において、整流ダイオード９、定電圧ダイオード１０、蓄電器１１および整流ダイオード１２，１３を削除し、蓄電器１４の負極端と出力部ＯＵＴとの接続ラインと駆動回路７の逆電圧入力端との間に、逆バイアス回路３１が設けられている。
【００４５】
逆バイアス回路３１は、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間に逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を発生し駆動回路７に供給するようになっている。
【００４６】
この構成によれば、下アームの半導体スイッチング素子４がオン動作をするときは、上アームの半導体スイッチング素子３はオフ動作をするが、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間には逆バイアス回路３１から逆バイアス電圧が供給されるので、上アームの半導体スイッチング素子３はそのオフ動作状態を確実に維持する。
【００４７】
一方、上アームの半導体スイッチング素子３がオン動作をするときは、下アームの半導体スイッチング素子４はオフ動作をするが、実施の形態１にて説明したように、下アームの半導体スイッチング素子４は、Ｇ−Ｅ間に第３直流電源１９から逆バイアス電圧が供給され、そのオフ動作状態を確実に維持する。
【００４８】
このように、この実施の形態２によるチャージポンプ駆動回路では、上アームの半導体スイッチング素子と下アームの半導体スイッチング素子とを交互にオン・オフ動作制御する場合に、蓄電器の充電電圧を動作電源とする一方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を発生する逆バイアス回路を設け、駆動用の直流電源で動作する他方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を供給する直流電源を設けたので、追加する電源が少なくて済む。
【００４９】
すなわち、小型でかつ安価な駆動回路構成というチャージポンプ駆動方式の利点を損なわずに最小の回路構成で、半導体スイッチング素子に逆バイアス電圧が印加できる逆バイアス付きのチャージポンプ駆動回路が得られる。
【００５０】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。なお、図７では、図１に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。
【００５１】
上述した実施の形態１では、第２直流電源を直流電源１７と直流電源１８を分圧形式で取得できる１つの直流電源として構成したが、この実施の形態３では、図７に示すように、図１で示した第２直流電源が２つの独立した第４直流電源３２と第５直流電源３３とで構成されている。
【００５２】
この構成によれば、下アームの半導体スイッチング素子４をオン・オフ駆動する駆動回路８の駆動用電圧は、独立した第５直流電源３３から供給される。そして、下アームの半導体スイッチング素子４がオン動作状態にある間では、第４直流電源３２の正極端→充電電流制限抵抗器１６→整流ダイオード１５→蓄電器１４→整流ダイオード１３→出力部ＯＵＴ→半導体スイッチング素子４→第５直流電源３３の負極端→第４直流電源３２の負極端と一巡する充電経路が形成され、第４直流電源３２による蓄電器１４への充電が行われる。
【００５３】
そして、蓄電器１１への充電も図３に示したのと同様の充電経路でもって行われる。したがって、実施の形態３においても、図４に示した動作が同様に行われる。
【００５４】
ここで、第４直流電源３２は、上アームの半導体スイッチング素子３の逆バイアス電圧を供給する蓄電器１１の充電電圧と、整流ダイオード９，１２の順電圧と定電圧ダイオード１０のツェナー電圧との和が供給できるように決定される。
【００５５】
このように、実施の形態３によれば、上アーム用の直流電源と下アーム用の直流電源とに別個独立の直流電源を使用するようにしたので、構成部品に対応した最適の直流電源とすることができる。なお、実施の形態３では、実施の形態１への適用例を示したが、実施の形態２にも同様に適用できることは言うまでもない。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、逆バイアスを印加するために追加する直流電源は一方の半導体スイッチング素子用の１つで済み、他方の半導体スイッチング素子用は、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を発生する逆バイアス回路、または、自半導体スイッチング素子がオン動作状態にあるとき定電圧ダイオードを介して一定電圧に充電される蓄電器で構成したので、小型でかつ安価な駆動回路構成というチャージポンプ駆動方式の利点を損なわずに最小の回路構成で半導体スイッチング素子に逆バイアス電圧が印加できる逆バイアス付きのチャージポンプ駆動回路が得られる。したがって、大容量の電力変換装置に適用が可能なチャージポンプ駆動回路が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示すチャージポンプ駆動回路において上アームの駆動電源となる蓄電器を下アームオン時に充電する充電経路を説明する図である。
【図３】図１に示すチャージポンプ駆動回路において上アームにそのオフ時に逆バイアス電圧を印加する電源となる蓄電器を上アームオン時に充電する充電経路を説明する図である。
【図４】図１に示すチャージポンプ駆動回路における各部の動作波形図である。
【図５】図１に示すチャージポンプ駆動回路を適用した電力変換装置の構成例を示す回路図である。
【図６】この発明の実施の形態２であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。
【図７】この発明の実施の形態３であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 第１直流電源の正極端、２ 第１直流電源の負極端、３ 上アームの半導体スイッチング素子、４ 下アームの半導体スイッチング素子、５、６ 還流ダイオード、７、８ 駆動回路、９、１２、１３、１５ 整流ダイオード、１０ 定電圧ダイオード、１１、１４ 蓄電器、１６ 充電電流制限抵抗器、１７、１８ 第２直流電源を構成する分圧直流電源、１９ 第３直流電源、２８ 交流電源、２９ 整流回路、３０ 誘導モータ、３１ 逆バイアス回路、３２ 第４直流電源、３３ 第５直流電源。
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力変換装置で用いるチャージポンプ駆動回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電力変換装置が生成する直流電源（以降「第１直流電源」という）の正極側と負極側との間に直列に接続される１組の半導体スイッチング素子を交互にオン・オフ駆動する方式の一つに、正極側半導体スイッチング素子あるいは負極側半導体スイッチング素子のいずれか一方の半導体スイッチング素子にのみ駆動用直流電源（以降「第２直流電源」という）を設け、他方の半導体スイッチング素子に対しては蓄電器を設け、一方の半導体スイッチング素子がオン動作状態にある間に第２直流電源から蓄電器を充電し、この蓄電器の充電電圧を他方の半導体スイッチング素子の駆動用直流電源として使用するチャージポンプ駆動方式が知られている。このようなチャージポンプ駆動回路は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
しかし、従来のチャージポンプ駆動回路では、半導体スイッチング素子に対して逆バイアス電圧が印加できないので、大容量の電力変換装置に適用することができないという問題があった。
【０００４】
一方、例えば特許文献２では、半導体スイッチング素子の駆動用電源として第１直流電源の正極側及び負極側にそれぞれパルストランスを使用し、その他の余分なパルストランスを使用せずに逆バイアス電圧を印加できるようにした駆動回路が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平３−２８０６１９号公報（図１）
【特許文献２】
特開平７−１５９４９号公報（図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２に記載の技術では、半導体スイッチング素子の駆動用電源を第１直流電源の正極側及び負極側の半導体スイッチング素子に各１個ずつ、計２個必要となり、駆動回路を小型かつ安価にできないという問題がある。
【０００７】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、小型でかつ安価な駆動回路構成という利点を損なわずに最小の回路構成で半導体スイッチング素子に逆バイアス電圧が印加できるチャージポンプ駆動回路を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかるチャージポンプ駆動回路は、直列に接続される少なくとも１組の半導体スイッチング素子を交互にオン・オフ動作制御する場合に、一方の半導体スイッチング素子に対しては駆動用直流電源を設け、他方の半導体スイッチング素子に対しては前記一方の半導体スイッチング素子がオン動作状態にあるとき前記駆動用直流電源によって充電される駆動用蓄電器を設け、当該駆動用蓄電器を前記他方の半導体スイッチング素子のオン動作用電源として使用するチャージポンプ駆動回路において、前記一方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を供給する逆バイアス用直流電源を設け、前記他方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を発生する逆バイアス回路、または、当該他方の半導体スイッチング素子がオン動作状態にあるときに、前記駆動用蓄電器の電圧が整流ダイオードおよび定電圧ダイオードを介して供給され、当該他方の半導体スイッチング素子に対して逆バイアス電圧を印加するための逆電圧が充電される逆バイアス用蓄電器を設けたことを特徴とする。
【０００９】
ここに、前記駆動用直流電源は、前記駆動用蓄電器を充電する能力を有する直流電源と前記一方の半導体スイッチング素子を駆動する能力を有する直流電源とを分圧形式で発生する１つの直流電源とすることも、両直流電源を別個独立の電源として発生する２つの直流電源とすることもできる。
【００１０】
この発明によれば、逆バイアスを印加するために追加する直流電源は一方の半導体スイッチング素子用の１つで済み、他方の半導体スイッチング素子用は、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を発生する逆バイアス回路、または、自半導体スイッチング素子がオン動作状態にあるとき定電圧ダイオードを介して一定電圧に充電される蓄電器で構成したので、チャージポンプ駆動方式の小型でかつ安価な駆動回路構成という利点を損なわずに最小の回路構成で、１組の半導体スイッチング素子に逆バイアス電圧が印加できる逆バイアス付きのチャージポンプ駆動回路が得られる。
【００１１】
また、駆動用直流電源を、駆動用蓄電器を充電する能力を有する直流電源と前記一方の半導体スイッチング素子を駆動する能力を有する直流電源とを別個独立の電源として発生する２つの直流電源を用いる場合は、構成部品に対応した最適な直流電源とすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかるチャージポンプ駆動回路の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。なお、図１では、半導体スイッチング素子として、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いた場合の構成例が示されている。
【００１４】
図１において、第１直流電源の正極端１側と負極端２側との間には、交互にオン・オフ動作を行うように制御される上アームの半導体スイッチング素子３と下アームの半導体スイッチング素子４とが直列に配置され、上アームの半導体スイッチング素子３と下アームの半導体スイッチング素子４との接続端が出力部ＯＵＴを構成している。
【００１５】
すなわち、第１直流電源の正極端１側に上アームの半導体スイッチング素子３のコレクタ電極Ｃが接続され、下アームの半導体スイッチング素子４のエミッタ電極Ｅは第１直流電源の負極端２側に接続されている。そして、上アームの半導体スイッチング素子３のエミッタ電極Ｅと下アームの半導体スイッチング素子４のコレクタ電極Ｃとは共通に接続されて出力部ＯＵＴを構成している。
【００１６】
なお、上アームの半導体スイッチング素子３では、エミッタ電極Ｅに還流ダイオード５のアノードが接続され、コレクタ電極Ｃが還流ダイオード５のカソードが接続されている。同様に、下アームの半導体スイッチング素子４では、エミッタ電極Ｅに還流ダイオード６のアノードが接続され、コレクタ電極Ｃが還流ダイオード６のカソードが接続されている。
【００１７】
上アームの半導体スイッチング素子３のゲート電極Ｇと駆動回路７の駆動出力端との接続ラインには整流ダイオード９のアノードが接続され、整流ダイオード９のカソードには、定電圧ダイオード１０のアノードが接続されている。定電圧ダイオード１０のカソードは、蓄電器１１の正極端と整流ダイオード１３のカソードと共に出力部ＯＵＴに接続されている。
【００１８】
蓄電器１１の負極端は、駆動回路７の逆電圧入力端と整流ダイオード１２のアノードとに接続されている。整流ダイオード１２のカソードと整流ダイオード１３のアノードとは共に蓄電器１４の負極端に接続され、蓄電器１４の正極端は、駆動回路７の駆動電圧入力端と整流ダイオード１５のカソードとに接続されている。整流ダイオード１５のアノードは、充電電流制限抵抗器１６を介して第２直流電源の正極端に接続されている。駆動回路７は、外部から入力されるオン・オフ制御信号に従って上アームの半導体スイッチング素子３をオン・オフ動作させるようになっている。
【００１９】
第２直流電源は、その負極端が第１直流電源の負極端２側に接続され、直流電源１７と直流電源１８との２つを分圧して取り出せるようになっている。したがって、第２直流電源の正極端は、直流電源１７の正極端と一致し、第２直流電源の負極端は、直流電源１８の負極端と一致している。直流電源１８の正極端は、分圧端である。
【００２０】
直流電源１８の正極端（分圧端）は、駆動回路８の駆動電圧入力端に接続され、駆動回路８の逆電圧入力端には、第３直流電源の正極端が接続されている。第３直流電源の負極端は、第１直流電源の負極端２側に接続されている。そして、駆動回路８の駆動出力端には、下アームの半導体スイッチング素子４の制御端が接続されている。駆動回路８は、外部から入力されるオン・オフ制御信号に従って下アームの半導体スイッチング素子４をオン・オフ動作させるようになっている。
【００２１】
以上の構成において、蓄電器１４は、上アームの半導体スイッチング素子３をオン／オフ駆動する駆動回路７に駆動電圧を供給する。そして、蓄電器１１は、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間に逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を駆動回路７に供給するようになっている。
【００２２】
また、第２直流電源（直流電源１７＋直流電源１８）を分圧して得られる直流電源１８は、下アームの半導体スイッチング素子４をオン／オフ駆動する駆動回路８に駆動電圧を供給する。そして、第３直流電源１９は、下アームの半導体スイッチング素子４のＧ−Ｅ間に逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を駆動回路８に供給するようになっている。
【００２３】
次に、図１〜図３を参照して、図１に示すチャージポンプ駆動回路の動作について説明する。なお、図２は、図１に示すチャージポンプ駆動回路において上アームの駆動電源となる蓄電器１４を下アームオン時に充電する充電経路を説明する図である。図３は、図１に示すチャージポンプ駆動回路において上アームにそのオフ時に逆バイアス電圧を印加する電源となる蓄電器１１を上アームオン時に充電する充電経路を説明する図である。
【００２４】
駆動回路８にオン制御信号が入力されると、下アームの半導体スイッチング素子４のＧ−Ｅ間に第２直流電源を分圧して得られる直流電源１８から駆動用電圧が駆動回路８に供給され、下アームの半導体スイッチング素子４をオン動作状態にする。このとき、駆動回路７は、オフ制御信号が入力され、上アームの半導体スイッチング素子３をオフ動作状態にする。
【００２５】
下アームの半導体スイッチング素子４がオン動作状態にある間では、図２に充電経路ａとして示すように、第２直流電源の正極端→充電電流制限抵抗器１６→整流ダイオード１５→蓄電器１４→整流ダイオード１３→出力部ＯＵＴ→半導体スイッチング素子４→第２直流電源の負極端と一巡する充電経路が形成され、第２直流電源における分圧直流電源１７よる蓄電器１４への充電が行われる。
【００２６】
次に、駆動回路７にオン制御信号が入力されると、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間に蓄電器１４から駆動回路７に駆動用電圧が供給され、上アームの半導体スイッチング素子３をオン動作状態にする。
【００２７】
上アームの半導体スイッチング素子３がオン動作状態にある間では、図３に充電経路ｂとして示すように、蓄電器１４の正極端→駆動回路７→整流ダイオード９→定電圧ダイオード１０→蓄電器１１→整流ダイオード１２→蓄電器１４の負極端と一巡する充電経路が形成され、蓄電器１４による蓄電器１１への充電が行われる。定電圧ダイオード１０を介在させているので、蓄電器１１には一定量の充電が行われる。
【００２８】
このとき、上アームの半導体スイッチング素子３と下アームの半導体スイッチング素子４は交互にオン・オフ制御されるので、上アームの半導体スイッチング素子３がオン動作したときは、下アームの半導体スイッチング素子４はオフ動作している。そして、下アームの半導体スイッチング素子４のＧ−Ｅ間には第３直流電源１９から逆バイアス電圧が供給されるので、下アームの半導体スイッチング素子４はそのオフ動作状態を確実に維持する。
【００２９】
次に、再び下アームの半導体スイッチング素子４がオン動作したときには、上アームの半導体スイッチング素子３はオフ動作している。そして、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間には蓄電器１１から逆バイアス電圧が供給されるので、上アームの半導体スイッチング素子３はそのオフ動作状態を確実に維持する。
【００３０】
次に、図４は、図１に示すチャージポンプ駆動回路における各部の動作波形図である。図４において、（ａ）は上アーム駆動電圧（蓄電器１４の電圧）を示す。（ｂ）は上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間電圧Ｖｇｅを示す。（ｃ）は下アームの半導体スイッチング素子４のＧ−Ｅ間電圧Ｖｇｅを示す。（ｄ）は上アーム逆バイアス電圧（蓄電器１１の電圧）を示す。
【００３１】
運転開始時では、上アームの半導体スイッチング素子３の駆動電圧である蓄電器１４の電圧は０Ｖであるので、運転開始直後の期間ｔ０では、蓄電器１４の電圧を予備充電する必要がある。すなわち、長い初期充電のための期間ｔ０では、下アームの半導体スイッチング素子４をその期間ｔ０内、オン動作状態に設定し（図４（ｃ））、図２に示した充電経路ａを形成して蓄電器１４に充電する。蓄電器１４の電圧は、図４（ａ）に示すように、充電電流制限抵抗器１６と蓄電器１４とのＲＣ時定数に従って上昇する。
【００３２】
次に、期間ｔ１では、上アームの半導体スイッチング素子３をオン状態とする（図４（ｂ））。その結果、駆動電圧を供給するために蓄電器１４が放電され、図４（ａ）に示すように蓄電器１４の電圧が下降する。また、このとき、図３に示した充電経路ｂが形成され、蓄電器１４の電圧によって蓄電器１１に充電するので、図４（ｄ）に示すように、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間の逆バイアス電圧が上昇する。
【００３３】
また、期間ｔ１では、下アームの半導体スイッチング素子４はオフ状態であり、第３直流電源１９によって逆バイアス電圧が印加されているので、下アームの半導体スイッチング素子４のＧ−Ｅ間の電圧は、図４（ｃ）に示すように、負電圧となっている。
【００３４】
次に、期間ｔ２において、再び下アームの半導体スイッチング素子４がオン動作状態になると（図４（ｃ））、図２に示した充電経路ａによって蓄電器１４に充電が行われるので、図４（ａ）に示すように、蓄電器１４の電圧が上昇する。また、このとき、蓄電器１１は、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間に逆バイアス電圧を供給するために放電するので、図４（ｄ）に示すように、蓄電器１１の電圧は下降する。
【００３５】
また、この期間ｔ２では、上アームの半導体スイッチング素子３はオフ動作状態であり、蓄電器１１から逆バイアス電圧が印加されているので、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間の電圧は、図４（ｂ）に示すように、負電圧となっている。
【００３６】
以降、上述の期間ｔ１および期間ｔ２のスイッチング制御動作がこの順に繰り返し行われるので、上アーム駆動電圧を供給する蓄電器１４および上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間に逆バイアス電圧を供給する蓄電器１１の充放電が行われる。
【００３７】
このように、この実施の形態１によるチャージポンプ駆動回路では、上アームの半導体スイッチング素子と下アームの半導体スイッチング素子とを交互にオン・オフ動作制御する場合に、蓄電器の充電電圧を動作電源とする一方の半導体スイッチング素子に対しては、その一方の半導体スイッチング素子がオン動作しているときに前記蓄電器の電圧が整流ダイオードおよび定電圧ダイオードを介して供給され、前記一方の半導体スイッチング素子に対して逆バイアス電圧を印加するための逆電圧が充電される逆バイアス用の蓄電器を設け、駆動用の直流電源で動作する他方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を供給する直流電源を設けたので、追加する電源が少なくて済む。
【００３８】
すなわち、小型でかつ安価な駆動回路構成というチャージポンプ駆動方式の利点を損なわずに最小の回路構成で、半導体スイッチング素子に逆バイアス電圧が印加できる逆バイアス付きのチャージポンプ駆動回路が得られる。以下、図５を参照して具体的な適用例を説明する。
【００３９】
図５は、図１に示すチャージポンプ駆動回路を適用した電力変換装置の構成例を示す回路図である。図５において、第１直流電源は、三相交流電源２８を整流する整流回路２９の出力である。
【００４０】
第１直流電源の正極端１側に設けられる上アーム半導体スイッチング素子は、図１に示した半導体スイッチング素子３の他に半導体スイッチング素子２０，２４が追加されている。追加された半導体スイッチング素子２０，２４に対しても半導体スイッチング素子３に対する蓄電器１４，１１に相当する２つの蓄電器がそれぞれ設けられ、第２直流電源の分圧直流電源１７を用いて蓄電器１４，１１に充電するのと同様の充電経路構成によって充電できるようになっている。
【００４１】
同様に、第１直流電源の負極端２側に設けられる下アーム半導体スイッチング素子は、図１に示した半導体スイッチング素子４の他に半導体スイッチング素子２１，２５が追加されている。追加された半導体スイッチング素子２１，２５に対しても、第２直流電源の分圧直流電源１８が駆動用直流電源となるとともに、第３直流電源１９によって逆バイアス電圧の印加が行えるようになっている。
【００４２】
そして、上アーム半導体スイッチング素子３，２０，２４と下アーム半導体スイッチング素子４，２１，２５との接続端（図１に示した出力部ＯＵＴ）に誘導モータ３０が接続されている。なお、追加された半導体スイッチング素子２０，２１，２４、２５に対しても、還流ダイオード２２，２３，２６，２７が同様に設けられている。
【００４３】
実施の形態２．
図６は、この発明の実施の形態２であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。なお、図６では、図１に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。
【００４４】
実施の形態２では、図６に示すように、図１に示した構成において、整流ダイオード９、定電圧ダイオード１０、蓄電器１１および整流ダイオード１２，１３を削除し、蓄電器１４の負極端と出力部ＯＵＴとの接続ラインと駆動回路７の逆電圧入力端との間に、逆バイアス回路３１が設けられている。
【００４５】
逆バイアス回路３１は、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間に逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を発生し駆動回路７に供給するようになっている。
【００４６】
この構成によれば、下アームの半導体スイッチング素子４がオン動作をするときは、上アームの半導体スイッチング素子３はオフ動作をするが、上アームの半導体スイッチング素子３のＧ−Ｅ間には逆バイアス回路３１から逆バイアス電圧が供給されるので、上アームの半導体スイッチング素子３はそのオフ動作状態を確実に維持する。
【００４７】
一方、上アームの半導体スイッチング素子３がオン動作をするときは、下アームの半導体スイッチング素子４はオフ動作をするが、実施の形態１にて説明したように、下アームの半導体スイッチング素子４は、Ｇ−Ｅ間に第３直流電源１９から逆バイアス電圧が供給され、そのオフ動作状態を確実に維持する。
【００４８】
このように、この実施の形態２によるチャージポンプ駆動回路では、上アームの半導体スイッチング素子と下アームの半導体スイッチング素子とを交互にオン・オフ動作制御する場合に、蓄電器の充電電圧を動作電源とする一方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を発生する逆バイアス回路を設け、駆動用の直流電源で動作する他方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を供給する直流電源を設けたので、追加する電源が少なくて済む。
【００４９】
すなわち、小型でかつ安価な駆動回路構成というチャージポンプ駆動方式の利点を損なわずに最小の回路構成で、半導体スイッチング素子に逆バイアス電圧が印加できる逆バイアス付きのチャージポンプ駆動回路が得られる。
【００５０】
実施の形態３．
図７は、この発明の実施の形態３であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。なお、図７では、図１に示した構成と同一ないしは同等である構成要素には、同一の符号が付されている。ここでは、この実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。
【００５１】
上述した実施の形態１では、第２直流電源を直流電源１７と直流電源１８を分圧形式で取得できる１つの直流電源として構成したが、この実施の形態３では、図７に示すように、図１で示した第２直流電源が２つの独立した第４直流電源３２と第５直流電源３３とで構成されている。
【００５２】
この構成によれば、下アームの半導体スイッチング素子４をオン・オフ駆動する駆動回路８の駆動用電圧は、独立した第５直流電源３３から供給される。そして、下アームの半導体スイッチング素子４がオン動作状態にある間では、第４直流電源３２の正極端→充電電流制限抵抗器１６→整流ダイオード１５→蓄電器１４→整流ダイオード１３→出力部ＯＵＴ→半導体スイッチング素子４→第５直流電源３３の負極端→第４直流電源３２の負極端と一巡する充電経路が形成され、第４直流電源３２による蓄電器１４への充電が行われる。
【００５３】
そして、蓄電器１１への充電も図３に示したのと同様の充電経路でもって行われる。したがって、実施の形態３においても、図４に示した動作が同様に行われる。
【００５４】
ここで、第４直流電源３２は、上アームの半導体スイッチング素子３の逆バイアス電圧を供給する蓄電器１１の充電電圧と、整流ダイオード９，１２の順電圧と定電圧ダイオード１０のツェナー電圧との和が供給できるように決定される。
【００５５】
このように、実施の形態３によれば、上アーム用の直流電源と下アーム用の直流電源とに別個独立の直流電源を使用するようにしたので、構成部品に対応した最適の直流電源とすることができる。なお、実施の形態３では、実施の形態１への適用例を示したが、実施の形態２にも同様に適用できることは言うまでもない。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、逆バイアスを印加するために追加する直流電源は一方の半導体スイッチング素子用の１つで済み、他方の半導体スイッチング素子用は、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を発生する逆バイアス回路、または、自半導体スイッチング素子がオン動作状態にあるとき定電圧ダイオードを介して一定電圧に充電される蓄電器で構成したので、小型でかつ安価な駆動回路構成というチャージポンプ駆動方式の利点を損なわずに最小の回路構成で半導体スイッチング素子に逆バイアス電圧が印加できる逆バイアス付きのチャージポンプ駆動回路が得られる。したがって、大容量の電力変換装置に適用が可能なチャージポンプ駆動回路が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。
【図２】図１に示すチャージポンプ駆動回路において上アームの駆動電源となる蓄電器を下アームオン時に充電する充電経路を説明する図である。
【図３】図１に示すチャージポンプ駆動回路において上アームにそのオフ時に逆バイアス電圧を印加する電源となる蓄電器を上アームオン時に充電する充電経路を説明する図である。
【図４】図１に示すチャージポンプ駆動回路における各部の動作波形図である。
【図５】図１に示すチャージポンプ駆動回路を適用した電力変換装置の構成例を示す回路図である。
【図６】この発明の実施の形態２であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。
【図７】この発明の実施の形態３であるチャージポンプ駆動回路の構成を示す回路図である。
【符号の説明】
１ 第１直流電源の正極端、２ 第１直流電源の負極端、３ 上アームの半導体スイッチング素子、４ 下アームの半導体スイッチング素子、５、６ 還流ダイオード、７、８ 駆動回路、９、１２、１３、１５ 整流ダイオード、１０ 定電圧ダイオード、１１、１４ 蓄電器、１６ 充電電流制限抵抗器、１７、１８ 第２直流電源を構成する分圧直流電源、１９ 第３直流電源、２８ 交流電源、２９ 整流回路、３０ 誘導モータ、３１ 逆バイアス回路、３２ 第４直流電源、３３ 第５直流電源。
Claims (3)
- 直列に接続される少なくとも１組の半導体スイッチング素子を交互にオン・オフ動作制御する場合に、一方の半導体スイッチング素子に対しては駆動用直流電源を設け、他方の半導体スイッチング素子に対しては前記一方の半導体スイッチング素子がオン動作状態にあるとき前記駆動用直流電源によって充電される駆動用蓄電器を設け、当該駆動用蓄電器を前記他方の半導体スイッチング素子のオン動作用電源として使用するチャージポンプ駆動回路において、
前記一方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を供給する逆バイアス用直流電源を設け、
前記他方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を発生する逆バイアス回路を設けた、
ことを特徴とするチャージポンプ駆動回路。 - 直列に接続される少なくとも１組の半導体スイッチング素子を交互にオン・オフ動作制御する場合に、一方の半導体スイッチング素子に対しては駆動用直流電源を設け、他方の半導体スイッチング素子に対しては前記一方の半導体スイッチング素子がオン動作状態にあるとき前記駆動用直流電源によって充電される駆動用蓄電器を設け、当該駆動用蓄電器を前記他方の半導体スイッチング素子のオン動作用電源として使用するチャージポンプ駆動回路において、
前記一方の半導体スイッチング素子に対しては、逆バイアス電圧を印加するための逆電圧を供給する逆バイアス用直流電源を設け、
前記他方の半導体スイッチング素子に対しては、当該他方の半導体スイッチング素子がオン動作状態にあるときに、前記駆動用蓄電器の電圧が整流ダイオードおよび定電圧ダイオードを介して供給され、当該他方の半導体スイッチング素子に対して逆バイアス電圧を印加するための逆電圧が充電される逆バイアス用蓄電器を設けた、
ことを特徴とするチャージポンプ駆動回路。 - 前記駆動用直流電源は、
前記駆動用蓄電器を充電する能力を有する直流電源と前記一方の半導体スイッチング素子を駆動する能力を有する直流電源とを分圧形式で発生する１つの直流電源である、または、両直流電源を別個独立の電源として発生する２つの直流電源である、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のチャージポンプ駆動回路。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007336694A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | 絶縁ゲート型半導体素子の駆動回路 |
| JP2008029163A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電圧駆動型半導体スイッチング素子の駆動回路 |
| JP2015012624A (ja) * | 2013-06-26 | 2015-01-19 | 株式会社デンソー | 駆動回路 |
| JP2018033303A (ja) * | 2016-08-23 | 2018-03-01 | 株式会社Ihi | 半導体スイッチング素子駆動回路及び電力変換器 |
| US10211828B2 (en) | 2016-09-08 | 2019-02-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Driving device for insulated gate semiconductor element, and driving system for the same element |
| JP2019103147A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-24 | 株式会社Ihi | 電力変換器 |
-
2003
- 2003-05-30 JP JP2003154498A patent/JP4443859B2/ja not_active Expired - Fee Related
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