JP2007116760A - ゲートドライバおよびそのゲートドライバを含むモータ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パワートランジスタ1を導通させる電流源11と遮断させる電流源12とを備え、電流源11はパワートランジスタ1を遮断から導通に切替える際、第1電流値を出力し、導通に切替った後はその状態を保持する第2電流値を出力するものであり、電流源12はパワートランジスタ1を導通から遮断に切替える際、第3電流値を出力し、遮断に切替った後はその状態を保持する第4電流値を出力するものであり、第2,第4電流値は第1,第3電流値に比べて小さな値の電流値であり、パワートランジスタ2を遮断から導通に切替える際、電流源12に第3電流値を出力させることで、パワートランジスタ1のゲート電極の電位上昇を防止するように構成したゲートドライバおよびこれを含むモータ駆動装置。
【選択図】図1
Description
ンジスタ1、2、3、4、5、6が必要であり、このパワートランジスタの数に比例して上記した抵抗やダイオードなどの挿入素子が必要になる。具体的には抵抗111、112、114、115、131、132、134、135、151、152、154、155、ダイオード113、116、133、136、153、156、コンデンサ117、118、137、138、157、158などが必要となる。
出力し、導通状態に切替った後はその状態を保持する第2電流値を出力するものであって、前記第2電流源は前記第1パワートランジスタを導通状態から遮断状態に切替える際、第3電流値を出力し、導通状態に切替った後はその状態を保持する第4電流値を出力するものであって、前記第2,第4電流値は前記第1,第3電流値に比べて小さな値の電流値であり、前記第2パワートランジスタを前記第3電流源により遮断状態から導通状態に切替える際、前記第2電流源に前記第3電流値を出力させることで、前記第1パワートランジスタのゲート電極の電位上昇を防止するように構成したものである。
すれば、パワートランジスタの導通または遮断のスイッチングスピードを調整することができ、パワートランジスタが導通から遮断状態に変化する時間、または遮断から導通状態に変化する時間を数少ない素子により調整でき、ゲートドライバの小型化と低コスト化が可能になる。
パワートランジスタ1が導通状態に切替った後、信号C11は第1電流源11がパワートランジスタ1の導通状態を保持するために必要最低限の第2電流値I11bとなるように制御される。これは、第1電流源11の電力損失を抑えるためである。(図2の記号(B)の期間)
次にパワートランジスタ1を導通状態から遮断状態に切替えるとき、ゲートスイッチング制御器8は信号G1を‘H’レベルから‘L’レベルとする。これにより、ゲート電流制御器9は信号C12を第2電流源12に出力する。その結果、第2電流源12は第3電流値I12aを出力し、パワートランジスタ1のゲート電極から電流を引き抜き、ゲート電極の電位を下降させてパワートランジスタ1を遮断させる。(図2の記号(C)の期間)
パワートランジスタ1が遮断状態に切替った後、信号C12は、第2電流源12がパワートランジスタ1の遮断状態を保持するために必要最低限の第4電流値I12bとなるように制御される。これは、第2電流源12の電力損失を抑えるためである。(図2の記号(D)の期間)
一方、パワートランジスタ2を遮断状態から導通状態に切替えるとき、ゲートスイッチング制御器8は信号G2を‘L’レベルから‘H’レベルとする。これにより、ゲート電流制御器9は信号C21を第3電流源21に出力する。その結果、第3電流源21は電流値I21aを出力し、パワートランジスタ2のゲート電極へ電流を流し込み、ゲート電極の電位を上昇させてパワートランジスタ2を導通させる。(図2の記号(E)の期間)
パワートランジスタ2が導通状態に切替った後、信号C21は第3電流源21がパワートランジスタ2の導通状態を保持するために必要最低限の電流値I21bとなるように制御される。これは、第3電流源21の電力損失を抑えるためである。(図2の記号(F)の期間)
次にパワートランジスタ2を導通状態から遮断状態に切替えるとき、ゲートスイッチング制御器8は信号G2を‘H’レベルから‘L’レベルとする。これにより、ゲート電流制御器9は信号C22を第4電流源22に出力する。その結果、第4電流源22は電流値I22aを出力し、パワートランジスタ2のゲート電極から電流を引き抜き、ゲート電極
の電位を下降させてパワートランジスタ2を遮断させる。(図2の記号(G)の期間)
パワートランジスタ2が遮断状態に切替った後、信号C22は、第4電流源22がパワートランジスタ2の遮断状態を保持するために必要最低限の電流値I22bとなるように制御される。これは、第4電流源22の電力損失を抑えるためである。(図2の記号(H)の期間)
ここで、パワートランジスタ2を遮断状態から導通状態に切替えるときにおいて(図2の記号(E)の期間)、パワートランジスタ1も導通し、電源端子間が短絡してしまうという課題とこれに対する解決策ついて説明する。
なお、同様に、パワートランジスタ1を遮断状態から導通状態に切替えるときについても、パワートランジスタ2を導通させないように、パワートランジスタ2のゲート電極から電流を引き抜き、そのゲート電極の電位の上昇を防止してパワートランジスタ2を導通しないようにさせても良い。
あるいは、上記電源端子間の短絡防止対策を施したゲートドライバ7において、その制御の簡素化のために、次のようにしても本発明の主旨を逸脱するものではない。
のとき信号C22を電流源22に出力し、電流源22から電流値I22aを出力しても差し支えない。(図2の記号(L)の期間)
また逆に、パワートランジスタ2を導通状態から遮断状態に切替えるとき、前述したようにゲートスイッチング制御器8は信号G2を‘H’レベルから‘L’レベルとするが、このとき信号C12を第2電流源12に出力し、第2電流源12から第3電流値I12aを出力しても差し支えない。(図2の記号(K)の期間)
以上より、本実施例1に示したゲートドライバは、電流源に出力する電流値(記号(A)期間における第1電流値I11a、記号(C)期間における第3電流値I12a、記号(E)期間における電流値I21a、記号(G)期間における電流値I22a)を適切に設定すれば、パワートランジスタの導通または遮断のスイッチングスピードを調整することができ、パワートランジスタが導通から遮断状態に変化する時間、または遮断から導通状態に変化する時間を数少ない素子により調整でき、ゲートドライバの小型化と低コスト化が可能になる。
トランジスタ4のゲート電極に接続され、電流源51および52が直列接続され、その接続点はパワートランジスタ5のゲート電極に接続され、電流源61および62が直列接続され、その接続点はパワートランジスタ6のゲート電極に接続される。
2,4,6 第2パワートランジスタ
7 ゲートドライバ
8 ゲートスイッチング制御器
9 ゲート電流制御器
11,31,51 第1電流源
12,32,52 第2電流源
21,41,61 第3電流源
22,42,62 第4電流源
100,200,300 モータ駆動巻線
Claims (2)
- 電源端子間に直列接続される酸化膜絶縁されたゲート電極を有する第1パワートランジスタおよび第2パワートランジスタとを制御するゲートドライバであって、前記第1パワートランジスタを導通させるときに、そのゲート電極に電流を流し込み、ゲート電位を上昇させる第1電流源と、前記第1パワートランジスタを遮断させるときに、そのゲート電極から電流を引き抜き、ゲート電位を下降させる第2電流源と、前記第2パワートランジスタを導通させるときに、そのゲート電極に電流を流し込み、ゲート電位を上昇させる第3電流源と、前記第2パワートランジスタを遮断させるときに、そのゲート電極から電流を引き抜き、ゲート電位を下降させる第4電流源とを少なくとも備えるものであって、前記第1電流源は前記第1パワートランジスタを遮断状態から導通状態に切替える際、第1電流値を出力し、導通状態に切替った後はその状態を保持する第2電流値を出力するものであって、前記第2電流源は前記第1パワートランジスタを導通状態から遮断状態に切替える際、第3電流値を出力し、導通状態に切替った後はその状態を保持する第4電流値を出力するものであって、前記第2,第4電流値は前記第1,第3電流値に比べて小さな値の電流値であり、前記第2パワートランジスタを前記第3電流源により遮断状態から導通状態に切替える際、前記第2電流源に前記第3電流値を出力させることで、前記第1パワートランジスタのゲート電極の電位上昇を防止するようにしたことを特徴とするゲートドライバ。
- 請求項1記載のゲートドライバと、単相または複数相のモータ駆動巻線と、電源端子間に直列接続され、その直列接続点に前記駆動巻線の一端が接続される第1および第2パワートランジスタとを備え、前記第1および第2パワートランジスタは、前記駆動巻線の相数に応じて複数設けられ、全て酸化膜絶縁されたゲート電極を有するものであって、
前記ゲートドライバは、複数の前記第1および第2パワートランジスタの各々に対応して複数設けたモータ駆動装置。
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