JP2010172067A - Bidirectional switch drive circuit and matrix converter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、双方向スイッチを駆動する双方向スイッチ駆動回路、及び入力された交流を所定の電圧及び所定の周波数の交流に変換するマトリックスコンバータに関するものである。 The present invention relates to a bidirectional switch drive circuit that drives a bidirectional switch, and a matrix converter that converts input alternating current into alternating current of a predetermined voltage and a predetermined frequency.
例えば空気調和機には、その電動圧縮機を駆動する電力を得るために、入力された交流を所望の周波数及び電圧を有した交流に変換するマトリックスコンバータが用いられる場合がある。このマトリックスコンバータには、複数の双方向スイッチが、入力された交流の各相に対応して設けられている（例えば特許文献１を参照）。 For example, a matrix converter that converts input alternating current into alternating current having a desired frequency and voltage may be used for an air conditioner in order to obtain electric power for driving the electric compressor. In this matrix converter, a plurality of bidirectional switches are provided corresponding to the input AC phases (see, for example, Patent Document 1).
ところで、近年ではＳｉＣ（Silicon Carbide：炭化ケイ素）やＧａＮ（Gallium Nitride：窒化ガリウム）のような材料を用いたワイドバンドギャップ半導体が盛んに開発されている。ＳｉＣを主材料としたワイドバンドギャップ半導体は、ＭＯＳＦＥＴ構造とするよりも接合型電界効果トランジスタ（以下、ＪＦＥＴと略記する。ＪＦＥＴ：Junction Field Effect Transistor）構造とした方が損失を小さくしやすいため、接合型電界効果トランジスタとしての応用が期待されている。また、ＧａＮを主材料としたワイドバンドギャップ半導体は、ヘテロ接合電界効果トランジスタ（以下、ＨＦＥＴと略記する。HFET： Hetero junction Field Effect Transistor）構造を採用できるため、ヘテロ接合電界効果トランジスタとしての応用が期待されている。しかも、このＪＦＥＴやＨＦＥＴは、逆方向に電流を流せることから上記の双方向スイッチ用のスイッチング素子としての応用が考えられる。例えば、非特許文献１には、ＧａＮを用いた双方向スイッチの一例として、ゲートを２つ有したデュアルゲート型スイッチング素子を用いた双方向スイッチが提案されている。
しかしながら、上記のデュアルゲート型スイッチング素子はゲートを２つ有しているので、ゲートを駆動する駆動回路（双方向スイッチ駆動回路）の規模が、従来ゲートが1つのスイッチング素子よりも増大する可能性がある。特に、上記デュアルゲート型スイッチング素子をマトリックスコンバータに使用する場合には、複数の双方向スイッチが必要なため、回路規模の増大が顕著になると考えられる。そして、この回路規模の増大は、デュアルゲート型スイッチング素子を用いたマトリックスコンバータの製品のコストの増大につながることになる。 However, since the above dual gate type switching element has two gates, the scale of the driving circuit (bidirectional switch driving circuit) for driving the gate may be larger than that of a conventional switching element. There is. In particular, when the dual gate switching element is used in a matrix converter, a plurality of bidirectional switches are required, and therefore the circuit scale is considered to increase significantly. This increase in circuit scale leads to an increase in the cost of a matrix converter product using dual gate type switching elements.
本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、回路規模の増大を抑えつつ、双方向スイッチを駆動できるようにすることを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described problem, and an object thereof is to drive a bidirectional switch while suppressing an increase in circuit scale.
上記の課題を解決するため、第１の発明は、
第１及び第２トランジスタ（10a,10b）が直列にドレイン（D）側で接続されて双方向の電流を許容する双方向スイッチ（10）を駆動する双方向スイッチ駆動回路であって、
電源（30）と、
前記第１トランジスタ（10a）のソースである第１ソース（S1）及び前記電源（30）に接続され、該第１ソース（S1）を基準とした電圧で、前記第１トランジスタ（10a）のゲートである第１ゲート（G1）を駆動する電力を供給する第１電力供給部（40）と、
前記第２トランジスタ（10b）のソースである第２ソース（S2）及び前記電源（30）に接続され、該第２ソース（S2）を基準とした電圧で、前記第２トランジスタ（10b）のゲートである第２ゲート（G2）を駆動する電力を供給する第２電力供給部（50）と、
前記双方向スイッチ（10）がオフ状態の場合に、前記第１ソース（S1）から前記第１電力供給部（40）を介して前記電源（30）に至る経路、及び前記第２ソース（S2）から前記第２電力供給部（50）を介して前記電源（30）に至る経路の少なくとも一方の経路を遮断する遮断手段（SW1…）と、
を備えていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the first invention is
A bidirectional switch driving circuit for driving a bidirectional switch (10) in which first and second transistors (10a, 10b) are connected in series on the drain (D) side to allow bidirectional current,
Power supply (30),
The gate of the first transistor (10a) is connected to the first source (S1), which is the source of the first transistor (10a), and the power source (30), and the voltage is based on the first source (S1). A first power supply unit (40) for supplying power for driving the first gate (G1),
The gate of the second transistor (10b) is connected to the second source (S2), which is the source of the second transistor (10b), and the power source (30), and the voltage is based on the second source (S2). A second power supply unit (50) for supplying power for driving the second gate (G2),
When the bidirectional switch (10) is in an OFF state, a path from the first source (S1) to the power source (30) via the first power supply unit (40) and the second source (S2) ) To cut off at least one of the routes from the second power supply unit (50) to the power source (30),
It is characterized by having.
この構成により、第１及び第２電力供給部（40,50）は、共通の電源である電源（30）を用いて電力を出力する。そして、第１トランジスタ（10a）の第１ゲート（G1）は、第１電力供給部（40）の電力で駆動される。また、第２トランジスタ（10b）の第２ゲート（G2）は、第２電力供給部（50）の電力で駆動される。これにより、双方向スイッチ（10）がオン又はオフに切り替えられる。また、双方向スイッチ（10）がオフの際には、遮断手段（SW1…）が、第１ソース（S1）と第２ソース（S2）との間の短絡を防止する。 With this configuration, the first and second power supply units (40, 50) output power using the power source (30) that is a common power source. The first gate (G1) of the first transistor (10a) is driven by the power of the first power supply unit (40). The second gate (G2) of the second transistor (10b) is driven by the power of the second power supply unit (50). Thereby, the bidirectional switch (10) is switched on or off. Further, when the bidirectional switch (10) is off, the blocking means (SW1...) Prevents a short circuit between the first source (S1) and the second source (S2).
また、第２の発明は、
第１の発明の双方向スイッチ駆動回路において、
前記電源（30）から前記第１電力供給部（40）に至る経路、及び前記電源（30）から前記第２電力供給部（50）に至る経路の少なくとも何れか一方の経路の電圧を降下させる電圧降下手段（D2）をさらに備えていることを特徴とする。
In addition, the second invention,
In the bidirectional switch drive circuit of the first invention,
The voltage of at least one of the path from the power source (30) to the first power supply unit (40) and the path from the power source (30) to the second power supply unit (50) is lowered. A voltage drop means (D2) is further provided.
この構成により、電圧降下手段（D2）が設けられた側の電力供給部（40,50）への電圧が低下する。例えば、電源（30）が第１電力供給部（40）に印加する電圧と、電源（30）が第２電力供給部（50）に印加する電圧との差がある場合に、より電圧が高い方に電圧降下手段（D2）を設ければ、これらの出力電圧の差が低減される。 With this configuration, the voltage to the power supply unit (40, 50) on the side where the voltage drop means (D2) is provided is reduced. For example, the voltage is higher when there is a difference between the voltage applied by the power supply (30) to the first power supply unit (40) and the voltage applied by the power supply (30) to the second power supply unit (50). If the voltage drop means (D2) is provided on the other side, the difference between these output voltages is reduced.
また、第３の発明は、
第１の発明の双方向スイッチ駆動回路において、
前記遮断手段（SW1…）は、スイッチング素子（SW1）であり、
前記スイッチング素子（SW1）のオンオフの基準電位は、前記電源（30）の負側の電位と同電位であることを特徴とする。
In addition, the third invention,
In the bidirectional switch drive circuit of the first invention,
The blocking means (SW1 ...) is a switching element (SW1),
The on / off reference potential of the switching element (SW1) is the same as the negative potential of the power source (30).
この構成では、スイッチング素子（SW1）は、電源（30）の負側を基準にして駆動される。 In this configuration, the switching element (SW1) is driven with reference to the negative side of the power supply (30).
また、第４の発明は、
第１の発明の双方向スイッチ駆動回路において、
前記遮断手段（SW1…）は、前記第１ソース（S1）から前記電源（30）に至る経路の少なくとも一方の経路を遮断するスイッチング素子（SW3）と、前記第２ソース（S2）から前記電源（30）に至る経路の少なくとも一方の経路を遮断するスイッチング素子（SW2）と、を備えていることを特徴とする。
In addition, the fourth invention is
In the bidirectional switch drive circuit of the first invention,
The blocking means (SW1...) Includes a switching element (SW3) that blocks at least one path from the first source (S1) to the power source (30), and the power source from the second source (S2). And a switching element (SW2) that cuts off at least one of the routes to (30).
この構成により、第１及び第２電力供給部（40,50）には共通の電源である電源（30）により電力が供給される。そして、双方向スイッチ（10）がオフの際には、第１ソース（S1）から電源（30）に至る経路の少なくとも一方の経路と、第２ソース（S2）から電源（30）の少なくとも一方の経路に至る経路を遮断する。 With this configuration, power is supplied to the first and second power supply units (40, 50) by the power source (30) that is a common power source. When the bidirectional switch (10) is off, at least one of the paths from the first source (S1) to the power supply (30) and at least one of the second source (S2) to the power supply (30) Block the route leading to.
また、第５の発明は、
第１の発明の双方向スイッチ駆動回路において、
前記双方向スイッチ（10）は、オンオフの切り替えに正の電圧と負の電圧を使用し、
前記第１及び第２電力供給部（40,50）はそれぞれ、前記電源（30）の正側及び負側に接続されて、前記第１ソース（S1）を基準として前記正の電圧と負の電圧を出力し、
前記遮断手段（SW1…）は、前記第１電力供給部（40）から前記電源（30）の正側に至る経路を遮断するスイッチング素子（SW1）と、前記第１電力供給部（40）から前記電源（30）の負側に至る経路を遮断するスイッチング素子（SW4）とを備えていることを特徴とする。
In addition, the fifth invention,
In the bidirectional switch drive circuit of the first invention,
The bidirectional switch (10) uses a positive voltage and a negative voltage for switching on and off,
The first and second power supply units (40, 50) are connected to a positive side and a negative side of the power source (30), respectively, and the positive voltage and the negative are referenced with respect to the first source (S1). Output voltage,
The blocking means (SW1...) Includes a switching element (SW1) that blocks a path from the first power supply unit (40) to the positive side of the power source (30), and the first power supply unit (40). And a switching element (SW4) that cuts off a path leading to the negative side of the power supply (30).
この構成により、双方向スイッチ（10）は、第１及び第２電力供給部（40,50）が出力する正の電圧と負の電圧によって駆動される。そして、双方向スイッチ（10）がオフの際には、２つのスイッチング素子によって、第１電力供給部（40）から電源（30）の正側に至る経路、及び第１電力供給部（40）から電源（30）の負側に至る経路が遮断される。 With this configuration, the bidirectional switch (10) is driven by a positive voltage and a negative voltage output from the first and second power supply units (40, 50). When the bidirectional switch (10) is off, the path from the first power supply unit (40) to the positive side of the power source (30) and the first power supply unit (40) are switched by two switching elements. To the negative side of the power supply (30) is blocked.
また、第６の発明は、
第１から第５の発明の何れか１つの双方向スイッチ駆動回路において、
前記第１及び第２トランジスタ（10a,10b）は、ドレイン（D）を共有して同一半導体基板上に集積されていることを特徴とする。
In addition, the sixth invention,
In the bidirectional switch driving circuit according to any one of the first to fifth inventions,
The first and second transistors (10a, 10b) are integrated on the same semiconductor substrate sharing a drain (D).
この構成により、第１及び第２トランジスタ（10a,10b）が一体的に１つの半導体基板上に集積された、いわゆるデュアルゲート型のスイッチング素子によってスイッチングが行われる。 With this configuration, switching is performed by a so-called dual gate type switching element in which the first and second transistors (10a, 10b) are integrated on one semiconductor substrate.
また、第７の発明は、
単相又は多相の交流が入力され、該交流の各相に対応した複数の双方向スイッチ（10）と、前記双方向スイッチ（10）を駆動する双方向スイッチ駆動回路（1）とを備えて、入力された交流を所定の電圧及び所定の周波数の交流に変換するマトリックスコンバータであって、
それぞれの双方向スイッチ（10）は、第１及び第２トランジスタ（10a,10b）が直列にドレイン（D）側で接続されて形成されたものであり、
前記双方向スイッチ駆動回路（1）は、第１から第６の発明のうちの何れかであることを特徴とする。
In addition, the seventh invention,
A single-phase or multi-phase alternating current is input, and a plurality of bidirectional switches (10) corresponding to the respective phases of the alternating current and a bidirectional switch driving circuit (1) for driving the bidirectional switch (10) are provided. A matrix converter for converting the input alternating current into alternating current of a predetermined voltage and a predetermined frequency,
Each bidirectional switch (10) is formed by connecting first and second transistors (10a, 10b) in series on the drain (D) side,
The bidirectional switch drive circuit (1) is any one of the first to sixth inventions.
この構成により、第１から第５の発明のうちの何れかの双方向スイッチ駆動回路によって駆動された双方向スイッチ（10）が、入力された交流の各相を切り替えて出力する。これにより、所定の電圧及び所定の周波数の交流が出力される。 With this configuration, the bidirectional switch (10) driven by the bidirectional switch drive circuit according to any one of the first to fifth inventions switches and outputs each phase of the input alternating current. As a result, alternating current having a predetermined voltage and a predetermined frequency is output.
第１の発明によれば、１つの電源（30）によって、２つのゲート（G1,G2）を有した双方向スイッチ（10）を駆動することができる。すなわち、この双方向スイッチ駆動回路では、駆動するゲートが増えたことによる回路規模の増大を抑えつつ、双方向スイッチを駆動することが可能になる。 According to the first invention, the bidirectional switch (10) having two gates (G1, G2) can be driven by one power source (30). That is, in this bidirectional switch drive circuit, the bidirectional switch can be driven while suppressing an increase in circuit scale due to an increase in the number of gates to be driven.
また、第２の発明によれば、第１電力供給部（40）と第２電力供給部（50）の出力電圧の差が低減されるので、より精度よいタイミングで双方向スイッチ（10）のオンオフの制御が可能になる。 In addition, according to the second invention, since the difference in output voltage between the first power supply unit (40) and the second power supply unit (50) is reduced, the bidirectional switch (10) can be operated at a more accurate timing. On / off control is possible.
また、第３の発明によれば、スイッチング素子（SW1）のオンオフの基準電圧が電源（30）の負側と同電位であるので、該スイッチング素子（SW1）のオンオフの駆動を容易にできる。 According to the third aspect of the invention, since the reference voltage for on / off of the switching element (SW1) is the same potential as the negative side of the power supply (30), the on / off driving of the switching element (SW1) can be facilitated.
また、第４の発明によれば、第１ソース（S1）と第２ソース（S2）との間の短絡が防止される。 In addition, according to the fourth invention, a short circuit between the first source (S1) and the second source (S2) is prevented.
また、第５の発明によれば、２つのゲート（G1,G2）を有しオンオフの切り替えに正の電圧と負の電圧を使用する双方向スイッチ（10）を、１つの電源（30）によって駆動することができる。すなわち、この双方向スイッチ駆動回路では、駆動するゲートが増えたことによる回路規模の増大を抑えつつ、双方向スイッチを駆動することが可能になる。 According to the fifth aspect of the invention, the bidirectional switch (10) having two gates (G1, G2) and using a positive voltage and a negative voltage for on / off switching is provided by one power source (30). Can be driven. That is, in this bidirectional switch drive circuit, the bidirectional switch can be driven while suppressing an increase in circuit scale due to an increase in the number of gates to be driven.
また、第６の発明によれば、本構成の双方向スイッチ（10）により、双方向スイッチの小型化及び導通損失の低減も可能になる。 According to the sixth aspect of the present invention, the bidirectional switch (10) of this configuration can reduce the size of the bidirectional switch and reduce the conduction loss.
また、第７の発明によれば、本発明の双方向スイッチ駆動回路を用いたことにより、回路規模の増大を抑えつつ、マトリックスコンバータを構成することが可能になる。また、本構成の双方向スイッチ（10）により、導通損失の低減も可能になり、より効率のよいマトリックスコンバータを構成することが可能になる。 Further, according to the seventh invention, by using the bidirectional switch drive circuit of the present invention, it becomes possible to configure a matrix converter while suppressing an increase in circuit scale. In addition, the bidirectional switch (10) of this configuration can reduce conduction loss, and a more efficient matrix converter can be configured.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
《発明の実施形態１》
図１は、本発明の実施形態１に係る双方向スイッチ駆動回路（1）の構成を示すブロック図である。この双方向スイッチ駆動回路（1）は、双方向の電流を許容する双方向スイッチ（10）のオンオフの各状態を切り替えるための駆動電圧を出力する回路である。ここではまず、双方向スイッチ（10）の構成について説明し、その後、双方向スイッチ駆動回路（1）について説明する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a bidirectional switch drive circuit (1) according to
《双方向スイッチ（10）の構成》
本実施形態の双方向スイッチ（10）は、いわゆるデュアルゲート型スイッチング素子である。この双方向スイッチ（10）は、図２に構造を模式的に示すように、２つのゲート（第１及び第２ゲート（G1,G2））と２つのソース（第１及び第２ソース（S1,S2））を備えている。そして、第１ゲート（G1）と第２ゲート（G2）との間がドレイン（D）として機能する領域である。すなわち、この双方向スイッチ（10）は、ドレイン（D）を互いに共有した２つのトランジスタ（後述の図３に示す第１及び第２トランジスタ（10a,10b））が同一半導体基板上に集積されている。図２において、第１ゲート（G1）、第１ソース（S1）がそれぞれ第１トランジスタ（10a）のゲート及びソースである。また、第２ゲート（G2）、第２ソース（S2）がそれぞれ第２トランジスタ（10b）のゲート及びソースである。この構造を等価回路で示したのが図３である。図１の例では、第１及び第２ソース（S1,S2）は、端子（T1,T2）にそれぞれ接続され、端子（T1,T2）間の電流（例えば交流）のオンオフを切り替える。
<< Configuration of bidirectional switch (10) >>
The bidirectional switch (10) of the present embodiment is a so-called dual gate type switching element. As shown schematically in FIG. 2, the bidirectional switch (10) includes two gates (first and second gates (G1, G2)) and two sources (first and second sources (S1)). , S2)). A region between the first gate (G1) and the second gate (G2) functions as a drain (D). That is, the bidirectional switch (10) includes two transistors (first and second transistors (10a, 10b) shown in FIG. 3 described later) that share a drain (D) and are integrated on the same semiconductor substrate. Yes. In FIG. 2, the first gate (G1) and the first source (S1) are the gate and source of the first transistor (10a), respectively. The second gate (G2) and the second source (S2) are the gate and source of the second transistor (10b), respectively. FIG. 3 shows this structure with an equivalent circuit. In the example of FIG. 1, the first and second sources (S1, S2) are connected to the terminals (T1, T2), respectively, and switch on / off of current (for example, alternating current) between the terminals (T1, T2).
本実施形態では双方向スイッチ（10）に、ＳｉＣのようなワイドバンドギャップ半導体を主材料としたＪＦＥＴ構造を採用している。それゆえ、この双方向スイッチ（10）は、双方向、すなわち、第１ソース（S1）から第２ソース（S2）の方向、及び第２ソース（S2）から第１ソース（S1）の方向に電流を流すことができる。なお、本実施形態の双方向スイッチ（10）は、いわゆるノーマリオン型のスイッチング素子であり、例えばゲート電圧が０Ｖでオン状態、−１５Ｖでオフ状態になる。 In the present embodiment, the bidirectional switch (10) employs a JFET structure whose main material is a wide band gap semiconductor such as SiC. Therefore, this bidirectional switch (10) is bi-directional, ie, from the first source (S1) to the second source (S2) and from the second source (S2) to the first source (S1). Current can flow. The bidirectional switch (10) of the present embodiment is a so-called normally-on type switching element, and is turned on when the gate voltage is 0V and turned off when the gate voltage is −15V, for example.
なお、ここで双方向スイッチ（10）として採用したＪＦＥＴは例示である。その他にも逆方向に電流を流せ、且つ何れの電流方向においてもオンオフ制御が可能なトランジスタであれば、双方向スイッチ用のスイッチング素子として使用できる。具体的には、例えば、静電誘導トランジスタ（SIT：Static induction transistor）、金属半導体電界効果型トランジスタ（MESFＥＴ：Metal-Semiconductor Field-Effect-Transistor）、ヘテロ接合電界効果トランジスタ（HFET：Hetero junction Field Effect Transistor）、高電子移動度トランジスタ（HEMT：High Electron Mobility Transistor）等を採用することが可能である。 The JFET employed as the bidirectional switch (10) here is an example. In addition, any transistor can be used as a switching element for a bidirectional switch as long as it can flow a current in the reverse direction and can be turned on / off in any current direction. Specifically, for example, a static induction transistor (SIT), a metal-semiconductor field-effect transistor (MESFET), a heterojunction field-effect transistor (HFET) Transistors, high electron mobility transistors (HEMTs), and the like can be employed.
《双方向スイッチ駆動回路（1）の構成》
双方向スイッチ駆動回路（1）は、図１に示すように、第１ゲート駆動部（20）、第２ゲート駆動部（21）、電源（30）、第１電力供給部（40）、及び第２電力供給部（50）を備えている。
<< Configuration of bidirectional switch drive circuit (1) >>
As shown in FIG. 1, the bidirectional switch drive circuit (1) includes a first gate drive unit (20), a second gate drive unit (21), a power supply (30), a first power supply unit (40), and A second power supply unit (50) is provided.
〈第１及び第２ゲート駆動部（20,21）〉
第１ゲート駆動部（20）、及び第２ゲート駆動部（21）は、それぞれ、第１トランジスタ（10a）の第１ゲート（G1）、第２トランジスタ（10b）の第２ゲート（G2）を駆動する。これらのゲート駆動部（20,21）は、何れも同じ回路構成であり、２つの電源端子（T3,T4）と、駆動端子（T5）とを有している。この駆動端子（T5）には、図１に示すように、対応したトランジスタ（10a,10b）のゲート（G1,G2）がそれぞれ接続されている。そして、電源端子（T3）に印加された電圧をオン電圧として接続されたゲート（G1,G2）に印加（駆動）し、電源端子（T4）に印加された電圧をオフ電圧として印加（駆動）する。オン電圧及びオフ電圧の何れを印加するかは、これらのゲート駆動部（20,21）の外部から与えられた制御信号で切り替わる。
<First and second gate driver (20, 21)>
The first gate driver (20) and the second gate driver (21) have the first gate (G1) of the first transistor (10a) and the second gate (G2) of the second transistor (10b), respectively. To drive. These gate drive units (20, 21) have the same circuit configuration, and have two power supply terminals (T3, T4) and a drive terminal (T5). As shown in FIG. 1, the gates (G1, G2) of the corresponding transistors (10a, 10b) are connected to the drive terminal (T5), respectively. Then, the voltage applied to the power supply terminal (T3) is applied (driven) to the connected gates (G1, G2) as the ON voltage, and the voltage applied to the power supply terminal (T4) is applied (driven) as the OFF voltage. To do. Which of the on-voltage and the off-voltage is applied is switched by a control signal given from the outside of these gate drive units (20, 21).
〈電源（30）〉
電源（30）は、定電圧源（出力電圧（Vg1））である。この電源（30）は、第１及び第２電力供給部（40,50）に電力を供給する。
<Power supply (30)>
The power source (30) is a constant voltage source (output voltage (Vg1)). The power source (30) supplies power to the first and second power supply units (40, 50).
〈第１電力供給部（40）〉
第１電力供給部（40）は、スイッチング素子（SW1）、スイッチ制御部（41）、ダイオード（D1）、抵抗（R1）、及びコンデンサ（C2）を備え、コンデンサ（C2）が蓄積した電荷によって第１ゲート駆動部（20）に電力を供給する。具体的にはコンデンサ（C2）の正側（後述）が第１ゲート駆動部（20）の電源端子（T3）に接続され、この電源端子（T3）は第１ソース（S1）に接続されている。すなわち、電源端子（T3）には第１ソース（S1）と同電圧（０Ｖ）が印加され、第１ゲート駆動部（20）は、この電圧（０Ｖ）をオン電圧として第１ゲート（G1）に印加する。また、コンデンサ（C2）の負側（後述）は、第１ゲート駆動部（20）の電源端子（T4）に接続されている。すなわち、電源端子（T4）には負の電圧が印加され、第１ゲート駆動部（20）は、その負の電圧をオフ電圧として第１ゲート（G1）に印加する。例えば、コンデンサ（C2）の端子間の電圧が１５Ｖであれば、第１ゲート（G1）には第１ソース（S1）を基準として-１５Ｖのオフ電圧が印加される。
<First power supply unit (40)>
The first power supply unit (40) includes a switching element (SW1), a switch control unit (41), a diode (D1), a resistor (R1), and a capacitor (C2). By the charge accumulated in the capacitor (C2) Power is supplied to the first gate driver (20). Specifically, the positive side (described later) of the capacitor (C2) is connected to the power supply terminal (T3) of the first gate driver (20), and this power supply terminal (T3) is connected to the first source (S1). Yes. That is, the same voltage (0V) as that of the first source (S1) is applied to the power supply terminal (T3), and the first gate driver (20) uses the voltage (0V) as an ON voltage to turn on the first gate (G1). Apply to. The negative side (described later) of the capacitor (C2) is connected to the power supply terminal (T4) of the first gate drive unit (20). That is, a negative voltage is applied to the power supply terminal (T4), and the first gate driver (20) applies the negative voltage to the first gate (G1) as an off voltage. For example, if the voltage between the terminals of the capacitor (C2) is 15V, an off voltage of −15V is applied to the first gate (G1) with reference to the first source (S1).
上記のコンデンサ（C2）は、電源（30）によって充電される。具体的には、図１に示したように、コンデンサ（C2）の一方の端子が、抵抗（R1）、ダイオード（D1）、及びスイッチング素子（SW1）を介して電源（30）の負側に接続されている（つまり、この端子がコンデンサ（C2）の負側の端子である）。また、他方の端子が、双方向スイッチ（10）を介して電源（30）の正側に接続されている（つまり、この端子がコンデンサ（C2）の正側の端子である）。すなわち、抵抗（R1）、ダイオード（D1）、スイッチング素子（SW1）、及び双方向スイッチ（10）は、コンデンサ（C2）用の充電回路を構成しているのである。 The capacitor (C2) is charged by the power source (30). Specifically, as shown in FIG. 1, one terminal of the capacitor (C2) is connected to the negative side of the power supply (30) via a resistor (R1), a diode (D1), and a switching element (SW1). Connected (that is, this terminal is the negative terminal of the capacitor (C2)). The other terminal is connected to the positive side of the power supply (30) via the bidirectional switch (10) (that is, this terminal is the positive terminal of the capacitor (C2)). That is, the resistor (R1), the diode (D1), the switching element (SW1), and the bidirectional switch (10) constitute a charging circuit for the capacitor (C2).
この充電回路では、スイッチング素子（SW1）及び双方向スイッチ（10）がオンの場合に、図１に実線矢印で示した経路（充電経路）が形成され、その結果、コンデンサ（C2）が充電される。このスイッチング素子（SW1）のオンオフ制御は、スイッチ制御部（41）が、与えられた制御信号に応じて行う。より具体的には、スイッチ制御部（41）は、双方向スイッチ（10）がオン状態の場合にのみ、スイッチング素子（SW1）をオンに制御する。すなわち、スイッチング素子（SW1）は、第１ソース（S1）から第１電力供給部（40）を介して電源（30）に至る経路を遮断する機能を有し、本発明の遮断手段の一例である。 In this charging circuit, when the switching element (SW1) and the bidirectional switch (10) are on, the path (charge path) indicated by the solid line arrow in FIG. 1 is formed, and as a result, the capacitor (C2) is charged. The The on / off control of the switching element (SW1) is performed by the switch control unit (41) according to the given control signal. More specifically, the switch control unit (41) controls the switching element (SW1) to be turned on only when the bidirectional switch (10) is in the on state. That is, the switching element (SW1) has a function of blocking the path from the first source (S1) to the power source (30) via the first power supply unit (40), and is an example of the blocking unit of the present invention. is there.
上記の充電回路では、抵抗（R1）は、充電時の充電電流を調整する機能を有し、ダイオード（D1）は、スイッチング素子（SW1）に逆電圧が印加されないようにする機能を有している。そして、この充電回路では、電源（30）からコンデンサ（C2）までの経路（配線やダイオード（D1）や抵抗（R1）など）の影響で、コンデンサ（C2）には、電源（30）の出力電圧（Vg1）よりも降下した電圧が印加される。そのため、本実施形態では、コンデンサ（C2）の端子間の電圧は、電圧（Vc2）となっている。すなわち、この第１電力供給部（40）は、第１ソース（S1）を基準として、-Ｖｃ２の電圧（すなわち負の電圧）を、第１ゲート駆動部（20）の電源端子（T4）に印加する。 In the above charging circuit, the resistor (R1) has a function of adjusting the charging current during charging, and the diode (D1) has a function of preventing a reverse voltage from being applied to the switching element (SW1). Yes. In this charging circuit, the output from the power supply (30) is output to the capacitor (C2) due to the influence of the path (wiring, diode (D1), resistance (R1), etc.) from the power supply (30) to the capacitor (C2). A voltage lower than the voltage (Vg1) is applied. Therefore, in this embodiment, the voltage between the terminals of the capacitor (C2) is the voltage (Vc2). That is, the first power supply unit (40) applies a voltage of −Vc2 (that is, a negative voltage) to the power supply terminal (T4) of the first gate drive unit (20) with the first source (S1) as a reference. Apply.
〈第２電力供給部（50）〉
第２電力供給部（50）は、コンデンサ（C1）を備え、第２ゲート駆動部（21）に電力を供給する。コンデンサ（C1）は、電源（30）に並列接続されている。このコンデンサ（C1）には、電源（30）の電圧を平滑化する機能と、電源（30）と第２ゲート駆動部（21）の間の配線などに回り込んでくるノイズを低減させる働きがある。
<Second power supply unit (50)>
The second power supply unit (50) includes a capacitor (C1) and supplies power to the second gate drive unit (21). The capacitor (C1) is connected in parallel to the power source (30). This capacitor (C1) has the function of smoothing the voltage of the power supply (30) and the function of reducing noise that wraps around the wiring between the power supply (30) and the second gate drive unit (21). is there.
そして、コンデンサ（C1）は、電源（30）の正側に接続された端子が第２ゲート駆動部（21）の電源端子（T3）に接続され、その電源端子（T3）は第２ソース（S2）に接続されている。すなわち、第２ゲート駆動部（21）は、第２ソース（S2）と同電位（０Ｖ）をオン電圧として第２ゲート（G2）に印加する。 The capacitor (C1) has a terminal connected to the positive side of the power supply (30) connected to the power supply terminal (T3) of the second gate driver (21), and the power supply terminal (T3) is connected to the second source (T3). Connected to S2). That is, the second gate driver (21) applies the same potential (0 V) as that of the second source (S2) to the second gate (G2) as an ON voltage.
また、コンデンサ（C1）は、電源（30）の負側に接続された端子が、第２ゲート駆動部（21）の電源端子（T4）に接続されている。すなわち、第２ゲート駆動部（21）は、負の電圧をオフ電圧として第２ゲート（G2）に印加することになる。例えば、コンデンサ（C1）の端子間の電圧が１５Ｖであれば、第２ゲート（G2）には第２ソース（S2）を基準として-１５Ｖのオフ電圧が印加される。本実施形態では、電源（30）からコンデンサ（C1）までの経路（配線）の影響で、コンデンサ（C1）には、電源（30）の出力電圧（Vg1）よりも降下した電圧が印加される。そのため、本実施形態では、コンデンサ（C1）の端子間の電圧は、電圧（Vc2）となっている。すなわち、この第２電力供給部（50）は、第２ソース（S2）を基準として、-Ｖｃ２の電圧（すなわち負の電圧）を、第２ゲート駆動部（21）の電源端子（T4）に印加する。 The capacitor (C1) has a terminal connected to the negative side of the power supply (30) connected to the power supply terminal (T4) of the second gate drive unit (21). That is, the second gate driver (21) applies a negative voltage to the second gate (G2) as an off voltage. For example, if the voltage between the terminals of the capacitor (C1) is 15V, an off voltage of −15V is applied to the second gate (G2) with reference to the second source (S2). In this embodiment, a voltage lower than the output voltage (Vg1) of the power supply (30) is applied to the capacitor (C1) due to the influence of the path (wiring) from the power supply (30) to the capacitor (C1). . Therefore, in this embodiment, the voltage between the terminals of the capacitor (C1) is the voltage (Vc2). That is, the second power supply unit (50) applies a voltage of −Vc2 (that is, a negative voltage) to the power supply terminal (T4) of the second gate drive unit (21) with the second source (S2) as a reference. Apply.
《双方向スイッチ駆動回路（1）の動作》
〈初期動作〉
双方向スイッチ駆動回路（1）の動作開始時は、第１電力供給部（40）のコンデンサ（C2）は充電されていない状態である。そのため、第１及び第２ゲート駆動部（20,21）がそれぞれ双方向スイッチ（10）に印加する電圧は０Ｖである。双方向スイッチ（10）は、いわゆるノーマリオン型のスイッチング素子なので、この時点ではオンになっている。
<Operation of bidirectional switch drive circuit (1)>
<Initial operation>
At the start of the operation of the bidirectional switch drive circuit (1), the capacitor (C2) of the first power supply unit (40) is not charged. Therefore, the voltage applied to the bidirectional switch (10) by the first and second gate drivers (20, 21) is 0V. Since the bidirectional switch (10) is a so-called normally-on type switching element, it is turned on at this point.
ここで、スイッチ制御部（41）は、双方向スイッチ（10）がオンなので、スイッチング素子（SW1）をオンにする。スイッチング素子（SW1）がオンになると、図１に実線の矢印で示した経路が形成され、コンデンサ（C2）の両端には、スイッチング素子（SW1）、ダイオード（D1）、抵抗（R1）を介して、電源（30）によって電圧が印加される。これにより、コンデンサ（C2）に電荷が蓄積され、コンデンサ（C2）は、第１ゲート駆動部（20）に電力を供給する。一方、第２電力供給部（50）は、電源（30）の出力を平滑化して第２ゲート駆動部（21）に供給する。 Here, the switch controller (41) turns on the switching element (SW1) because the bidirectional switch (10) is on. When the switching element (SW1) is turned on, a path indicated by a solid arrow in FIG. 1 is formed, and the capacitor (C2) is connected to both ends via a switching element (SW1), a diode (D1), and a resistor (R1). Then, a voltage is applied by the power source (30). As a result, charges are accumulated in the capacitor (C2), and the capacitor (C2) supplies power to the first gate driver (20). On the other hand, the second power supply unit (50) smoothes the output of the power source (30) and supplies it to the second gate drive unit (21).
〈双方向スイッチ（10）をオンからオフに切り替える場合〉
双方向スイッチ（10）をオンからオフに切り替えるには、まずスイッチング素子（SW1）をオフにする。この双方向スイッチ駆動回路（1）では、スイッチ制御部（41）がスイッチング素子（SW1）を制御してこれをオフにする。このようにスイッチング素子（SW1）をオフにするのは、第１ソース（S1）側が第２ソース（S2）側よりも電位が高い場合に、図１に実線矢印で示した経路（すなわち、充電経路）を介して、第１及び第２ソース（S1,S2）間が導通するからである。
<When switching the bidirectional switch (10) from on to off>
To switch the bidirectional switch (10) from on to off, first the switching element (SW1) is turned off. In this bidirectional switch drive circuit (1), the switch controller (41) controls the switching element (SW1) to turn it off. The switching element (SW1) is turned off in this way when the potential on the first source (S1) side is higher than that on the second source (S2) side (in other words, charging) This is because the first and second sources (S1, S2) conduct through the path).
双方向スイッチ駆動回路（1）では、スイッチング素子（SW1）がオフになった後に、第１及び第２ゲート駆動部（20,21）は、双方向スイッチ（10）のそれぞれのゲート（G1,G2）に、オフ電圧を印加する。具体的には、第１ゲート駆動部（20）は、コンデンサ（C2）から電力を供給されて、第１ソース（S1）を基準とした電圧（-Ｖｃ２）を、第１ゲート（G1）に印加する。これにより、コンデンサ（C2）に蓄積されていた電荷が消費されてゆく。一方、第２ゲート駆動部（21）は、第２電力供給部（50）に電力を供給されて、第２ソース（S2）を基準とした電圧（−Ｖｃ１）を、第２ゲート（G2）に印加する。第１及び第２ゲート（G1,G2）にオフ電圧が印加されると、双方向スイッチ（10）がオフになる。 In the bidirectional switch drive circuit (1), after the switching element (SW1) is turned off, the first and second gate drive units (20, 21) are connected to the respective gates (G1, G1, G) of the bidirectional switch (10). Apply an off voltage to G2). Specifically, the first gate driver (20) is supplied with power from the capacitor (C2), and supplies a voltage (−Vc2) with the first source (S1) as a reference to the first gate (G1). Apply. As a result, the electric charge accumulated in the capacitor (C2) is consumed. On the other hand, the second gate drive unit (21) is supplied with power to the second power supply unit (50), and supplies the voltage (−Vc1) with the second source (S2) as a reference to the second gate (G2). Apply to. When the off voltage is applied to the first and second gates (G1, G2), the bidirectional switch (10) is turned off.
〈双方向スイッチ（10）をオフからオンに切り替える場合〉
双方向スイッチ（10）をオフからオンに切り替えるには、まず、第１及び第２ゲート駆動部（20,21）が、双方向スイッチ（10）のそれぞれのゲート（G1,G2）に、オン電圧を印加する。具体的には、第１ゲート駆動部（20）が、第１ソース（S1）を基準として、オン電圧（０Ｖ）を第１ゲート（G1）に印加する。また、第２ゲート駆動部（21）が、第２ソース（S2）を基準として、オン電圧（０Ｖ）を第２ゲート（G2）に印加する。これにより、双方向スイッチ（10）がオンになる。
<When switching the bidirectional switch (10) from off to on>
To switch the bidirectional switch (10) from off to on, first, the first and second gate drivers (20, 21) are turned on to the respective gates (G1, G2) of the bidirectional switch (10). Apply voltage. Specifically, the first gate driver (20) applies an on-voltage (0V) to the first gate (G1) with the first source (S1) as a reference. The second gate driver (21) applies an on-voltage (0V) to the second gate (G2) with the second source (S2) as a reference. This turns on the bidirectional switch (10).
双方向スイッチ（10）がオンになると、この双方向スイッチ駆動回路（1）では、スイッチ制御部（41）がスイッチング素子（SW1）をオンにする。これにより、前記の充電経路が再び形成され、コンデンサ（C2）が充電される。 When the bidirectional switch (10) is turned on, in the bidirectional switch drive circuit (1), the switch control unit (41) turns on the switching element (SW1). Thereby, the charging path is formed again, and the capacitor (C2) is charged.
《実施形態１における効果》
以上のように、本実施形態の双方向スイッチ駆動回路（1）では、１つの定電圧源（電源（30））によって、２つのゲート（G1,G2）を有した双方向スイッチ（10）を駆動することができる。すなわち、この双方向スイッチ駆動回路（1）では、駆動するゲートが増えたことによる回路規模の増大を抑えつつ、双方向スイッチを駆動することが可能になる。そして、この双方向スイッチ駆動回路（1）では、スイッチング素子（SW1）のオンオフの基準電圧が電源（30）の負側と同電位であるので、該スイッチング素子（SW1）のオンオフの駆動を容易にできる。
<< Effect in
As described above, in the bidirectional switch drive circuit (1) of the present embodiment, the bidirectional switch (10) having two gates (G1, G2) is provided by one constant voltage source (power source (30)). Can be driven. That is, in this bidirectional switch drive circuit (1), it is possible to drive the bidirectional switch while suppressing an increase in circuit scale due to an increase in the number of gates to be driven. In this bidirectional switch drive circuit (1), since the reference voltage for on / off of the switching element (SW1) is the same potential as the negative side of the power supply (30), it is easy to drive the on / off of the switching element (SW1). Can be.
《実施形態１の変形例１》
図４は、実施形態１の変形例１に係る双方向スイッチ駆動回路の構成を示すブロック図である。本変形例の双方向スイッチ駆動回路は、実施形態１の双方向スイッチ駆動回路（1）に、電源（30）の負側からコンデンサ（C1）に至る経路に、直列接続された３つのダイオード（D2）を追加したものである。これらダイオード（D2）は、コンデンサ（C1）に印加される電圧、すなわち、第２ゲート駆動部（21）に供給される電圧を、上記電圧（Vc1）よりもさらに降下させる。すなわち、これらのダイオード（D2）は、本発明の電圧降下手段の一例である。
<<
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a bidirectional switch drive circuit according to the first modification of the first embodiment. The bidirectional switch drive circuit according to the present modification includes three diodes (in series) connected to the bidirectional switch drive circuit (1) of the first embodiment along the path from the negative side of the power supply (30) to the capacitor (C1). D2) is added. These diodes (D2) further drop the voltage applied to the capacitor (C1), that is, the voltage supplied to the second gate driver (21), from the voltage (Vc1). That is, these diodes (D2) are an example of the voltage drop means of the present invention.
このように、電圧降下手段を設けることで、電圧（Vc1）が電圧（Vc2）よりも高い場合に、これらの差を低減できる。電圧（Vc1）と電圧（Vc2）との差を低減できれば、第１ゲート駆動部（20）、第２ゲート駆動部（21）のそれぞれが出力する駆動電圧の差も小さくなり、より精度よいタイミングで双方向スイッチ（10）のオンオフの制御が可能になる。これは、高速なスイッチング動作が要求されるコンバータ回路などに、双方向スイッチ（10）を応用した場合に有用である。》
《実施形態１の変形例２》
図５は、実施形態１の変形例２に係る双方向スイッチ駆動回路（2）の構成を示すブロック図である。本変形例の双方向スイッチ駆動回路（2）は、遮断手段（実施形態１ではスイッチング素子（SW1）が該当する）の構成が実施形態１と異なっている。
Thus, by providing the voltage drop means, when the voltage (Vc1) is higher than the voltage (Vc2), these differences can be reduced. If the difference between the voltage (Vc1) and the voltage (Vc2) can be reduced, the difference in the drive voltage output from each of the first gate drive unit (20) and the second gate drive unit (21) also becomes smaller, and more accurate timing is achieved. The bi-directional switch (10) can be controlled on and off. This is useful when the bidirectional switch (10) is applied to a converter circuit that requires high-speed switching operation. >>
<<
FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of the bidirectional switch drive circuit (2) according to the second modification of the first embodiment. The bidirectional switch drive circuit (2) of the present modification is different from that of the first embodiment in the configuration of the blocking means (which corresponds to the switching element (SW1) in the first embodiment).
この変形例では、第１電力供給部（40）にはスイッチング素子（SW1）を設けていない。その代わりに、第２ソース（S2）から第２電力供給部（50）を介して電源（30）に至る経路を遮断するスイッチング素子（SW2）を、第２電力供給部（50）に設けている。すなわち、本変形例では、このスイッチング素子（SW2）が、本発明の遮断手段の一例である。 In this modification, the first power supply unit (40) is not provided with the switching element (SW1). Instead, a switching element (SW2) that cuts off the path from the second source (S2) to the power source (30) via the second power supply unit (50) is provided in the second power supply unit (50). Yes. That is, in the present modification, this switching element (SW2) is an example of the blocking means of the present invention.
この変形例２では、双方向スイッチ（10）及びスイッチング素子（SW2）がオンの場合に、図５に実線矢印で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C2）が充電される。そして、この変形例２でも、双方向スイッチ（10）オンのときにのみスイッチング素子（SW2）をオンにすれば、実施形態１の双方向スイッチ駆動回路と同様に、第１ソース（S1）側が第２ソース（S2）側よりも電位が高い場合に、充電経路を介して、第１及び第２ソース（S1,S2）間が導通しないようにできる。 In the second modification, when the bidirectional switch (10) and the switching element (SW2) are on, a charging path indicated by a solid line arrow in FIG. 5 is formed, and the capacitor (C2) is charged. In the second modification as well, if the switching element (SW2) is turned on only when the bidirectional switch (10) is turned on, the first source (S1) side becomes the same as in the bidirectional switch drive circuit of the first embodiment. When the potential is higher than that of the second source (S2), the first and second sources (S1, S2) can be prevented from conducting via the charging path.
《実施形態１の変形例３》
図６は、実施形態１の変形例３に係る双方向スイッチ駆動回路（3）の構成を示すブロック図である。この変形例３は、第１及び第２電力供給部（40,50）の構成が実施形態１のものとは異なっている。
<<
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a bidirectional switch drive circuit (3) according to the third modification of the first embodiment. In the third modification, the configurations of the first and second power supply units (40, 50) are different from those in the first embodiment.
〈本変形例の第１電力供給部（40）〉
変形例３の第１電力供給部（40）は、スイッチング素子（SW3）、スイッチ制御部（41）、ダイオード（D1）、抵抗（R1）、及びコンデンサ（C2）を備え、コンデンサ（C2）が蓄積した電荷によって第１ゲート駆動部（20）に電力を供給する。そのためこの変形例でも、コンデンサ（C2）の一方の端子は第１ゲート駆動部（20）の電源端子（T3）に接続され、もう一方の端子は第１ゲート駆動部（20）の電源端子（T4）に接続されている。
<First power supply unit (40) of this modification>
The first power supply unit (40) of
また、この変形例でも、コンデンサ（C2）は、電源（30）によって充電されるようになっている。具体的には、図６に示したように、コンデンサ（C2）の一端が、抵抗（R1）、及びダイオード（D1）を介して電源（30）の負側に接続され、他の一端がスイッチング素子（SW3）を介して電源（30）の正側に接続されている。すなわち、抵抗（R1）、ダイオード（D1）、及びスイッチング素子（SW3）は、コンデンサ（C2）用の充電回路を構成している。 Also in this modification, the capacitor (C2) is charged by the power supply (30). Specifically, as shown in FIG. 6, one end of the capacitor (C2) is connected to the negative side of the power supply (30) via the resistor (R1) and the diode (D1), and the other end is switched. It is connected to the positive side of the power supply (30) via the element (SW3). That is, the resistor (R1), the diode (D1), and the switching element (SW3) constitute a charging circuit for the capacitor (C2).
この充電回路では、スイッチング素子（SW3）がオンの場合に、図６の上方に実線矢印で示した経路（充電経路）が形成され、その結果、コンデンサ（C2）が充電される。この充電回路でも、スイッチ制御部（41）が、スイッチング素子（SW3）のオン及びオフを制御するようになっている。より具体的には、スイッチ制御部（41）は、双方向スイッチ（10）がオン状態の場合にのみ、スイッチング素子（SW3）をオンに制御する。 In this charging circuit, when the switching element (SW3) is on, a path (charging path) indicated by a solid line arrow is formed above FIG. 6, and as a result, the capacitor (C2) is charged. Also in this charging circuit, the switch control unit (41) controls on and off of the switching element (SW3). More specifically, the switch control unit (41) controls the switching element (SW3) to be turned on only when the bidirectional switch (10) is in the on state.
なお、抵抗（R1）は、充電時の充電電流を調整する機能を有し、ダイオード（D1）は、スイッチング素子（SW2,SW4）に逆電圧が印加されないようにする機能を有している。そして、この充電回路では、電源（30）からコンデンサ（C2）までの経路（配線やダイオード（D1）や抵抗（R1）など）の影響で、コンデンサ（C2）には、電源（30）の出力電圧（Vg1）よりも降下した電圧が印加され、コンデンサ（C2）の両端の電圧は電圧（Vc2）となっている。すなわち、第１電力供給部（40）は、第１ソース（S1）を基準として、-Ｖｃ２の電圧で第１ゲート駆動部（20）に電力を供給する。 The resistor (R1) has a function of adjusting a charging current during charging, and the diode (D1) has a function of preventing a reverse voltage from being applied to the switching elements (SW2, SW4). In this charging circuit, the output from the power supply (30) is output to the capacitor (C2) due to the influence of the path (wiring, diode (D1), resistance (R1), etc.) from the power supply (30) to the capacitor (C2). A voltage lower than the voltage (Vg1) is applied, and the voltage across the capacitor (C2) is the voltage (Vc2). That is, the first power supply unit (40) supplies power to the first gate driving unit (20) at a voltage of −Vc2 with the first source (S1) as a reference.
〈本変形例の第２電力供給部（50）〉
この変形例３では、第１電力供給部（40）と第２電力供給部（50）は、同じ構成である。具体的には、第２電力供給部（50）では、図６に示すように、コンデンサ（C1）が第１電力供給部（40）のコンデンサ（C2）に対応し、スイッチング素子（SW2）が第１電力供給部（40）のスイッチング素子（SW3）に対応している。
<Second power supply unit (50) of this modification>
In the third modification, the first power supply unit (40) and the second power supply unit (50) have the same configuration. Specifically, in the second power supply unit (50), as shown in FIG. 6, the capacitor (C1) corresponds to the capacitor (C2) of the first power supply unit (40), and the switching element (SW2) It corresponds to the switching element (SW3) of the first power supply unit (40).
上記の構成では、スイッチング素子（SW3）は、第１ソース（S1）から第１電力供給部（40）を介して電源（30）に至る経路を遮断する機能を有している。一方、スイッチング素子（SW2）は、第２ソース（S2）から第２電力供給部（50）を介して電源（30）に至る経路を遮断する機能を有している。すなわち、スイッチング素子（SW2,SW3）は、本発明の遮断手段の一例である。 In the above configuration, the switching element (SW3) has a function of blocking the path from the first source (S1) to the power source (30) via the first power supply unit (40). On the other hand, the switching element (SW2) has a function of blocking a path from the second source (S2) to the power source (30) via the second power supply unit (50). That is, the switching elements (SW2, SW3) are an example of the blocking means of the present invention.
《本変形例の動作》
〈初期動作〉
本変形例に係る双方向スイッチ駆動回路（3）の動作開始時は、第１電力供給部（40）のコンデンサ（C2）は充電されていない状態である。そのため、第１及び第２ゲート駆動部（20,21）がそれぞれ双方向スイッチ（10）に印加する電圧は０Ｖである。双方向スイッチ（10）は、いわゆるノーマリオン型のスイッチング素子なので、この時点ではオンになっている。
<Operation of this modification>
<Initial operation>
At the start of the operation of the bidirectional switch drive circuit (3) according to this modification, the capacitor (C2) of the first power supply unit (40) is not charged. Therefore, the voltage applied to the bidirectional switch (10) by the first and second gate drivers (20, 21) is 0V. Since the bidirectional switch (10) is a so-called normally-on type switching element, it is turned on at this point.
ここで、スイッチ制御部（41）は、双方向スイッチ（10）がオンなので、２つのスイッチング素子（SW2,SW3）をオンにする。スイッチング素子（SW3）がオンになると、図６に実線矢印で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C2）の両端には、ダイオード（D1）、抵抗（R1）を介して電源（30）の電圧が印加される。これにより、コンデンサ（C2）に電荷が蓄積され、コンデンサ（C2）は、第１ゲート駆動部（20）に電力を供給する。 Here, the switch controller (41) turns on the two switching elements (SW2, SW3) because the bidirectional switch (10) is on. When the switching element (SW3) is turned on, a charging path indicated by a solid arrow in FIG. 6 is formed, and a capacitor (C2) is connected to both ends of the power supply (30) via a diode (D1) and a resistor (R1). A voltage is applied. As a result, charges are accumulated in the capacitor (C2), and the capacitor (C2) supplies power to the first gate driver (20).
また、スイッチング素子（SW2）がオンになると、図６に実線矢印で示した経路が形成され、コンデンサ（C1）の両端には、ダイオード（D1）、抵抗（R1）を介して電源（30）の電圧が印加される。これにより、コンデンサ（C1）に電荷が蓄積され、コンデンサ（C1）は、第２ゲート駆動部（21）に電力を供給する。 When the switching element (SW2) is turned on, a path indicated by a solid line arrow in FIG. 6 is formed, and a power source (30) is connected to both ends of the capacitor (C1) via a diode (D1) and a resistor (R1). Is applied. Thereby, electric charges are accumulated in the capacitor (C1), and the capacitor (C1) supplies electric power to the second gate driving unit (21).
〈双方向スイッチ（10）をオンからオフに切り替える場合〉
双方向スイッチ（10）をオンからオフに切り替えるには、まずスイッチング素子（SW2,SW3）をオフにする。この双方向スイッチ駆動回路（3）では、スイッチ制御部（41）がこれらのスイッチング素子（SW2,SW3）を制御してこれらをオフにする。このようにこれらのスイッチング素子（SW2,SW3）をオフにするのは、これらのスイッチング素子（SW2,SW3）がオンの場合には、図６に示したそれぞれの充電経路を介して、第１及び第２ソース（S1,S2）間が導通するからである。
<When switching the bidirectional switch (10) from on to off>
To switch the bidirectional switch (10) from on to off, the switching elements (SW2, SW3) are first turned off. In the bidirectional switch drive circuit (3), the switch control unit (41) controls these switching elements (SW2, SW3) to turn them off. The switching elements (SW2, SW3) are turned off in this way when the switching elements (SW2, SW3) are turned on through the first charging paths shown in FIG. This is because the second source (S1, S2) conducts.
この変形例でも、スイッチング素子（SW2,SW3）の両方がオフになった後に、第１及び第２ゲート駆動部（20,21）は、双方向スイッチ（10）のそれぞれのゲート（G1,G2）に、オフ電圧を印加する。具体的には、第１ゲート駆動部（20）は、コンデンサ（C2）から電力を供給されて、第１ソース（S1）を基準とした電圧（-Ｖｃ２）を、第１ゲート（G1）に印加する。これにより、コンデンサ（C2）に蓄積されていた電荷が消費されてゆく。一方、第２ゲート駆動部（21）は、コンデンサ（C1）から電力を供給されて、第２ソース（S2）を基準とした電圧（−Ｖｃ１）を、第２ゲート（G2）に印加する。以上により、双方向スイッチ（10）がオフになる。 Also in this modification, after both switching elements (SW2, SW3) are turned off, the first and second gate driving units (20, 21) are connected to the respective gates (G1, G2) of the bidirectional switch (10). ) Is applied with an off-voltage. Specifically, the first gate driver (20) is supplied with power from the capacitor (C2), and supplies a voltage (−Vc2) with the first source (S1) as a reference to the first gate (G1). Apply. As a result, the electric charge accumulated in the capacitor (C2) is consumed. On the other hand, the second gate driver (21) is supplied with power from the capacitor (C1) and applies a voltage (−Vc1) with the second source (S2) as a reference to the second gate (G2). As a result, the bidirectional switch (10) is turned off.
〈双方向スイッチ（10）をオフからオンに切り替える場合〉
双方向スイッチ（10）をオフからオンに切り替えるには、まず、第１及び第２ゲート駆動部（20,21）が、双方向スイッチ（10）のそれぞれのゲート（G1,G2）に、オン電圧を印加する。具体的には、第１ゲート駆動部（20）が、第１ソース（S1）を基準として、オン電圧（０Ｖ）を第１ゲート（G1）に印加する。また、第２ゲート駆動部（21）が、第２ソース（S2）を基準として、オン電圧（０Ｖ）を第２ゲート（G2）に印加する。これにより、双方向スイッチ（10）がオンになる。
<When switching the bidirectional switch (10) from off to on>
To switch the bidirectional switch (10) from off to on, first, the first and second gate drivers (20, 21) are turned on to the respective gates (G1, G2) of the bidirectional switch (10). Apply voltage. Specifically, the first gate driver (20) applies an on-voltage (0V) to the first gate (G1) with the first source (S1) as a reference. The second gate driver (21) applies an on-voltage (0V) to the second gate (G2) with the second source (S2) as a reference. This turns on the bidirectional switch (10).
双方向スイッチ（10）がオンになると、この双方向スイッチ駆動回路（3）では、スイッチ制御部（41）が、２つのスイッチング素子（SW2,SW3）をオンにする。これにより、前記の充電経路が再び形成され、それぞれ電力供給部（40,50）のコンデンサ（C1,C2）が充電される。 When the bidirectional switch (10) is turned on, in the bidirectional switch drive circuit (3), the switch control unit (41) turns on the two switching elements (SW2, SW3). As a result, the charging path is formed again, and the capacitors (C1, C2) of the power supply units (40, 50) are charged.
《本変形例における効果》
本変形例では、第１及び第２電力供給部（40,50）を同一の回路構成にできるので、第１ゲート（G1）の駆動電圧（Vc1）と、第２ゲート（G2）の駆動電圧（Vc2）との差を低減できる。そして、実施形態１の双方向スイッチ駆動回路（1）と同様に、電源（30）が第１及び第２電力供給部（40,50）に共用されているので、駆動するゲートが増えたことによる回路規模の増大を抑えることが可能になる。
<< Effect in this modification >>
In this modification, the first and second power supply units (40, 50) can have the same circuit configuration, so the drive voltage (Vc1) of the first gate (G1) and the drive voltage of the second gate (G2) The difference from (Vc2) can be reduced. As in the bidirectional switch driving circuit (1) of the first embodiment, the power source (30) is shared by the first and second power supply units (40, 50), so that the number of gates to be driven is increased. It is possible to suppress an increase in the circuit scale due to.
《発明の実施形態２》
図７は、本発明の実施形態２に係る双方向スイッチ駆動回路（4）の構成を示すブロック図である。この双方向スイッチ駆動回路（4）は、実施形態１等の双方向スイッチ駆動回路とは異なり、オンオフの制御に、正及び負の電源を必要とする双方向スイッチ（10）を駆動する。本実施形態の双方向スイッチ（10）は、例えば、３Ｖでオンになり、−１５Ｖでオフになる。
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FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the bidirectional switch drive circuit (4) according to the second embodiment of the present invention. The bidirectional switch drive circuit (4) is different from the bidirectional switch drive circuit of the first embodiment and the like, and drives the bidirectional switch (10) that requires positive and negative power supplies for on / off control. For example, the bidirectional switch (10) of the present embodiment is turned on at 3V and turned off at -15V.
具体的に本実施形態の双方向スイッチ駆動回路（4）は、第１及び第２ゲート駆動部（20,21）、電源（30）、第１電力供給部（60）、及び第２電力供給部（61）を備えている。 Specifically, the bidirectional switch drive circuit (4) of the present embodiment includes a first and second gate drive unit (20, 21), a power source (30), a first power supply unit (60), and a second power supply. Part (61).
〈第１電力供給部（60）〉
第１電力供給部（60）は、コンデンサ（C3）、コンデンサ（C4）、ダイオード（D3）、ダイオード（D4）、ダイオード（D5）、抵抗（R2）、スイッチング素子（SW4）、及びスイッチング素子（SW5）を備え、それぞれのコンデンサ（C3,C4）が蓄積した電荷によって第１ゲート駆動部（20）に電力を供給する。
<First power supply unit (60)>
The first power supply unit (60) includes a capacitor (C3), a capacitor (C4), a diode (D3), a diode (D4), a diode (D5), a resistor (R2), a switching element (SW4), and a switching element ( SW5), and supplies electric power to the first gate driver (20) by the electric charges accumulated in the capacitors (C3, C4).
詳しくは、この第１電力供給部（60）では、コンデンサ（C3）とコンデンサ（C4）は直列接続されており、直列状態で正側（後述）となる方の端子（図７におけるコンデンサ（C4）の下側の端子）が第１ゲート駆動部（20）の電源端子（T3）に接続され、負側（後述）となる方の端子（図７におけるコンデンサ（C3）の上側の端子）が電源端子（T4）に接続されている。また、コンデンサ（C3）とコンデンサ（C4）との接続点（接続点（N1））は第１ソース（S1）に接続されている。この接続により、コンデンサ（C4）は、第１ソース（S1）を基準として正の電圧を電源端子（T3）に印加し、第１ゲート駆動部（20）はその正の電圧をオン電圧として第１ゲート（G1）に印加する。また、コンデンサ（C3）は、第１ソース（S1）を基準として負の電圧を電源端子（T4）に印加し、第１ゲート駆動部（20）はその負の電圧をオフ電圧として第１ゲート（G1）に印加する。 Specifically, in the first power supply unit (60), the capacitor (C3) and the capacitor (C4) are connected in series, and the terminal on the positive side (described later) in the series state (the capacitor (C4 in FIG. 7) ) Is connected to the power supply terminal (T3) of the first gate drive unit (20), and the terminal on the negative side (described later) (the terminal on the upper side of the capacitor (C3) in FIG. 7) is Connected to the power supply terminal (T4). A connection point (connection point (N1)) between the capacitor (C3) and the capacitor (C4) is connected to the first source (S1). With this connection, the capacitor (C4) applies a positive voltage to the power supply terminal (T3) with the first source (S1) as a reference, and the first gate driver (20) uses the positive voltage as the ON voltage. Applied to 1 gate (G1). The capacitor (C3) applies a negative voltage to the power supply terminal (T4) with the first source (S1) as a reference, and the first gate driver (20) uses the negative voltage as an off-voltage for the first gate. Apply to (G1).
これらのコンデンサ（C3,C4）は、電源（30）によって充電されるようになっている。具体的には、図７に示したように、コンデンサ（C3）は、接続点（N1）とは反対側の端子が、ダイオード（D5）とスイッチング素子（SW4）を介して電源（30）の負側に接続されている（すなわち、この端子が直列状態の負側である）。また、コンデンサ（C4）は、接続点（N1）とは反対側の端子が、抵抗（R2）、ダイオード（D3）、スイッチング素子（SW5）を介して電源（30）の正側に接続されている（すなわち、この端子が直列状態の正側である）。すなわち、ダイオード（D3）、ダイオード（D5）、抵抗（R2）、スイッチング素子（SW4）、及びスイッチング素子（SW5）は、コンデンサ（C3,C4）用の充電回路を構成している。 These capacitors (C3, C4) are charged by a power source (30). Specifically, as shown in FIG. 7, the capacitor (C3) has a terminal on the opposite side to the connection point (N1) of the power source (30) via the diode (D5) and the switching element (SW4). Connected to the negative side (ie, this terminal is the negative side in series). The capacitor (C4) is connected to the positive side of the power supply (30) via the resistor (R2), diode (D3), and switching element (SW5). (Ie, this terminal is the positive side of the series state). That is, the diode (D3), the diode (D5), the resistor (R2), the switching element (SW4), and the switching element (SW5) constitute a charging circuit for the capacitors (C3, C4).
この充電回路では、スイッチング素子（SW4）及びスイッチング素子（SW5）がオンの場合に、図７に実線矢印で示した経路（充電経路）が形成され、その結果、これらのコンデンサ（C3,C4）が充電される。これらのスイッチング素子（SW4,SW5）のオンオフ制御は、スイッチ制御部（41）が与えられた制御信号に応じて行う。より具体的には、スイッチ制御部（41）は、後述するように、初期動作時にコンデンサ（C3,C4）を充電する場合を除き、双方向スイッチ（10）がオン状態の場合にのみ、スイッチング素子（SW4,SW5）をオンに制御する。すなわち、これらのスイッチング素子（SW4,SW5）は、第１ソース（S1）から第１電力供給部（60）を介して電源（30）に至る経路を遮断する機能を有し、本発明の遮断手段の一例である。 In this charging circuit, when the switching element (SW4) and the switching element (SW5) are on, a path (charge path) indicated by a solid line arrow in FIG. 7 is formed, and as a result, these capacitors (C3, C4) Is charged. On / off control of these switching elements (SW4, SW5) is performed according to a control signal provided by the switch control unit (41). More specifically, as will be described later, the switch control unit (41) switches only when the bidirectional switch (10) is in the ON state, except when charging the capacitors (C3, C4) during initial operation. The elements (SW4, SW5) are controlled to be turned on. That is, these switching elements (SW4, SW5) have a function of cutting off the path from the first source (S1) to the power source (30) via the first power supply unit (60), and the blocking of the present invention. It is an example of a means.
上記の充電回路では、抵抗（R2）は、充電時の充電電流を調整する機能を有し、ダイオード（D3）及びダイオード（D5）は、スイッチング素子（SW4,SW5）に逆電圧が印加されないようにする機能を有している。なお、ダイオード（D4）は、コンデンサ（C4）の出力電圧を一定にするために設けてある。そして、この充電回路によってコンデンサ（C3）が電圧（Vc4）に充電され、コンデンサ（C4）が電圧（Vc2）に充電されるもとすると、接続点（N1）を電圧の基準（すなわち第１ソース（S1）を基準）とすれば、コンデンサ（C4）が正の電圧（Vc2）を第１ゲート駆動部（20）に供給し、コンデンサ（C3）が負の電圧（-Ｖｃ４）を第１ゲート駆動部（20）に供給する。 In the above charging circuit, the resistor (R2) has a function of adjusting the charging current during charging, and the diode (D3) and the diode (D5) do not apply a reverse voltage to the switching elements (SW4, SW5). It has a function to make. The diode (D4) is provided to make the output voltage of the capacitor (C4) constant. When the capacitor (C3) is charged to the voltage (Vc4) and the capacitor (C4) is charged to the voltage (Vc2) by this charging circuit, the connection point (N1) is set to the voltage reference (ie, the first source). (S1) as a reference), the capacitor (C4) supplies a positive voltage (Vc2) to the first gate driver (20), and the capacitor (C3) supplies a negative voltage (-Vc4) to the first gate. Supply to the drive unit (20).
〈第２電力供給部（61）〉
第２電力供給部（61）は、コンデンサ（C5）、コンデンサ（C6）、及びダイオード（D6）を備え、第２ゲート駆動部（21）に電力を供給する。詳しくは、コンデンサ（C5）とコンデンサ（C6）は直列接続されており、直列状態で正側（後述）となる方（図７におけるコンデンサ（C5）の上側の端子）が第２ゲート駆動部（21）の電源端子（T3）に接続され、負側（後述）となる方（図７におけるコンデンサ（C6）の下側の端子）が電源端子（T4）に接続されている。また、コンデンサ（C6）とコンデンサ（C5）との接続点（接続点（N2））は第２ソース（S2）に接続されている。この接続により、コンデンサ（C5）は、第２ソース（S2）を基準として正の電圧を電源端子（T3）に印加し、第２ゲート駆動部（21）はその正の電圧をオン電圧として第２ゲート（G2）に印加する。また、コンデンサ（C6）は、第２ソース（S2）を基準として負の電圧を電源端子（T4）に印加し、第２ゲート駆動部（21）はその負の電圧をオフ電圧として第１ゲート（G1）に印加する。
<Second power supply unit (61)>
The second power supply unit (61) includes a capacitor (C5), a capacitor (C6), and a diode (D6), and supplies power to the second gate drive unit (21). Specifically, the capacitor (C5) and the capacitor (C6) are connected in series, and the one that becomes the positive side (described later) in the series state (the upper terminal of the capacitor (C5) in FIG. 7) is the second gate driving unit ( 21) is connected to the power supply terminal (T3), and the negative side (described later) (the lower terminal of the capacitor (C6) in FIG. 7) is connected to the power supply terminal (T4). A connection point (connection point (N2)) between the capacitor (C6) and the capacitor (C5) is connected to the second source (S2). With this connection, the capacitor (C5) applies a positive voltage to the power supply terminal (T3) with the second source (S2) as a reference, and the second gate driver (21) uses the positive voltage as the on-voltage. Applied to 2 gates (G2). The capacitor (C6) applies a negative voltage to the power supply terminal (T4) with the second source (S2) as a reference, and the second gate driver (21) uses the negative voltage as an off-voltage for the first gate. Apply to (G1).
上記の各コンデンサ（C5,C6）は、電源（30）によって充電されるようになっている。具体的には、コンデンサ（C5）は、接続点（N2）とは反対側の端子が電源（30）の正側に接続されている（すなわち、この端子が直列状態の正側である）。また、コンデンサ（C6）は、コンデンサ（C5）とは反対側の端子が、電源（30）の負側に接続されている（すなわち、この端子が直列状態の負側である）。なお、ダイオード（D6）は、コンデンサ（C5）の出力電圧を一定にするために設けてある。また、この第２電力供給部（61）では、コンデンサ（C5）は、電圧（Vc1）に充電され、コンデンサ（C6）は、電圧（Vc3）に充電されているものとする。 Each of the capacitors (C5, C6) is charged by a power source (30). Specifically, the terminal of the capacitor (C5) opposite to the connection point (N2) is connected to the positive side of the power supply (30) (that is, this terminal is the positive side in series). Further, the terminal of the capacitor (C6) opposite to the capacitor (C5) is connected to the negative side of the power supply (30) (that is, this terminal is the negative side in series). The diode (D6) is provided to make the output voltage of the capacitor (C5) constant. In the second power supply unit (61), the capacitor (C5) is charged to the voltage (Vc1), and the capacitor (C6) is charged to the voltage (Vc3).
《双方向スイッチ駆動回路（4）の動作》
〈初期動作〉
双方向スイッチ駆動回路（4）の動作開始時は、双方向スイッチ（10）はオフである。また、コンデンサ（C3,C4）は充電されていない状態である。そのため、この双方向スイッチ駆動回路（4）では、双方向スイッチ（10）に電圧が印加される前に、予めコンデンサ（C3,C4）を充電する。具体的には、スイッチ制御部（41）を介して、スイッチング素子（SW4）、及びスイッチング素子（SW5）をオンにする。これにより、図７に実線の矢印で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C3,C4）に電荷が蓄積される。これらのコンデンサ（C3,C4）の充電が完了すると、スイッチ制御部（41）は、２つのスイッチング素子（SW4,SW5）をオフにする。なお、コンデンサ（C5,C6）は、電源（30）が作動すれば充電され、第２ゲート駆動部（21）に電力を供給する。
<Operation of bidirectional switch drive circuit (4)>
<Initial operation>
At the start of the operation of the bidirectional switch drive circuit (4), the bidirectional switch (10) is off. The capacitors (C3, C4) are not charged. Therefore, in this bidirectional switch drive circuit (4), the capacitors (C3, C4) are charged in advance before the voltage is applied to the bidirectional switch (10). Specifically, the switching element (SW4) and the switching element (SW5) are turned on via the switch control unit (41). As a result, a charging path indicated by a solid arrow in FIG. 7 is formed, and charges are accumulated in the capacitors (C3, C4). When charging of these capacitors (C3, C4) is completed, the switch controller (41) turns off the two switching elements (SW4, SW5). The capacitors (C5, C6) are charged when the power supply (30) is operated, and supply power to the second gate driving unit (21).
〈双方向スイッチ（10）をオフからオンに切り替える場合〉
双方向スイッチ（10）をオフからオンに切り替えるには、まず、第１及び第２ゲート駆動部（20,21）が、双方向スイッチ（10）のそれぞれのゲート（G1,G2）に、オン電圧を印加する。具体的には、第１ゲート駆動部（20）が、コンデンサ（C4）から供給された電荷で正の電圧（Vc2）を第１ゲート（G1）に印加する。また、第２ゲート駆動部（21）が、コンデンサ（C5）から供給された電荷で、正の電圧（Vc1）を第２ゲート（G2）に印加する。これにより、双方向スイッチ（10）がオンになる。
<When switching the bidirectional switch (10) from off to on>
To switch the bidirectional switch (10) from off to on, first, the first and second gate drivers (20, 21) are turned on to the respective gates (G1, G2) of the bidirectional switch (10). Apply voltage. Specifically, the first gate driver (20) applies a positive voltage (Vc2) to the first gate (G1) with the charge supplied from the capacitor (C4). The second gate driver (21) applies a positive voltage (Vc1) to the second gate (G2) with the charge supplied from the capacitor (C5). This turns on the bidirectional switch (10).
双方向スイッチ（10）がオンになると、この双方向スイッチ駆動回路（1）では、スイッチ制御部（41）が、２つのスイッチング素子（SW4,SW5）をオンにする。これにより、図７に実線矢印で示した充電経路が再び形成され、さらに、図７に破線の矢印で示したように、双方向スイッチ（10）を経由した充電回路が形成される。これにより、コンデンサ（C3,C4）が充電される。また、電源（30）に並列接続されているコンデンサ（C5,C6）も充電される。 When the bidirectional switch (10) is turned on, in the bidirectional switch drive circuit (1), the switch control unit (41) turns on the two switching elements (SW4, SW5). As a result, the charging path indicated by the solid arrow in FIG. 7 is formed again, and further, a charging circuit via the bidirectional switch (10) is formed as indicated by the dashed arrow in FIG. As a result, the capacitors (C3, C4) are charged. In addition, the capacitors (C5, C6) connected in parallel to the power supply (30) are also charged.
〈双方向スイッチ（10）をオンからオフに切り替える場合〉
双方向スイッチ（10）をオンからオフに切り替えるには、まず２つのスイッチング素子（SW4,SW5）をオフにする。具体的には、スイッチ制御部（41）がこれらのスイッチング素子（SW4,SW5）を制御してこれをオフにする。このようにこれらのスイッチング素子（SW4,SW5）をオフにするのは、図７に実線矢印で示した経路（すなわち、充電経路）を介して、第１及び第２ソース（S1,S2）間が導通するからである。
<When switching the bidirectional switch (10) from on to off>
To switch the bidirectional switch (10) from on to off, first, the two switching elements (SW4, SW5) are turned off. Specifically, the switch control unit (41) controls these switching elements (SW4, SW5) and turns them off. The switching elements (SW4, SW5) are turned off in this way between the first and second sources (S1, S2) via the path (that is, the charging path) indicated by the solid line arrow in FIG. This is because of conduction.
この双方向スイッチ駆動回路（4）では、スイッチング素子（SW4,SW5）がオフになった後に、第１及び第２ゲート駆動部（20,21）は、双方向スイッチ（10）のそれぞれのゲート（G1,G2）に、オフ電圧を印加する。具体的には、第１ゲート駆動部（20）は、コンデンサ（C3）から供給された電荷で、負の電圧（-Ｖｃ４）を、第１ゲート（G1）に印加する。一方、第２ゲート駆動部（21）は、第２電力供給部（61）のコンデンサ（C6）から供給された電荷で負の電圧（-Ｖｃ３）を、第２ゲート（G2）に印加する。これにより、双方向スイッチ（10）がオフになる。 In this bidirectional switch drive circuit (4), after the switching elements (SW4, SW5) are turned off, the first and second gate drive units (20, 21) are connected to the respective gates of the bidirectional switch (10). An off voltage is applied to (G1, G2). Specifically, the first gate driver (20) applies a negative voltage (−Vc4) to the first gate (G1) with the charge supplied from the capacitor (C3). On the other hand, the second gate driver (21) applies a negative voltage (−Vc3) to the second gate (G2) with the charge supplied from the capacitor (C6) of the second power supply unit (61). This turns off the bidirectional switch (10).
以上のように本実施形態によれば、オンオフの制御に正及び負の電圧が必要な双方向スイッチ（10）を駆動できる。しかも、その駆動には、正負それぞれの電源を設けることなく、１つの電源で電力を供給できる。 As described above, according to the present embodiment, the bidirectional switch (10) that requires positive and negative voltages for on / off control can be driven. Moreover, power can be supplied by a single power source without providing positive and negative power sources.
《実施形態２の変形例１》
図８は、実施形態２の変形例１に係る双方向スイッチ駆動回路の構成を示すブロック図である。本変形例の双方向スイッチ駆動回路は、遮断手段（実施形態２ではスイッチング素子（SW4）及びスイッチング素子（SW5）が該当する）の構成が実施形態２と異なっている。
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FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a bidirectional switch drive circuit according to the first modification of the second embodiment. The bidirectional switch drive circuit of this modification is different from the second embodiment in the configuration of the blocking means (in the second embodiment, the switching element (SW4) and the switching element (SW5) correspond).
この変形例では、第１電力供給部（60）にはスイッチング素子（SW5）を設けていない。その代わりに、第２ソース（S2）から第２電力供給部（61）を介して電源（30）に至る経路を遮断するスイッチング素子（SW7）を、第２電力供給部（61）に設けている。すなわち、この変形例では、スイッチング素子（SW4）とスイッチング素子（SW7）が、本発明の遮断手段の一例である。なお、本変形例ではダイオード（D5）も省略している。 In this modification, the first power supply unit (60) is not provided with the switching element (SW5). Instead, a switching element (SW7) that cuts off the path from the second source (S2) to the power source (30) via the second power supply unit (61) is provided in the second power supply unit (61). Yes. That is, in this modified example, the switching element (SW4) and the switching element (SW7) are examples of the blocking means of the present invention. In this modification, the diode (D5) is also omitted.
この変形例では、スイッチング素子（SW4）及びスイッチング素子（SW7）がオンの場合に、図８に実線矢印で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C3,…C6）が充電される。そして、この変形例でも、双方向スイッチ（10）オンのときにのみ、スイッチング素子（SW4）とスイッチング素子（SW7）をオンにすれば、実施形態２の双方向スイッチ駆動回路（4）と同様に、第１ソース（S1）側が第２ソース（S2）側よりも電位が高い場合に、充電経路を介して、第１及び第２ソース（S1,S2）間が導通しないようにできる。 In this modified example, when the switching element (SW4) and the switching element (SW7) are on, the charging path indicated by the solid line arrow in FIG. 8 is formed, and the capacitors (C3,... C6) are charged. And also in this modified example, if the switching element (SW4) and the switching element (SW7) are turned on only when the bidirectional switch (10) is on, the same as the bidirectional switch drive circuit (4) of the second embodiment. In addition, when the potential on the first source (S1) side is higher than that on the second source (S2) side, the first and second sources (S1, S2) can be prevented from conducting via the charging path.
《発明の実施形態３》
実施形態３では、双方向スイッチ及び双方向スイッチ駆動回路の応用例としてマトリックスコンバータを説明する。図９は、本発明の実施形態３に係るマトリックスコンバータ（5）の構成を示すブロック図である。このマトリックスコンバータ（5）は、三相交流電源から供給された電力を所定の周波数に変換して、接続された負荷に供給する。
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In the third embodiment, a matrix converter will be described as an application example of a bidirectional switch and a bidirectional switch drive circuit. FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the matrix converter (5) according to the third embodiment of the present invention. The matrix converter (5) converts the power supplied from the three-phase AC power source into a predetermined frequency and supplies it to the connected load.
また、このマトリックスコンバータ（5）は、同図に示すように、フィルタ回路（70）、及び９つのスイッチ回路（Sru,…Stw）を備えている。各スイッチ回路（Sru,…Stw）は、スイッチング素子として双方向スイッチ（10）を備えている。また、フィルタ回路（70）は、三相交流電源のそれぞれの相（R,S,T）に対応したリアクトルとコンデンサを備えたＬＣフィルタである。このフィルタ回路（70）は、各スイッチ回路（Sru,…Stw）のオンオフ動作によって生じる高周波電流が三相交流電源側に流れ込むのを抑制するために設けられている。 The matrix converter (5) includes a filter circuit (70) and nine switch circuits (Sru,... Stw) as shown in FIG. Each switch circuit (Sru,... Stw) includes a bidirectional switch (10) as a switching element. The filter circuit (70) is an LC filter provided with a reactor and a capacitor corresponding to each phase (R, S, T) of the three-phase AC power supply. This filter circuit (70) is provided in order to suppress the high-frequency current generated by the on / off operation of each switch circuit (Sru,... Stw) from flowing into the three-phase AC power supply side.
図１０は、スイッチ回路（Sru）、スイッチ回路（Ssu）、スイッチ回路（Srv）、スイッチ回路（Ssv）の部分をより詳細に記載したブロック図である。スイッチ回路（Sru）、スイッチ回路（Ssu）、スイッチ回路（Ssv）には、実施形態１の変形例２に係る双方向スイッチ駆動回路（2）を適用している(図５を参照)。そして、これらの３つのスイッチ回路（Sru,…Ssv）は、電源（30）を共用している。また、スイッチ回路（Sru）は、コンデンサ（C2）側の抵抗（R1）とダイオード（D1）として、スイッチ回路（Ssu）のものを共用している。なお、図１０では、３つのスイッチ回路（Sru,…Ssv）のそれぞれのスイッチング素子（SW2）を識別するため、スイッチング素子の符号の末尾に枝番を付記している。例えばスイッチ回路（Sru）のスイッチング素子（SW2）は、SW2-1と記載している。 FIG. 10 is a block diagram showing in more detail the switch circuit (Sru), switch circuit (Ssu), switch circuit (Srv), and switch circuit (Ssv). The bidirectional switch drive circuit (2) according to the second modification of the first embodiment is applied to the switch circuit (Sru), the switch circuit (Ssu), and the switch circuit (Ssv) (see FIG. 5). These three switch circuits (Sru,... Ssv) share a power source (30). The switch circuit (Sru) shares the one of the switch circuit (Ssu) as the resistor (R1) and the diode (D1) on the capacitor (C2) side. In FIG. 10, in order to identify the switching elements (SW2) of the three switch circuits (Sru,... Ssv), branch numbers are added to the end of the reference numerals of the switching elements. For example, the switching element (SW2) of the switch circuit (Sru) is described as SW2-1.
《マトリックスコンバータ（5）における各コンデンサの充電》
各スイッチ回路では、以下のようにしてそれぞれのコンデンサの充電が行われる。なお、スイッチ回路（Sru,…Ssv）のそれぞれのスイッチング素子（SW2）は、対応した双方向スイッチ（10）がオンのときにオンに制御される。ただし、各スイッチ回路のスイッチング素子（SW2）は、同じ相（U,V,W）に繋がるもの同士は同時にオンにならないようにする。
<Charging each capacitor in matrix converter (5)>
In each switch circuit, each capacitor is charged as follows. Each switching element (SW2) of the switch circuit (Sru,... Ssv) is controlled to be turned on when the corresponding bidirectional switch (10) is turned on. However, the switching elements (SW2) of the switch circuits are configured so that those connected to the same phase (U, V, W) are not turned on at the same time.
〈スイッチ回路（Sru）におけるコンデンサの充電〉
スイッチ回路（Sru）のコンデンサ（C1）を充電するには、スイッチング素子（SW2-1）をオンにする。これにより、図１０において実線矢印（A）で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C1）が充電される。また、スイッチ回路（Sru）のコンデンサ（C2）を充電するには、スイッチング素子（SW2-2）をオンにする。これにより、図１０において実線矢印（Ｂ）で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C2）が充電される。
<Capacitor charging in switch circuit (Sru)>
To charge the capacitor (C1) of the switch circuit (Sru), the switching element (SW2-1) is turned on. Thereby, a charging path indicated by a solid line arrow (A) in FIG. 10 is formed, and the capacitor (C1) is charged. Further, to charge the capacitor (C2) of the switch circuit (Sru), the switching element (SW2-2) is turned on. Thereby, a charging path indicated by a solid line arrow (B) in FIG. 10 is formed, and the capacitor (C2) is charged.
〈スイッチ回路（Ssu）におけるコンデンサの充電〉
スイッチ回路（Ssu）のコンデンサ（C1）を充電するには、スイッチング素子（SW2-2）をオンにする。これにより、図１０において実線矢印（C）で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C1）が充電される。また、スイッチング素子（SW2-2）がオンの場合には、実線矢印（E）で示した充電経路も形成される。これにより、スイッチ回路（Ssu）のコンデンサ（C2）も充電される。
<Charging the capacitor in the switch circuit (Ssu)>
To charge the capacitor (C1) of the switch circuit (Ssu), the switching element (SW2-2) is turned on. Thereby, a charging path indicated by a solid line arrow (C) in FIG. 10 is formed, and the capacitor (C1) is charged. When the switching element (SW2-2) is on, a charging path indicated by a solid line arrow (E) is also formed. As a result, the capacitor (C2) of the switch circuit (Ssu) is also charged.
〈スイッチ回路（Srv）におけるコンデンサの充電〉
スイッチ回路（Srv）のコンデンサ（C1）を充電するには、スイッチング素子（SW2-3）をオンにする。これにより、図１０において実線矢印（F）で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C1）が充電される。また、スイッチング素子（SW2-3）がオンの場合には、実線矢印（G）で示した充電経路も形成される。これにより、スイッチ回路（Srv）のコンデンサ（C2）も充電される。
<Capacitor charging in switch circuit (Srv)>
To charge the capacitor (C1) of the switch circuit (Srv), the switching element (SW2-3) is turned on. As a result, a charging path indicated by a solid line arrow (F) in FIG. 10 is formed, and the capacitor (C1) is charged. In addition, when the switching element (SW2-3) is on, a charging path indicated by a solid line arrow (G) is also formed. Thereby, the capacitor (C2) of the switch circuit (Srv) is also charged.
〈スイッチ回路（Ssv）におけるコンデンサの充電〉
スイッチ回路（Ssv）のコンデンサ（C1）を充電するには、スイッチング素子（SW2-3）をオンにする。これにより、図１０において実線矢印（H）で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C1）が充電される。また、スイッチング素子（SW2-3）がオンの場合には、実線矢印（I）で示した充電経路も形成される。これにより、スイッチ回路（Ssv）のコンデンサ（C2）も充電される。
<Charging the capacitor in the switch circuit (Ssv)>
To charge the capacitor (C1) of the switch circuit (Ssv), the switching element (SW2-3) is turned on. Thereby, a charging path indicated by a solid line arrow (H) in FIG. 10 is formed, and the capacitor (C1) is charged. Further, when the switching element (SW2-3) is on, a charging path indicated by a solid arrow (I) is also formed. As a result, the capacitor (C2) of the switch circuit (Ssv) is also charged.
《本実施形態における効果》
以上のようにマトリックスコンバータ（5）では、電源（30）を複数のスイッチ回路（Sru,…Ssv）で共用できる。また、スイッチ回路同士でダイオードなどの部品の共用も可能になり、スイッチ回路の簡略化が可能になる。すなわち、本実施形態によれば、回路規模の増大を抑えつつ、マトリックスコンバータ（5）を構成することが可能になる。
<< Effect in this embodiment >>
As described above, in the matrix converter (5), the power supply (30) can be shared by a plurality of switch circuits (Sru,... Ssv). Further, it becomes possible to share components such as diodes between the switch circuits, and the switch circuit can be simplified. That is, according to the present embodiment, the matrix converter (5) can be configured while suppressing an increase in circuit scale.
《発明の実施形態３の変形例１》
図１１は、実施形態３の変形例１に係るマトリックスコンバータ（6）の構成を示すブロック図である。この図も、スイッチ回路（Sru）、スイッチ回路（Ssu）、スイッチ回路（Srv）、スイッチ回路（Ssv）の部分をより詳細に記載したものである。
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FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a matrix converter (6) according to the first modification of the third embodiment. This figure also describes the switch circuit (Sru), switch circuit (Ssu), switch circuit (Srv), and switch circuit (Ssv) in more detail.
本変形例では、スイッチ回路（Ssu）には、実施形態１の変形例３に係る双方向スイッチ駆動回路（3）を適用している。また、これらのスイッチ回路（Sru,…Ssv）は、電源（30）を共用している。
In this modification, the bidirectional switch drive circuit (3) according to
《マトリックスコンバータ（6）における各コンデンサの充電》
各スイッチ回路では、以下のようにしてそれぞれの充電が行われる。なお、スイッチ回路（Ssu）のスイッチング素子（SW2,SW3）は、対応した双方向スイッチ（10）がオンのときにオンに制御される。
<Charging each capacitor in the matrix converter (6)>
Each switch circuit is charged in the following manner. The switching elements (SW2, SW3) of the switch circuit (Ssu) are controlled to be turned on when the corresponding bidirectional switch (10) is turned on.
〈スイッチ回路（Sru）におけるコンデンサの充電〉
スイッチ回路（Sru）のコンデンサ（C1）を充電するには、スイッチング素子（SW2）をオンにする。これにより、図１１において実線矢印（A）で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C1）が充電される。また、スイッチ回路（Sru）のコンデンサ（C2）を充電するには、スイッチ回路（Sru）内のスイッチング素子（SW8）をオンにする。これにより、図１１において実線矢印（Ｂ）で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C2）が充電される。
<Capacitor charging in switch circuit (Sru)>
To charge the capacitor (C1) of the switch circuit (Sru), the switching element (SW2) is turned on. As a result, a charging path indicated by a solid line arrow (A) in FIG. 11 is formed, and the capacitor (C1) is charged. Further, in order to charge the capacitor (C2) of the switch circuit (Sru), the switching element (SW8) in the switch circuit (Sru) is turned on. As a result, a charging path indicated by a solid line arrow (B) in FIG. 11 is formed, and the capacitor (C2) is charged.
〈スイッチ回路（Ssu）におけるコンデンサの充電〉
スイッチ回路（Ssu）のコンデンサ（C1）を充電するには、スイッチング素子（SW2）をオンにする。これにより、図１１において実線矢印（C）で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C1）が充電される。また、スイッチ回路（Ssu）のコンデンサ（C2）を充電するには、スイッチング素子（SW3）をオンにする。これにより、図１１において実線矢印（E）で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C2）が充電される。
<Charging the capacitor in the switch circuit (Ssu)>
To charge the capacitor (C1) of the switch circuit (Ssu), the switching element (SW2) is turned on. As a result, a charging path indicated by a solid line arrow (C) in FIG. 11 is formed, and the capacitor (C1) is charged. Further, to charge the capacitor (C2) of the switch circuit (Ssu), the switching element (SW3) is turned on. As a result, a charging path indicated by a solid line arrow (E) in FIG. 11 is formed, and the capacitor (C2) is charged.
〈スイッチ回路（Srv）におけるコンデンサの充電〉
スイッチ回路（Srv）のコンデンサ（C1）を充電するには、スイッチ回路（Ssv）のスイッチング素子（SW9）をオンにする。これにより、図１１において実線矢印（F）で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C1）が充電される。また、スイッチング素子（SW9）をオンにすると、図１１において実線矢印（G）で示した充電経路もが形成され、コンデンサ（C2）も充電される。
<Capacitor charging in switch circuit (Srv)>
To charge the capacitor (C1) of the switch circuit (Srv), the switching element (SW9) of the switch circuit (Ssv) is turned on. As a result, a charging path indicated by a solid line arrow (F) in FIG. 11 is formed, and the capacitor (C1) is charged. When the switching element (SW9) is turned on, a charging path indicated by a solid line arrow (G) in FIG. 11 is also formed, and the capacitor (C2) is also charged.
〈スイッチ回路（Ssv）におけるコンデンサの充電〉
スイッチ回路（Ssv）のコンデンサ（C1）を充電するには、スイッチング素子（SW9）をオンにする。これにより、図１１において実線矢印（H）で示した充電経路が形成され、コンデンサ（C1）が充電される。また、スイッチング素子（SW9）をオンにすると、図１１において実線矢印（Ｉ）で示した充電経路もが形成され、コンデンサ（C2）も充電される。
<Charging the capacitor in the switch circuit (Ssv)>
To charge the capacitor (C1) of the switch circuit (Ssv), the switching element (SW9) is turned on. As a result, a charging path indicated by a solid line arrow (H) in FIG. 11 is formed, and the capacitor (C1) is charged. When the switching element (SW9) is turned on, a charging path indicated by a solid arrow (I) in FIG. 11 is also formed, and the capacitor (C2) is also charged.
《本変形例における効果》
以上のように本変形例では、電源（30）を複数のスイッチ回路（Sru,…Ssv）で共用できる。また、スイッチ回路同士でスイッチング素子（SW1）などの部品の共用も可能になり、スイッチ回路の簡略化が可能になる。すなわち、本変形例によれば、回路規模の増大を抑えつつ、マトリックスコンバータを構成することが可能になる。
<< Effect in this modification >>
As described above, in this modification, the power supply (30) can be shared by a plurality of switch circuits (Sru,... Ssv). In addition, the switching circuit (SW1) and other parts can be shared between the switching circuits, and the switching circuit can be simplified. That is, according to this modification, it is possible to configure a matrix converter while suppressing an increase in circuit scale.
なお、上記の実施形態３やその変形例で説明したものの他、実施形態１、実施形態１の変形例、及び実施形態３の双方向スイッチ駆動回路も双方向スイッチ（10）とともに、マトリックスコンバータに応用できる。 In addition to what has been described in the third embodiment and the modification thereof, the first embodiment, the modification of the first embodiment, and the bidirectional switch drive circuit of the third embodiment are also used as a matrix converter together with the bidirectional switch (10). Can be applied.
《発明の実施形態４》
実施形態４では、上記の双方向スイッチ駆動回路（1）及び双方向スイッチ（10）を、力率改善回路として応用した電力変換回路（7）の例を説明する。図１２は、本発明の実施形態４に係る電力変換回路（7）の構成を示すブロック図である。この電力変換回路（7）は、コンバータ部（80）、平滑部（81）、インバータ部（82）、及び力率改善回路（83）を備え、入力された単相交流を、所望の周波数及び電圧の交流に変換して負荷に供給する。
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In the fourth embodiment, an example of a power conversion circuit (7) in which the bidirectional switch drive circuit (1) and the bidirectional switch (10) are applied as a power factor correction circuit will be described. FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the power conversion circuit (7) according to the fourth embodiment of the present invention. The power conversion circuit (7) includes a converter unit (80), a smoothing unit (81), an inverter unit (82), and a power factor correction circuit (83), and converts an input single-phase alternating current to a desired frequency and It is converted to alternating voltage and supplied to the load.
コンバータ部（80）はブリッジダイオードにより構成され、交流を直流に変換する。平滑部（81）は、この直流を平滑化する。また、インバータ部（82）は、平滑部（81）の出力を所望の周波数及び電圧の交流に変換する。 The converter unit (80) includes a bridge diode, and converts alternating current into direct current. The smoothing unit (81) smoothes the direct current. The inverter unit (82) converts the output of the smoothing unit (81) into alternating current of a desired frequency and voltage.
力率改善回路（83）は、双方向スイッチ（10）、及び前記双方向スイッチ駆動回路（1）を備えている。双方向スイッチ（10）は、コンバータ部（80）の交流入力端子に接続され、所定のタイミングでオンオフが切り替えられるようになっている。また、本実施形態では、双方向スイッチ（10）の駆動用に、双方向スイッチ駆動回路（1）を採用している。 The power factor correction circuit (83) includes a bidirectional switch (10) and the bidirectional switch drive circuit (1). The bidirectional switch (10) is connected to the AC input terminal of the converter section (80) and can be turned on and off at a predetermined timing. In the present embodiment, the bidirectional switch drive circuit (1) is employed for driving the bidirectional switch (10).
上記のように、力率改善回路（83）に双方向スイッチ（10）を用いることにより、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子とともに還流ダイオードを用いた従来の双方向スイッチに比べ、導通損失の低減が可能になる。しかも、双方向スイッチ（10）の駆動用に上記の双方向スイッチ駆動回路（1）を用いているので、回路規模の増大量を抑えることも可能になる。 As described above, by using the bidirectional switch (10) in the power factor correction circuit (83), it is possible to reduce the conduction loss compared to the conventional bidirectional switch using a free wheel diode together with a switching element such as IGBT. Become. In addition, since the bidirectional switch drive circuit (1) is used for driving the bidirectional switch (10), it is possible to suppress an increase in circuit scale.
なお、この力率改善回路（83）には、実施形態１の双方向スイッチ駆動回路（1）の他にも、その他の変形例や実施形態の双方向スイッチ駆動回路を採用することも可能である。 In addition to the bidirectional switch drive circuit (1) of the first embodiment, the power factor correction circuit (83) can employ other modification examples and bidirectional switch drive circuits of the embodiments. is there.
また、上記の双方向スイッチ（10）は、デュアルゲート型のスイッチング素子を用いる代わりに、例えば別個の２つの素子をドレイン（D）側で直列接続して構成してもよい。 The bidirectional switch (10) may be configured by connecting, for example, two separate elements in series on the drain (D) side instead of using a dual gate type switching element.
本発明は、双方向スイッチを駆動する双方向スイッチ駆動回路、及び、入力された交流を所定の電圧及び所定の周波数の交流に変換するマトリックスコンバータとして有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful as a bidirectional switch driving circuit that drives a bidirectional switch, and a matrix converter that converts input alternating current into alternating current of a predetermined voltage and a predetermined frequency.
１ 双方向スイッチ駆動回路
１０ 双方向スイッチ
１０ａ 第１トランジスタ
１０ｂ 第２トランジスタ
Ｓ１ 第１ソース
Ｓ２ 第２ソース
Ｄ ドレイン
Ｇ２ 第２ゲート
Ｇ１ 第１ゲート
Ｄ２ ダイオード(電圧降下手段)
３０ 電源
４０ 第１電力供給部
５０ 第２電力供給部
ＳＷ１ スイッチング素子
ＳＷ２ スイッチング素子
ＳＷ３ スイッチング素子
ＳＷ４ スイッチング素子
DESCRIPTION OF
30
Claims (7)
電源（30）と、
前記第１トランジスタ（10a）のソースである第１ソース（S1）及び前記電源（30）に接続され、該第１ソース（S1）を基準とした電圧で、前記第１トランジスタ（10a）のゲートである第１ゲート（G1）を駆動する電力を供給する第１電力供給部（40）と、
前記第２トランジスタ（10b）のソースである第２ソース（S2）及び前記電源（30）に接続され、該第２ソース（S2）を基準とした電圧で、前記第２トランジスタ（10b）のゲートである第２ゲート（G2）を駆動する電力を供給する第２電力供給部（50）と、
前記双方向スイッチ（10）がオフ状態の場合に、前記第１ソース（S1）から前記第１電力供給部（40）を介して前記電源（30）に至る経路、及び前記第２ソース（S2）から前記第２電力供給部（50）を介して前記電源（30）に至る経路の少なくとも一方の経路を遮断する遮断手段（SW1…）と、
を備えていることを特徴とする双方向スイッチ駆動回路。 A bidirectional switch driving circuit for driving a bidirectional switch (10) in which first and second transistors (10a, 10b) are connected in series on the drain (D) side to allow bidirectional current,
Power supply (30),
The gate of the first transistor (10a) is connected to the first source (S1), which is the source of the first transistor (10a), and the power source (30), and the voltage is based on the first source (S1). A first power supply unit (40) for supplying power for driving the first gate (G1),
The gate of the second transistor (10b) is connected to the second source (S2), which is the source of the second transistor (10b), and the power source (30), and the voltage is based on the second source (S2). A second power supply unit (50) for supplying power for driving the second gate (G2),
When the bidirectional switch (10) is in an OFF state, a path from the first source (S1) to the power source (30) via the first power supply unit (40) and the second source (S2) ) To cut off at least one of the routes from the second power supply unit (50) to the power source (30),
A bidirectional switch drive circuit comprising:
前記電源（30）から前記第１電力供給部（40）に至る経路、及び前記電源（30）から前記第２電力供給部（50）に至る経路の少なくとも何れか一方の経路の電圧を降下させる電圧降下手段（D2）をさらに備えていることを特徴とする双方向スイッチ駆動回路。 The bidirectional switch drive circuit according to claim 1, wherein
The voltage of at least one of the path from the power source (30) to the first power supply unit (40) and the path from the power source (30) to the second power supply unit (50) is lowered. A bidirectional switch drive circuit further comprising a voltage drop means (D2).
前記遮断手段（SW1…）は、スイッチング素子（SW1）であり、
前記スイッチング素子（SW1）のオンオフの基準電位は、前記電源（30）の負側の電位と同電位であることを特徴とする双方向スイッチ駆動回路。 The bidirectional switch drive circuit according to claim 1, wherein
The blocking means (SW1 ...) is a switching element (SW1),
The bidirectional switch driving circuit according to claim 1, wherein the on / off reference potential of the switching element (SW1) is the same as the negative potential of the power source (30).
前記遮断手段（SW1…）は、前記第１ソース（S1）から前記電源（30）に至る経路の少なくとも一方の経路を遮断するスイッチング素子（SW3）と、前記第２ソース（S2）から前記電源（30）に至る経路の少なくとも一方の経路を遮断するスイッチング素子（SW2）と、を備えていることを特徴とする双方向スイッチ駆動回路。 The bidirectional switch drive circuit according to claim 1, wherein
The blocking means (SW1...) Includes a switching element (SW3) that blocks at least one path from the first source (S1) to the power source (30), and the power source from the second source (S2). A bidirectional switch drive circuit comprising: a switching element (SW2) that blocks at least one of the paths reaching (30).
前記双方向スイッチ（10）は、オンオフの切り替えに正の電圧と負の電圧を使用し、
前記第１及び第２電力供給部（40,50）はそれぞれ、前記電源（30）の正側及び負側に接続されて、前記第１ソース（S1）を基準として前記正の電圧と負の電圧を出力し、
前記遮断手段（SW1…）は、前記第１電力供給部（40）から前記電源（30）の正側に至る経路を遮断するスイッチング素子（SW1）と、前記第１電力供給部（40）から前記電源（30）の負側に至る経路を遮断するスイッチング素子（SW4）とを備えていることを特徴とする双方向スイッチ駆動回路。 The bidirectional switch drive circuit according to claim 1, wherein
The bidirectional switch (10) uses a positive voltage and a negative voltage for switching on and off,
The first and second power supply units (40, 50) are connected to a positive side and a negative side of the power source (30), respectively, and the positive voltage and the negative are referenced with respect to the first source (S1). Output voltage,
The blocking means (SW1...) Includes a switching element (SW1) that blocks a path from the first power supply unit (40) to the positive side of the power source (30), and the first power supply unit (40). A bidirectional switch drive circuit comprising a switching element (SW4) for blocking a path to the negative side of the power supply (30).
前記第１及び第２トランジスタ（10a,10b）は、ドレイン（D）を共有して同一半導体基板上に集積されていることを特徴とする双方向スイッチ駆動回路。 In the bidirectional switch drive circuit according to any one of claims 1 to 5,
The bidirectional switch driving circuit, wherein the first and second transistors (10a, 10b) are integrated on the same semiconductor substrate sharing a drain (D).
それぞれの双方向スイッチ（10）は、第１及び第２トランジスタ（10a,10b）が直列にドレイン（D）側で接続されて形成されたものであり、
前記双方向スイッチ駆動回路（1）は、請求項１から請求項６のうちの何れかであることを特徴とするマトリックスコンバータ。 A single-phase or multi-phase alternating current is input, and a plurality of bidirectional switches (10) corresponding to the respective phases of the alternating current and a bidirectional switch driving circuit (1) for driving the bidirectional switch (10) are provided. A matrix converter for converting the input alternating current into alternating current of a predetermined voltage and a predetermined frequency,
Each bidirectional switch (10) is formed by connecting first and second transistors (10a, 10b) in series on the drain (D) side,
7. The matrix converter according to claim 1, wherein the bidirectional switch driving circuit (1) is any one of claims 1 to 6.
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