JP2013115852A - Overvoltage protection circuit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an overvoltage protection circuit that uses high withstand-voltage elements being easily manufactured and does not need to consider variation in impedance.SOLUTION: An overvoltage protection circuit includes: a drive section 10 that drives a switching element Q1 by a control signal; a differential circuit that is connected between a source and a drain of the switching element and in which a capacitor C2 and a resistor R1 are connected in series; an integration circuit that is connected to both ends of the resistor R1 and in which a resistor R2 and a capacitor C3 are connected in series; and an overvoltage protection section A1, R3, and C4 that determines that a voltage between the drain and source reaches more than or equal to a predetermined voltage when a voltage across the capacitor C3 reaches more than or equal to a reference voltage, and turns on the switching element to clamp the voltage between the drain and the source.

Description

本発明は、サージ電圧からトランジスタを保護するための過電圧保護回路に関し、特にスイッチング素子のゲートを駆動するゲート駆動回路に用いられる。   The present invention relates to an overvoltage protection circuit for protecting a transistor from a surge voltage, and more particularly to a gate drive circuit that drives a gate of a switching element.

近年、スイッチング電源等に用いられる出力用のトランジスタによるスイッチング動作の高速化が進み、スイッチの切り替え時においてソレノイド等を用いた負荷回路のインダクタンスにより発生する逆起電圧が大きくなる。このため、ターンオフ時に開放状態となったトランジスタのドレイン−ソース間にサージ電圧が印加されてブレークダウンが引き起こされる場合がある。このため、サージ電圧からトランジスタを保護するための過電圧保護回路が必要である。   In recent years, the speed of switching operation by an output transistor used for a switching power supply or the like has been increased, and a back electromotive voltage generated by inductance of a load circuit using a solenoid or the like at the time of switching is increased. For this reason, a surge voltage may be applied between the drain and source of the transistor that is open at the time of turn-off, causing breakdown. For this reason, an overvoltage protection circuit for protecting the transistor from the surge voltage is necessary.

特許文献1には、誘導性負荷を高速遮断することを目的とするハイサイドスイッチ用の半導体装置が記載され、ハイサイドスイッチのドレイン−ソース間電圧を抑制する方法が記載されている。特に、ハイサイドスイッチのドレイン−ゲート端子間にツェナーダイオードとダイオードとを直列に接続した能動クランプ回路(アクティブクランプ回路)がドレイン−ソース間電圧を抑制してハイサイドスイッチを保護する方法が開示されている。   Patent Document 1 describes a semiconductor device for a high-side switch intended to cut off an inductive load at high speed, and a method for suppressing a drain-source voltage of the high-side switch. In particular, a method is disclosed in which an active clamp circuit (active clamp circuit) in which a Zener diode and a diode are connected in series between the drain and gate terminals of the high side switch suppresses the drain-source voltage and protects the high side switch. ing.

特許文献2には、IGBTやMOSFETの高速スイッチング時に発生する過大サージ電圧を低い値に抑制することを目的とする電力変換装置が記載されている。この電力変換装置は、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチのいずれにも適用できる能動クランプ回路を採用している。特許文献2における能動クランプ回路は、その構成中におけるダイオードにコンデンサを並列接続させることにより、負帰還パスを迅速に形成して過電圧をクランプすることができる。   Patent Document 2 describes a power converter that aims to suppress an excessive surge voltage that occurs during high-speed switching of an IGBT or MOSFET to a low value. This power converter employs an active clamp circuit that can be applied to both a high-side switch and a low-side switch. The active clamp circuit in Patent Document 2 can quickly form a negative feedback path and clamp an overvoltage by connecting a capacitor in parallel to a diode in the configuration.

このように、従来の過電圧保護回路では、ツェナーダイオードや抵抗、コンデンサを用いて過電圧を検出していた。   As described above, the conventional overvoltage protection circuit detects the overvoltage using a Zener diode, a resistor, and a capacitor.

特開平8−288817号公報JP-A-8-288817 特開2001−245466号公報JP 2001-245466 A

しかしながら、ツェナーダイオードで過電圧を検出する場合には、高耐圧のツェナーダイオードを製造する必要があった。また、2個以上の抵抗を分割して過電圧を検出する場合には、抵抗に常に電流が流れているため、損失が多くなる。さらに、2個以上のコンデンサを分割して過電圧を検出する場合には、インピーダンスのバラツキにより検出電圧精度が低下していた。   However, when detecting an overvoltage with a Zener diode, it is necessary to manufacture a Zener diode having a high breakdown voltage. In addition, when an overvoltage is detected by dividing two or more resistors, a loss always increases because a current always flows through the resistors. Furthermore, when two or more capacitors are divided to detect an overvoltage, the detection voltage accuracy is reduced due to impedance variations.

本発明の課題は、製造し易い高耐圧素子を使用し、且つ、インピーダンスのバラツキを考慮しなくても良い過電圧保護回路を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an overvoltage protection circuit that uses a high-breakdown-voltage element that is easy to manufacture and that does not need to take into account variations in impedance.

上記の課題を解決するために、本発明に係る過電圧保護回路は、スイッチング素子のゲートを駆動するゲート駆動回路であって、制御信号により前記スイッチング素子を駆動する駆動部と、前記スイッチング素子の第1主端子と第2主端子との間に接続され、第1コンデンサと第1抵抗とが直列に接続された微分回路と、前記第1抵抗の両端に接続され、第2抵抗と第2コンデンサとが直列に接続された積分回路と、前記第2コンデンサの電圧が基準電圧以上となった場合に前記第1主端子及び前記第2主端子間の電圧が所定電圧以上になったと判定し、前記スイッチング素子をオンさせて前記第1主端子及び前記第2主端子間の電圧をクランプさせる過電圧保護部とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an overvoltage protection circuit according to the present invention is a gate driving circuit that drives a gate of a switching element, a driving unit that drives the switching element by a control signal, and a first of the switching element. A differential circuit connected between one main terminal and a second main terminal, in which a first capacitor and a first resistor are connected in series, and connected to both ends of the first resistor; a second resistor and a second capacitor; And when the voltage of the second capacitor is equal to or higher than a reference voltage, it is determined that the voltage between the first main terminal and the second main terminal is equal to or higher than a predetermined voltage. An overvoltage protection unit configured to turn on the switching element and clamp a voltage between the first main terminal and the second main terminal.

本発明に係る過電圧保護回路によれば、第1コンデンサと第1抵抗とからなる微分回路によりスイッチング素子の第1主端子に印加された電圧のdV/dtを検出し、dV/dtに比例する第1抵抗の両端電圧を第2抵抗と第2コンデンサとからなる積分回路により積分すると、第2コンデンサには、スイッチング素子の第1主端子と第2主端子間の電圧に比例した電圧が発生する。   According to the overvoltage protection circuit of the present invention, the dV / dt of the voltage applied to the first main terminal of the switching element is detected by the differentiation circuit composed of the first capacitor and the first resistor, and is proportional to dV / dt. When the voltage across the first resistor is integrated by an integrating circuit comprising a second resistor and a second capacitor, a voltage proportional to the voltage between the first main terminal and the second main terminal of the switching element is generated in the second capacitor. To do.

過電圧保護部は、第2コンデンサの電圧が基準電圧以上となった場合に第1主端子及び第2主端子間の電圧が所定電圧以上になったと判定し、スイッチング素子をオンさせて第1主端子及び前記第2主端子間の電圧をクランプさせるので、過電圧を防止できる。従って、製造し易い高耐圧素子で構成でき、且つ、インピーダンスのバラツキを考慮しなくても良い   The overvoltage protection unit determines that the voltage between the first main terminal and the second main terminal is equal to or higher than a predetermined voltage when the voltage of the second capacitor is equal to or higher than the reference voltage, and turns on the switching element to turn on the first main voltage. Since the voltage between the terminal and the second main terminal is clamped, overvoltage can be prevented. Therefore, it can be configured with a high-voltage element that is easy to manufacture, and there is no need to consider variation in impedance.

本発明の実施例1に係る過電圧保護回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the overvoltage protection circuit which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例1に係る過電圧保護回路の動作を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows operation | movement of the overvoltage protection circuit which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る過電圧保護回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the overvoltage protection circuit which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る過電圧保護回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the overvoltage protection circuit which concerns on Example 3 of this invention.

以下、本発明の実施の形態に係る過電圧保護回路について、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an overvoltage protection circuit according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施例1に係る過電圧保護回路の構成を示す図である。図1に示す実施例1に係る過電圧保護回路において、直流電源V1の両端には、トランスT1の一次巻線Pとスイッチング素子Q1との直列回路が接続される。   1 is a diagram illustrating a configuration of an overvoltage protection circuit according to a first embodiment of the present invention. In the overvoltage protection circuit according to the first embodiment shown in FIG. 1, a series circuit of a primary winding P of the transformer T1 and a switching element Q1 is connected to both ends of the DC power supply V1.

スイッチング素子Q1は、GaN HEMT(High Electron Mobility Transistor)からなる。あるいは、スイッチング素子Q1は、バイポーラトランジスタ、IGBT(絶縁ゲートトランジスタ)であっても良い。スイッチング素子Q1は、制御回路10からの制御信号によりオン/オフされる。   The switching element Q1 is made of a GaN HEMT (High Electron Mobility Transistor). Alternatively, the switching element Q1 may be a bipolar transistor or an IGBT (insulated gate transistor). The switching element Q1 is turned on / off by a control signal from the control circuit 10.

トランスT1の二次巻線Sの両端にはダイオードD1とコンデンサC1との直列回路が接続される。ダイオードD1とコンデンサC1とは、整流平滑回路を構成し、トランスT1の二次巻線Sの両端に発生した電圧を整流平滑して直流電圧を図示しない負荷に供給する。   A series circuit of a diode D1 and a capacitor C1 is connected to both ends of the secondary winding S of the transformer T1. The diode D1 and the capacitor C1 constitute a rectifying and smoothing circuit, rectifying and smoothing the voltage generated at both ends of the secondary winding S of the transformer T1, and supplying a DC voltage to a load (not shown).

電圧検出回路12は、コンデンサC1の両端電圧を検出し、検出された電圧をフィードバック信号FBとして制御回路10に出力する。制御回路10は、電圧検出回路12からのフィードバック信号FBに応じてスイッチング素子Q1のオンオフを制御する。   The voltage detection circuit 12 detects the voltage across the capacitor C1, and outputs the detected voltage to the control circuit 10 as a feedback signal FB. The control circuit 10 controls on / off of the switching element Q1 according to the feedback signal FB from the voltage detection circuit 12.

スイッチング素子Q1のドレイン(第1主端子)−ソース(第2主端子)の間には、抵抗R1(第1抵抗)とコンデンサC2(第1コンデンサ)とが直列に接続された微分回路が接続される。微分回路は、スイッチング素子Q1のドレインに印加された電圧のdV/dtを検出する。   A differential circuit in which a resistor R1 (first resistor) and a capacitor C2 (first capacitor) are connected in series is connected between the drain (first main terminal) and the source (second main terminal) of the switching element Q1. Is done. The differentiating circuit detects dV / dt of the voltage applied to the drain of the switching element Q1.

抵抗R1の両端には、抵抗R2(第2抵抗)とコンデンサC3(第2コンデンサ)とが直列に接続された積分回路が接続される。積分回路は、検出されたdV/dtに比例する抵抗R1の両端電圧を積分することにより、コンデンサC3の両端に、スイッチング素子Q1のドレイン−ソース間の電圧Vdsに比例した電圧を発生させる。   An integrating circuit in which a resistor R2 (second resistor) and a capacitor C3 (second capacitor) are connected in series is connected to both ends of the resistor R1. The integrating circuit integrates the voltage across the resistor R1 proportional to the detected dV / dt, thereby generating a voltage proportional to the drain-source voltage Vds across the capacitor C3 across the capacitor C3.

コンデンサC3の両端にはダイオードD3のアノードとカソードとが接続される。ダイオードD3はコンパレータA1を保護するために設けられている。   The anode and cathode of the diode D3 are connected to both ends of the capacitor C3. The diode D3 is provided to protect the comparator A1.

コンデンサC3と抵抗R2との接続点とダイオードD3のカソードとにはコンパレータA1の非反転入力端子(+)が接続され、コンパレータA1の反転入力端子(−)には基準電源V2の正極が接続される。基準電源V2の負極は、直流電源V1の負極とダイオードD3のアノードとコンデンサC3の一端と抵抗R1の一端とコンデンサC4の一端とスイッチング素子Q1のソースとが接続される。   The non-inverting input terminal (+) of the comparator A1 is connected to the connection point between the capacitor C3 and the resistor R2 and the cathode of the diode D3, and the positive terminal of the reference power supply V2 is connected to the inverting input terminal (−) of the comparator A1. The The negative electrode of the reference power source V2 is connected to the negative electrode of the DC power source V1, the anode of the diode D3, one end of the capacitor C3, one end of the resistor R1, the one end of the capacitor C4, and the source of the switching element Q1.

コンパレータA1は、コンデンサC3の電圧と基準電源V2の基準電圧とを比較し、コンデンサC3の電圧が基準電源V2の基準電圧以上になったときにHレベルをオア回路OR1の一方の入力端子に出力する。   The comparator A1 compares the voltage of the capacitor C3 with the reference voltage of the reference power supply V2, and outputs the H level to one input terminal of the OR circuit OR1 when the voltage of the capacitor C3 becomes equal to or higher than the reference voltage of the reference power supply V2. To do.

オア回路OR1の他方の入力端子には、制御回路10の出力端子とダイオードD2のアノードとが接続され、ダイオードD2のカソードはスイッチング素子Q1のゲートに接続される。ダイオードD2は、制御回路10からの制御信号を直接スイッチング素子Q1のゲートに印加するために設けられる。   The other input terminal of the OR circuit OR1 is connected to the output terminal of the control circuit 10 and the anode of the diode D2, and the cathode of the diode D2 is connected to the gate of the switching element Q1. The diode D2 is provided to apply a control signal from the control circuit 10 directly to the gate of the switching element Q1.

オア回路OR1は、コンパレータA1からの出力と制御回路10からの出力との論理和とを取る。オア回路OR1の出力端子には、ダイオードD4のカソードと抵抗R3の一端が接続され、ダイオードD4のアノードと抵抗R3の他端とはスイッチング素子Q1のゲートに接続される。スイッチング素子Q1のゲート−ソース間にはコンデンサC4が接続される。抵抗R3とコンデンサC4とは、オア回路OR1からの保護信号に対して抵抗R3とコンデンサC4とによる時定数だけ遅延する遅延回路を構成する。   The OR circuit OR1 takes the logical sum of the output from the comparator A1 and the output from the control circuit 10. The cathode of the diode D4 and one end of the resistor R3 are connected to the output terminal of the OR circuit OR1, and the anode of the diode D4 and the other end of the resistor R3 are connected to the gate of the switching element Q1. A capacitor C4 is connected between the gate and source of the switching element Q1. The resistor R3 and the capacitor C4 constitute a delay circuit that delays the protection signal from the OR circuit OR1 by the time constant of the resistor R3 and the capacitor C4.

コンパレータA1、オア回路OR1、抵抗R3、コンデンサC4は過電圧保護部を構成する。   The comparator A1, the OR circuit OR1, the resistor R3, and the capacitor C4 constitute an overvoltage protection unit.

次にこのように構成された実施例1に係る過電圧保護回路の動作を図2に示す各部のタイミングチャートを参照しながら詳細に説明する。図2において、Vds(Q1)はスイッチング素子Q1のドレイン−ソース間の電圧、V(R1)は抵抗R1の両端電圧、V(C3)はコンデンサC3の両端電圧、A1outはコンパレータA1の出力、Vgs(Q1)はスイッチング素子Q1のゲート−ソース間の電圧、Id(Q1)はスイッチング素子Q1のドレイン電流である。   Next, the operation of the overvoltage protection circuit according to the first embodiment configured as described above will be described in detail with reference to the timing chart of each part shown in FIG. In FIG. 2, Vds (Q1) is the voltage between the drain and source of the switching element Q1, V (R1) is the voltage across the resistor R1, V (C3) is the voltage across the capacitor C3, A1out is the output of the comparator A1, and Vgs. (Q1) is a voltage between the gate and the source of the switching element Q1, and Id (Q1) is a drain current of the switching element Q1.

まず、時刻t0において、スイッチング素子Q1がターンオフすると、スイッチング素子Q1のドレイン−ソース間の電圧Vds(Q1)が時刻t0〜t2まで上昇する。時刻t0〜t2の時間は、抵抗R1とコンデンサC2との時定数により決定される。   First, when the switching element Q1 is turned off at time t0, the drain-source voltage Vds (Q1) of the switching element Q1 increases from time t0 to time t2. The time from time t0 to time t2 is determined by the time constant of the resistor R1 and the capacitor C2.

また、コンデンサC2と抵抗R1とからなる微分回路は、スイッチング素子Q1のドレインに印加された電圧Vds(Q1)のdV/dtを検出する。このため、電圧Vds(Q1)のdV/dtに比例する抵抗R1の両端電圧V(R1)は、図2に示すように変化する。   Further, the differentiating circuit composed of the capacitor C2 and the resistor R1 detects dV / dt of the voltage Vds (Q1) applied to the drain of the switching element Q1. For this reason, the voltage V (R1) across the resistor R1 that is proportional to dV / dt of the voltage Vds (Q1) changes as shown in FIG.

次に、抵抗R2とコンデンサC3とからなる積分回路により積分すると、コンデンサC3には、スイッチング素子Q1の電圧Vds(Q1)に比例した電圧V(C3)が発生する。電圧V(C3)は、図2に示すように、直線的に増加していく。   Next, when integration is performed by an integration circuit including the resistor R2 and the capacitor C3, a voltage V (C3) proportional to the voltage Vds (Q1) of the switching element Q1 is generated in the capacitor C3. The voltage V (C3) increases linearly as shown in FIG.

時刻t1において、コンデンサC3の電圧V(C3)が基準電圧V2に達すると、コンパレータA1の出力A1outは、Hレベルとなり、オア回路OR1を介して、抵抗R3に供給される。抵抗R2とコンデンサC4とは、オア回路OR1からのHレベルを抵抗R2とコンデンサC4とによる時定数だけ、即ち、時刻t1〜t2の時間だけ遅延して、スイッチング素子Q1のゲートに印加する。   When the voltage V (C3) of the capacitor C3 reaches the reference voltage V2 at time t1, the output A1out of the comparator A1 becomes H level and is supplied to the resistor R3 via the OR circuit OR1. The resistor R2 and the capacitor C4 apply the H level from the OR circuit OR1 to the gate of the switching element Q1 after being delayed by the time constant of the resistor R2 and the capacitor C4, that is, the time t1 to t2.

すると、時刻t1〜t2において、スイッチング素子Q1のゲート−ソース間の電圧Vgs(Q1)が直線的に上昇して、時刻t2において、オン開始電圧Vthに達すると、スイッチング素子Q1がオンする。   Then, the voltage Vgs (Q1) between the gate and the source of the switching element Q1 increases linearly from time t1 to t2, and when the ON start voltage Vth is reached at time t2, the switching element Q1 is turned on.

すると、スイッチング素子Q1のドレイン−ソース間に電流Id(Q1)が流れる。このため、スイッチング素子Q1の電圧Vds(Q1)の上昇が抑えられて、下降するため、電圧V(R1)は負電圧となる。これに伴って、コンデンサC3の電圧V(C3)も低下して、時刻t3において、電圧V(C3)が基準電圧V2未満となると、コンパレータA1のA1outは、Lレベルとなるので、電流Id(Q1)がゼロとなる。   Then, a current Id (Q1) flows between the drain and source of the switching element Q1. For this reason, since the rise of the voltage Vds (Q1) of the switching element Q1 is suppressed and falls, the voltage V (R1) becomes a negative voltage. Along with this, the voltage V (C3) of the capacitor C3 also decreases, and when the voltage V (C3) becomes less than the reference voltage V2 at time t3, A1out of the comparator A1 becomes L level, so that the current Id ( Q1) becomes zero.

すると、スイッチング素子Q1の電圧Vds(Q1)が上昇して基準電圧V2に達すると、コンパレータA1の出力A1outは、Hレベルとなるので、上述したように、スイッチング素子Q1の間欠オン動作が時刻t4まで繰り返し行われる。時刻t5〜t7では、電圧Vds(Q1)が電圧VPよりも充分に低い電圧に下がっているので、スイッチング素子Q1の間欠オン動作は行われない。   Then, when the voltage Vds (Q1) of the switching element Q1 rises and reaches the reference voltage V2, the output A1out of the comparator A1 becomes the H level. As described above, the intermittent ON operation of the switching element Q1 is performed at time t4. Repeat until. At time t5 to t7, the voltage Vds (Q1) is lowered to a voltage sufficiently lower than the voltage VP, and therefore the switching element Q1 is not intermittently turned on.

このように、コンパレータA1とオア回路OR1と抵抗R3とコンデンサC4とからなる過電圧保護部は、コンデンサC3の電圧が基準電圧V2以上となった場合に電圧Vds(Q1)が所定電圧VP以上になったと判定し、スイッチング素子Q1をオンさせて電圧Vds(Q1)を所定電圧VPにクランプさせるので、過電圧を防止できる。   As described above, in the overvoltage protection unit including the comparator A1, the OR circuit OR1, the resistor R3, and the capacitor C4, when the voltage of the capacitor C3 becomes equal to or higher than the reference voltage V2, the voltage Vds (Q1) becomes equal to or higher than the predetermined voltage VP. Since the switching element Q1 is turned on and the voltage Vds (Q1) is clamped to the predetermined voltage VP, overvoltage can be prevented.

また、時刻t0〜t2の時間、時刻t4〜t8の時間においては、電流Id(Q1)が流れないので、損失が少なくなる。従って、製造し易い高耐圧素子を使用でき、且つ、インピーダンスのバラツキを考慮しなくても良い。   Further, since the current Id (Q1) does not flow during the time t0 to t2 and the time t4 to t8, the loss is reduced. Therefore, a high voltage element that is easy to manufacture can be used, and variation in impedance need not be taken into consideration.

図3は、本発明の実施例2に係る過電圧保護回路の構成を示す図である。図3に示す実施例2に係る過電圧保護回路は、図1に示す実施例1に係る過電圧保護回路のコンデンサC2に代えて、ツェナーダイオードZDを設けたことを特徴とする。   FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the overvoltage protection circuit according to the second embodiment of the present invention. The overvoltage protection circuit according to the second embodiment shown in FIG. 3 is characterized in that a Zener diode ZD is provided instead of the capacitor C2 of the overvoltage protection circuit according to the first embodiment shown in FIG.

ツェナーダイオードZDのカソードをスイッチング素子Q1のドレインに接続し、ツェナーダイオードZDのアノードを抵抗R1の一端に接続している。即ち、ツェナーダイオードZDを逆バイアス状態にすることで、ツェナーダイオードZDの接合容量がコンデンサC2の役割を果すので、実施例2に係る過電圧保護回路においても実施例1に係る過電圧保護回路の効果と同様な効果が得られる。   The cathode of the Zener diode ZD is connected to the drain of the switching element Q1, and the anode of the Zener diode ZD is connected to one end of the resistor R1. In other words, since the junction capacitance of the Zener diode ZD plays the role of the capacitor C2 by setting the Zener diode ZD in the reverse bias state, the overvoltage protection circuit according to the second embodiment also has the effect of the overvoltage protection circuit according to the first embodiment. Similar effects can be obtained.

図4は、本発明の実施例3に係る過電圧保護回路の構成を示す図である。図4に示す実施例3に係る過電圧保護回路は、図3に示す実施例2に係る過電圧保護回路のツェナーダイオードZDに並列にコンデンサC5を接続したことを特徴とする。   FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the overvoltage protection circuit according to the third embodiment of the present invention. The overvoltage protection circuit according to the third embodiment shown in FIG. 4 is characterized in that a capacitor C5 is connected in parallel to the Zener diode ZD of the overvoltage protection circuit according to the second embodiment shown in FIG.

ツェナーダイオードZDの接合容量では所望のコンデンサ値が足りない場合には、ツェナーダイオードZDに並列にコンデンサC5を接続することで、微分回路を構成することができる。これによって、実施例3に係る過電圧保護回路においても実施例1に係る過電圧保護回路の効果と同様な効果が得られる。   When a desired capacitor value is not sufficient for the junction capacitance of the Zener diode ZD, a differentiation circuit can be configured by connecting the capacitor C5 in parallel to the Zener diode ZD. Accordingly, the same effect as that of the overvoltage protection circuit according to the first embodiment can be obtained in the overvoltage protection circuit according to the third embodiment.

本発明は、ゲート駆動回路に利用可能である。   The present invention can be used for a gate drive circuit.

V1 直流電源
V2 基準電源
T1 トランス
D1〜D4 ダイオード
C1〜C5 コンデンサ
R1〜R3 抵抗
ZD ツェナーダイオード
A1 コンパレータ
Q1 スイッチング素子
OR1 オア回路
10 制御回路
12 電圧検出回路
V1 DC power supply V2 Reference power supply T1 Transformers D1 to D4 Diodes C1 to C5 Capacitors R1 to R3 Resistor ZD Zener diode A1 Comparator Q1 Switching element OR1 OR circuit 10 Control circuit 12 Voltage detection circuit

Claims (4)

スイッチング素子のゲートを駆動するゲート駆動回路であって、
制御信号により前記スイッチング素子を駆動する駆動部と、
前記スイッチング素子の第1主端子と第2主端子との間に接続され、第1コンデンサと第1抵抗とが直列に接続された微分回路と、
前記第1抵抗の両端に接続され、第2抵抗と第2コンデンサとが直列に接続された積分回路と、
前記第2コンデンサの電圧が基準電圧以上となった場合に前記第1主端子及び前記第2主端子間の電圧が所定電圧以上になったと判定し、前記スイッチング素子をオンさせて前記第1主端子及び前記第2主端子間の電圧をクランプさせる過電圧保護部と、
を備えることを特徴とする過電圧保護回路。
A gate drive circuit for driving the gate of the switching element,
A driving unit for driving the switching element by a control signal;
A differential circuit connected between a first main terminal and a second main terminal of the switching element, wherein a first capacitor and a first resistor are connected in series;
An integrating circuit connected to both ends of the first resistor, wherein a second resistor and a second capacitor are connected in series;
When the voltage of the second capacitor is equal to or higher than a reference voltage, it is determined that the voltage between the first main terminal and the second main terminal is equal to or higher than a predetermined voltage, the switching element is turned on, and An overvoltage protection unit for clamping a voltage between the terminal and the second main terminal;
An overvoltage protection circuit comprising:
前記過電圧保護部は、前記第2コンデンサの電圧と基準電圧とを比較して前記第2コンデンサの電圧が基準電圧以上となった場合に保護信号を出力する比較部と、
前記比較部からの保護信号を所定時間だけ遅延させて前記スイッチング素子の制御端子に印加する遅延回路と、
を備えることを特徴とする請求項1記載の過電圧保護回路。
The overvoltage protection unit compares the voltage of the second capacitor with a reference voltage, and outputs a protection signal when the voltage of the second capacitor is equal to or higher than a reference voltage;
A delay circuit for delaying the protection signal from the comparison unit by a predetermined time and applying the delayed signal to the control terminal of the switching element;
The overvoltage protection circuit according to claim 1, further comprising:
前記スイッチング素子は、GaN HEMTであることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の過電圧保護回路。   The overvoltage protection circuit according to claim 1, wherein the switching element is a GaN HEMT. 前記第1コンデンサは、ツェナーダイオードの接合容量からなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の過電圧保護回路。   4. The overvoltage protection circuit according to claim 1, wherein the first capacitor includes a junction capacitance of a Zener diode. 5.
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