JP2013168905A - パワーデバイス制御回路およびパワーデバイス回路 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係るパワーデバイス制御回路200は、パワーデバイス100のゲート端子100aにゲート駆動信号を入力するパワーデバイス制御回路であって、パワーデバイス100を制御するためのパワーデバイス制御信号1aを受ける制御信号入力回路2と、制御信号入力回路2に接続された駆動系統制御回路4と、駆動系統制御回路4から、駆動回路制御信号1cを受けてパワーデバイス100を駆動する、複数の駆動系統5a、5b、5cを有する駆動回路5と、所定の信号、即ちパワーデバイス制御信号1aが入力されてから一定時間後に、駆動回路制御信号1cによって駆動系統5bを切り替えることにより、駆動系統制御回路4のパワーデバイス100を駆動する駆動能力を変化させるタイマ回路3とを備える。
【選択図】図1
Description
<回路構成>
図1に本実施の形態におけるパワーデバイス制御回路のブロック図を示す。パワーデバイス制御回路200に、制御対象であるパワーデバイス100のゲート端子100aが接続されている。パワーデバイス100は、例えば、還流ダイオードが接続されたIGBTである。
図3に、本実施の形態におけるパワーデバイス制御回路200の動作シーケンスを示す。まず、タイマ回路3がなく、パワーデバイス100を第1駆動系統5aのみで駆動する場合を考える。この場合のゲート電圧の変化を図3(c)に破線で示す。
本実施の形態におけるパワーデバイス制御回路200は、パワーデバイス100のゲート端子100aにゲート駆動信号を入力するパワーデバイス制御回路であって、パワーデバイス100を制御するためのパワーデバイス制御信号1aを受ける制御信号入力回路2と、制御信号入力回路2に接続された駆動系統制御回路4と、駆動系統制御回路4から、駆動回路制御信号1cを受けてパワーデバイス100を駆動する、複数の駆動系統5a、5b、5cを有する駆動回路5と、所定の信号、即ちパワーデバイス制御信号1aが入力されてから一定時間後に、駆動回路制御信号1cによって駆動系統5bを切り替えることにより、駆動系統制御回路4のパワーデバイス100を駆動する駆動能力を変化させるタイマ回路3とを備える。
本実施の形態におけるパワーデバイス制御回路のブロック図を図4に示す。実施の形態1では、タイマ回路3への入力信号として、パワーデバイス制御信号1aが入力されていたが、本実施の形態では、駆動回路制御信号1cが入力される点が異なる。その他の回路構成は実施の形態1と同じであるので、説明を省略する。
本実施の形態におけるパワーデバイス制御回路200に備わるタイマ回路3に入力される所定の信号は、駆動回路制御信号1cである。従って、実施の形態1と比べると、タイマ回路3のタイマカウント時間が短いので、時定数回路を構成するコンデンサのコンデンサ容量を小さくすることができるため、回路の小型化、低コスト化が可能である。また、カウント時間が短くなることで、カウント時間のばらつきが小さくなり、高精度な制御が可能である。
図6に本実施の形態におけるパワーデバイス制御回路のブロック図を示す。実施の形態1および実施の形態2と異なり、タイマ回路が2個備わっている。第1タイマ回路6と第2タイマ回路7でタイマカウント時間をずらして設定しておくことで、タイマ信号1d,1eが駆動系統制御回路4に入力される時間差が生じ、この時間差を利用して、段階的に駆動系統5a,5b,5cを切り替えることが可能となる。
本実施の形態のパワーデバイス制御回路の回路図を図7に示す。実施の形態1においては、駆動回路5の各駆動系統に抵抗素子を接続することで、定電圧出力となっていたが、本実施の形態においては、第1駆動系統5aおよび第2駆動系統5bが定電流を出力する点が、実施の形態1と異なる。
本実施の形態におけるパワーデバイス制御回路200において、駆動系統5a,5bは、定電流を出力することを特徴とする。従って、定電流駆動によってパワーデバイス100のターンオンを行うため、パワーデバイス100のゲート−エミッタ容量およびゲート−コレクタ容量は定電流にて充電される。よって、ゲート電圧は時間に対して線形に変化するので、ゲート電圧の制御が容易になる。
本実施の形態におけるパワーデバイス制御回路は、実施の形態1〜4のいずれかで説明したパワーデバイス制御回路200であって、その全体が1つのICに内蔵されるか、または複数のICに分散して内蔵される。
本実施の形態におけるパワーデバイス回路は、実施の形態1〜4のいずれかで説明したパワーデバイス制御回路200と、それによって駆動されるパワーデバイス100とで構成される。パワーデバイス回路として、例えば、IPM(Intelligent Power Module)が考えられる。パワーデバイス100は、例えば、実施の形態1で述べた様に、IGBTと還流ダイオードとで構成される。
Claims (15)
- パワーデバイスのゲート端子にゲート駆動信号を入力するパワーデバイス制御回路であって、
パワーデバイスを制御するためのパワーデバイス制御信号を受ける制御信号入力回路と、
前記制御信号入力回路に接続された駆動系統制御回路と、
前記駆動系統制御回路から、駆動回路制御信号を受けて前記パワーデバイスを駆動する、複数の駆動系統を有する駆動回路と、
所定の信号が入力されてから一定時間後に、前記駆動回路制御信号によって前記駆動系統を切り替えることにより、前記駆動系統制御回路の前記パワーデバイスを駆動する駆動能力を変化させるタイマ回路と、
を備える、
パワーデバイス制御回路。 - 前記所定の信号は、前記パワーデバイス制御信号である、
請求項1に記載のパワーデバイス制御回路。 - 前記所定の信号は、前記駆動回路制御信号である、
請求項1に記載のパワーデバイス制御回路。 - 前記タイマ回路は、複数備わることを特徴とする、
請求項1に記載のパワーデバイス制御回路。 - 前記タイマ回路は、時定数回路であることを特徴とする、
請求項1〜4のいずれかに記載のパワーデバイス制御回路。 - 前記タイマ回路は、デジタル信号で動作する回路であることを特徴とする、
請求項1〜4のいずれかに記載のパワーデバイス制御回路。 - 前記駆動系統は、定電圧を出力することを特徴とする、
請求項1〜6のいずれかに記載のパワーデバイス制御回路。 - 前記駆動系統は、定電流を出力することを特徴とする、
請求項1〜6のいずれかに記載のパワーデバイス制御回路。 - 各前記駆動系統は、同一または同種の駆動素子をそれぞれ備えることを特徴とする、
請求項1〜8のいずれかに記載のパワーデバイス制御回路。 - 前記駆動系統の個数は2である、
請求項1〜8のいずれかに記載のパワーデバイス制御回路。 - 前記パワーデバイス制御回路は、その全体が1つのICに内蔵されるか、または複数のICに分散して内蔵されていることを特徴とする、
請求項1〜10のいずれかに記載のパワーデバイス制御回路。 - 請求項1〜10のいずれかに記載のパワーデバイス制御回路と、
前記パワーデバイス制御回路と接続されたパワーデバイスと、
を備えるパワーデバイス回路。 - 前記パワーデバイスは、SiCまたはGaNを材料とする素子から成ることを特徴とする、
請求項12に記載のパワーデバイス回路。 - 前記パワーデバイスは、
ダイオードをさらに備え、
前記ダイオードは、SiCまたはGaNを材料とすることを特徴とする、
請求項12に記載のパワーデバイス回路。 - 前記パワーデバイスは、Si、SiC、GaNのいずれかを材料とするRC−IGBTである、
請求項12に記載のパワーデバイス回路。
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