JP2014230307A - 電力変換装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のIGBTをそれぞれ駆動する駆動回路を、各IGBTにそれぞれ対応付けて設けられて、該IGBTに対するゲート抵抗を変化させる複数の可変ゲート抵抗回路と、前記IGBTにそれぞれ流れる電流パルスの時間的なずれに応じて前記各可変ゲート抵抗回路を制御して、前記IGBTのターンオン・ターンオフ制御開始時における各ゲート抵抗を変化させる制御回路とを備える。特に前記可変ゲート抵抗回路は、前記IGBTのターンオン・ターンオフ制御開始時に、該IGBTのゲート電圧がターンオン・ターンオフする閾値電圧に達するまでの期間だけ前記可変ゲート抵抗回路の抵抗値を変化させる。
【選択図】 図1
Description
前記各駆動回路を、前記パワー半導体素子または前記パワー半導体モジュールにそれぞれ対応付けて設けられて、該パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールに対するゲート抵抗を変化させる複数の可変ゲート抵抗回路と、
前記パワー半導体素子または前記パワー半導体モジュールにそれぞれ流れる電流パルスの時間的なずれに応じて前記各可変ゲート抵抗回路を制御して、前記パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールのターンオン制御開始時およびターンオフ制御開始時における各ゲート抵抗を変化させる制御回路とを備えた構成とし、
前記複数の可変ゲート抵抗回路により、前記パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールのターンオン・タイミングおよびターンオフ・タイミングをそれぞれ制御することを特徴としている。
2(2a〜2n) IGBT(パワー半導体素子)
3 入力アンプ
4(4a〜4n) 出力アンプ
5(5a〜5n) 可変ゲート抵抗回路
6(6a〜6n) 制御回路
7 比較器
8 排他的論理和回路(EX-NOR)
11 デジタルインターフェース回路
12 制御部
13 デコーダ
14 MOS-FET
15 タイミング・期間制御部
16 ゲート電圧制御部
17 デジタル・ポテンショメータ
20 出力抵抗可変ゲートドライバ
21a〜21d 信号出力回路
22a〜22d 信号出力回路
Rg1〜Rgn 抵抗
SW1〜SWn スイッチ素子(例えばMOS-FET)
PM1〜PMn p型のMOS-FET
NM1〜NMn n型のMOS-FET
Claims (11)
- 並列に設けられた複数のパワー半導体素子またはパワー半導体モジュールと、これらの各パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールを同時に並列的にオン駆動する複数の駆動回路とを備えた電力変換装置であって、
前記各駆動回路は、前記パワー半導体素子または前記パワー半導体モジュールにそれぞれ対応付けて設けられて、該パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールに対するゲート抵抗を変化させる複数の可変ゲート抵抗回路と、
前記パワー半導体素子または前記パワー半導体モジュールにそれぞれ流れる電流パルスの時間的なずれに応じて前記各可変ゲート抵抗回路を制御して、前記パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールのターンオン制御開始時およびターンオフ制御開始時における各ゲート抵抗を変化させる制御回路とを具備し、
前記複数の可変ゲート抵抗回路により、前記パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールのターンオン・タイミングおよびターンオフ・タイミングをそれぞれ制御することを特徴とする電力変換装置。 - 前記パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールは、高耐圧のIGBTまたはIGBTモジュール、若しくは高耐圧のMOS-FETまたはMOS-FETモジュールである請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記制御回路は、前記パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールのターンオン制御開始時およびターンオフ制御開始時に、該パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールのゲート電圧がターンオン閾値電圧またはターンオフ閾値電圧に達するまでの期間だけ前記可変ゲート抵抗回路の抵抗値を変化させるものである請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記可変ゲート抵抗回路は、前記パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールのターンオン制御開始時およびターンオフ制御開始時に抵抗値を変えて該パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールの寄生容量の充放電に要する時間を制御した後、前記抵抗値を所定値に設定して前記パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールに流れる電流の立ち上りおよび立ち下り特性を一定化するものである請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記可変ゲート抵抗回路は、複数の抵抗と、これらの抵抗を前記パワー半導体素子またはパワー半導体モジュールのゲートに選択的に接続する複数のスイッチ素子とからなり、
前記パワー半導体素子またはパワー半導体モジュール間での電流パルスの時間的なずれに応じて生成された制御信号に基づいて前記複数のスイッチ素子を選択的にオン・オフ制御して抵抗値を可変設定するものである請求項1に記載の電力変換装置。 - 前記スイッチ素子は、前記制御信号に従ってオン・オフ制御されるMOS-FETからなる請求項5に記載の電力変換装置。
- 前記可変ゲート抵抗回路は、オン抵抗が可変設定されるMOS-FETと、前記制御信号に従って前記MOS-FETのゲートに印加するゲート電圧を制御するゲート電圧制御部、および前記ゲート電圧の印加タイミングを制御するタイミング制御部とを備えたものである請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記可変ゲート抵抗回路は、制御信号に従って出力抵抗が可変設定されるゲートドライバ回路、またはデジタル・ポテンショメータからなる請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記可変ゲート抵抗回路は、前記パワー半導体素子または前記パワー半導体モジュールをオン・オフ駆動する駆動信号を生成する出力アンプの出力段に設けられて出力抵抗可変ドライバを構成するものである請求項1に記載の電力変換装置。
- 前記出力抵抗可変ドライバの出力段は、並列に設けられて選択的に駆動される複数の信号出力回路からなる請求項9に記載の電力変換装置。
- 前記信号出力回路は、トーテムポール接続されたp型のMOS-FETとn型のMOS-FETとの対からなる請求項10に記載の電力変換装置。
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