JP2018186691A - 半導体素子の駆動装置 - Google Patents
半導体素子の駆動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018186691A JP2018186691A JP2017089012A JP2017089012A JP2018186691A JP 2018186691 A JP2018186691 A JP 2018186691A JP 2017089012 A JP2017089012 A JP 2017089012A JP 2017089012 A JP2017089012 A JP 2017089012A JP 2018186691 A JP2018186691 A JP 2018186691A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- semiconductor element
- circuit
- overcurrent
- gate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 159
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 13
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
- H02H7/122—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters
- H02H7/1227—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for inverters, i.e. dc/ac converters responsive to abnormalities in the output circuit, e.g. short circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0828—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in composite switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/081—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
- H03K17/0814—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
- H03K17/08148—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in composite switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/567—Circuits characterised by the use of more than one type of semiconductor device, e.g. BIMOS, composite devices such as IGBT
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0027—Measuring means of, e.g. currents through or voltages across the switch
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
【解決手段】駆動装置1において、半導体素子に流れる電流を電圧変換して検出する電流検出回路7により検出された電流検出電圧を過電流検出閾値電圧と比較して半導体素子に流れる過電流を検出する過電流検出回路8と、過電流検出時に前記半導体素子のオン・オフ駆動を制御して前記半導体素子の熱破壊を防止する保護回路10と、前記半導体素子のゲート電圧が基準電圧よりも低い時には、過電流検出閾値電圧を第1の閾値電圧に設定し、ゲート電圧が基準電圧よりも低い時には、第1の閾値電圧よりも低い第2の閾値電圧に設定するゲート電圧検出回路11とを備える。
【選択図】図1
Description
前記半導体素子に流れる電流を電圧変換して検出する電流検出回路と、
この電流検出回路により検出された電流検出電圧を所定の過電流検出閾値電圧と比較して前記半導体素子に流れる過電流を検出する過電流検出回路と、
この過電流検出回路による過電流検出時に前記半導体素子のオン・オフ駆動を制御して前記半導体素子の熱破壊を防止する保護回路と、
前記半導体素子のゲート電圧に応じて前記過電流検出閾値電圧を第1の閾値電圧、または第1の閾値電圧よりも低い第2の閾値電圧に選択的に切換えるゲート電圧検出回路と
を備えたことを特徴としている。
前記半導体素子のゲート電圧に応じて前記保護回路の動作開始タイミングを調整するタイミング調整回路を備えて構成されることを特徴としている。
2 IGBT(電圧制御形の半導体素子)
3 フリーホイーリング・ダイオード
4 ドライブ回路
5 P型MOS-FET
6 N型MOS-FET
7 電流検出回路
8 過電流検出回路(比較器)
9 タイミング調整回路(ローパス・フィルタ回路)
10 保護回路(ロジック回路)
11 ゲート電圧検出回路(分圧回路)
12 比較器
13 スイッチ回路
14 反転回路
15 スイッチ回路
16 タイミング調整回路(第2のローパス・フィルタ回路)
17, 18 アンド・ゲート回路
19 オア回路
Claims (8)
- 電圧制御形の半導体素子をオン・オフ駆動する半導素子の駆動装置であって、
前記半導体素子に流れる電流を電圧変換して検出する電流検出回路と、
この電流検出回路により検出された電流検出電圧を所定の過電流検出閾値電圧と比較して前記半導体素子に流れる過電流を検出する過電流検出回路と、
この過電流検出回路による過電流検出時に前記半導体素子のオン・オフ駆動を制御して前記半導体素子の熱破壊を防止する保護回路と、
前記半導体素子のゲート電圧に応じて前記過電流検出閾値電圧を第1の閾値電圧、または第1の閾値電圧よりも高い第2の閾値電圧に選択的に切換えるゲート電圧検出回路と
を備えたことを特徴とする半導体素子の保護装置。 - 前記ゲート電圧検出回路は、前記ゲート電圧が所定のゲート基準電圧よりも高い時には前記第1の閾値電圧を選択し、前記ゲート電圧が所定のゲート基準電圧よりも低い時には前記第2の閾値電圧を選択するものである請求項1に記載の半導体素子の保護装置。
- 前記半導体素子は、コレクタ・エミッタ間に流れる電流に比例した電流を出力する電流検出端子を備えたIGBTである請求項1に記載の半導体素子の保護装置。
- 前記電流検出回路は、抵抗を介して前記半導体素子が備える電流検出端子から出力されるセンス電流を電圧変換して前記半導体素子に流れる過電流を検出するものである請求項1に記載の半導体素子の保護装置。
- 前記ゲート電圧検出回路は、前記半導体素子がオン状態でゲート電圧が高いときに前記過電流検出回路に前記第1の閾値電圧を設定し、前記半導体素子のターン・オンまたはターン・オフに伴ってゲート電圧が低下したときに前記過電流検出回路に前記第2の閾値電圧を設定するものである請求項1に記載の半導体素子の保護装置。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の半導体素子の保護装置において、
更に前記半導体素子のゲート電圧に応じて前記保護回路の動作開始タイミングを調整するタイミング調整回路を備えることを特徴とする半導体素子の保護装置。 - 前記タイミング調整回路は、前記半導体素子のターン・オン時およびターン・オフ時における前記保護回路の動作開始タイミングを所定時間遅らせて過電流の誤検出を防止するものである請求項6に記載の半導体素子の保護装置。
- 前記タイミング調整回路は、前記過電流検出回路により検出された過電流検出信号Socを遅延して前記保護回路に与える遅延回路からなり、前記半導体素子のゲート電圧に応じて該遅延回路による遅延時間を変更するものである請求項6に記載の半導体素子の保護装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017089012A JP6939059B2 (ja) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 半導体素子の駆動装置 |
CN201810182900.0A CN108809059B (zh) | 2017-04-27 | 2018-03-06 | 半导体元件的驱动装置 |
US15/913,626 US10910823B2 (en) | 2017-04-27 | 2018-03-06 | Semiconductor device driving device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017089012A JP6939059B2 (ja) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 半導体素子の駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018186691A true JP2018186691A (ja) | 2018-11-22 |
JP6939059B2 JP6939059B2 (ja) | 2021-09-22 |
Family
ID=63916874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017089012A Active JP6939059B2 (ja) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | 半導体素子の駆動装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10910823B2 (ja) |
JP (1) | JP6939059B2 (ja) |
CN (1) | CN108809059B (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021010285A (ja) * | 2019-07-03 | 2021-01-28 | 富士電機株式会社 | 半導体素子の電流検出回路及び電流検出方法、並びに半導体モジュール |
JP2021010153A (ja) * | 2019-07-03 | 2021-01-28 | 富士電機株式会社 | 半導体素子の電流検出回路及び電流検出方法、並びに半導体モジュール |
JP7031078B1 (ja) * | 2021-06-16 | 2022-03-07 | 三菱電機株式会社 | ゲート駆動回路 |
JPWO2022054452A1 (ja) * | 2020-09-11 | 2022-03-17 | ||
JP7183375B1 (ja) | 2021-11-25 | 2022-12-05 | 三菱電機株式会社 | 保護回路、及び電力変換装置 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112016003049T5 (de) * | 2016-02-17 | 2018-03-29 | Fuji Electric Co., Ltd. | Überstromschutzvorrichtung für halbleitervorrichtung |
JP7140045B2 (ja) * | 2019-05-15 | 2022-09-21 | 株式会社デンソー | 駆動回路 |
CN111463745B (zh) * | 2020-04-14 | 2022-03-18 | 湖南三一智能控制设备有限公司 | 过流保护中干扰信号的去除方法和系统 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05275999A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | パワーデバイスの駆動保護回路 |
JPH06120787A (ja) * | 1992-10-09 | 1994-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | パワーデバイスの過電流保護回路及び半導体集積回路装置 |
JPH11112313A (ja) * | 1997-10-02 | 1999-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体回路及びパワートランジスタ保護回路 |
JP2001345688A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-12-14 | Denso Corp | 半導体スイッチング素子駆動回路 |
US6717785B2 (en) * | 2000-03-31 | 2004-04-06 | Denso Corporation | Semiconductor switching element driving circuit |
CN103036542A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3361874B2 (ja) | 1994-02-28 | 2003-01-07 | 三菱電機株式会社 | 電界効果型半導体装置 |
JP2005323413A (ja) * | 2004-05-06 | 2005-11-17 | Rohm Co Ltd | 過電流検出回路及びこれを有する電源装置 |
JP5003105B2 (ja) | 2006-11-02 | 2012-08-15 | 富士電機株式会社 | 電流制限回路 |
JP5678498B2 (ja) | 2010-07-15 | 2015-03-04 | 富士電機株式会社 | 電力用半導体素子のゲート駆動回路 |
JP5136608B2 (ja) * | 2010-07-29 | 2013-02-06 | 株式会社デンソー | スイッチング素子の駆動装置 |
JP5790880B2 (ja) * | 2012-06-22 | 2015-10-07 | 富士電機株式会社 | 過電流検出装置及びこれを使用したインテリジェントパワーモジュール |
JP6090256B2 (ja) * | 2014-08-05 | 2017-03-08 | 株式会社デンソー | 半導体スイッチング素子の駆動回路及び半導体スイッチング素子モジュール |
-
2017
- 2017-04-27 JP JP2017089012A patent/JP6939059B2/ja active Active
-
2018
- 2018-03-06 US US15/913,626 patent/US10910823B2/en active Active
- 2018-03-06 CN CN201810182900.0A patent/CN108809059B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05275999A (ja) * | 1992-03-30 | 1993-10-22 | Mitsubishi Electric Corp | パワーデバイスの駆動保護回路 |
JPH06120787A (ja) * | 1992-10-09 | 1994-04-28 | Mitsubishi Electric Corp | パワーデバイスの過電流保護回路及び半導体集積回路装置 |
US5375029A (en) * | 1992-10-09 | 1994-12-20 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Overcurrent protection circuit of power device and semiconductor integrated circuit device |
JPH11112313A (ja) * | 1997-10-02 | 1999-04-23 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体回路及びパワートランジスタ保護回路 |
US6057728A (en) * | 1997-10-02 | 2000-05-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor circuit and power transistor protection circuit |
JP2001345688A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-12-14 | Denso Corp | 半導体スイッチング素子駆動回路 |
US6717785B2 (en) * | 2000-03-31 | 2004-04-06 | Denso Corporation | Semiconductor switching element driving circuit |
CN103036542A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-10 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
JP2013077976A (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-25 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021010285A (ja) * | 2019-07-03 | 2021-01-28 | 富士電機株式会社 | 半導体素子の電流検出回路及び電流検出方法、並びに半導体モジュール |
JP2021010153A (ja) * | 2019-07-03 | 2021-01-28 | 富士電機株式会社 | 半導体素子の電流検出回路及び電流検出方法、並びに半導体モジュール |
JP7346944B2 (ja) | 2019-07-03 | 2023-09-20 | 富士電機株式会社 | 半導体素子の電流検出回路及び電流検出方法、並びに半導体モジュール |
JP7408934B2 (ja) | 2019-07-03 | 2024-01-09 | 富士電機株式会社 | 半導体素子の電流検出回路及び電流検出方法、並びに半導体モジュール |
JPWO2022054452A1 (ja) * | 2020-09-11 | 2022-03-17 | ||
WO2022054452A1 (ja) * | 2020-09-11 | 2022-03-17 | 富士電機株式会社 | 過電流検出回路および駆動回路 |
JP7420273B2 (ja) | 2020-09-11 | 2024-01-23 | 富士電機株式会社 | 過電流検出回路および駆動回路 |
JP7031078B1 (ja) * | 2021-06-16 | 2022-03-07 | 三菱電機株式会社 | ゲート駆動回路 |
WO2022264299A1 (ja) * | 2021-06-16 | 2022-12-22 | 三菱電機株式会社 | ゲート駆動回路 |
JP7183375B1 (ja) | 2021-11-25 | 2022-12-05 | 三菱電機株式会社 | 保護回路、及び電力変換装置 |
JP2023077493A (ja) * | 2021-11-25 | 2023-06-06 | 三菱電機株式会社 | 保護回路、及び電力変換装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108809059A (zh) | 2018-11-13 |
JP6939059B2 (ja) | 2021-09-22 |
US10910823B2 (en) | 2021-02-02 |
CN108809059B (zh) | 2021-08-20 |
US20180316182A1 (en) | 2018-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6939059B2 (ja) | 半導体素子の駆動装置 | |
JP3886876B2 (ja) | 電力用半導体素子の駆動回路 | |
JP6402591B2 (ja) | 半導体装置 | |
US7151401B2 (en) | Semiconductor apparatus | |
JP6787348B2 (ja) | 半導体素子の過電流保護装置 | |
US7368972B2 (en) | Power transistor control device | |
US9257830B2 (en) | Semiconductor device | |
JP4770304B2 (ja) | 半導体素子のゲート駆動回路 | |
JP3885563B2 (ja) | パワー半導体駆動回路 | |
JPH0965644A (ja) | 絶縁ゲートトランジスタ駆動回路 | |
JP2005269446A (ja) | 電圧駆動型半導体素子用駆動回路 | |
JP6142917B2 (ja) | パワーデバイスの駆動回路 | |
JP3645220B2 (ja) | パワーモジュール | |
CN113504446A (zh) | 被配置为检测故障的电路及检测故障的方法 | |
KR20160100846A (ko) | 제어 회로 및 전력 반도체 스위치를 턴 온 하기 위한 제어 방법 | |
JP2007221473A (ja) | スイッチング回路の駆動回路及びスイッチング回路 | |
JP6350214B2 (ja) | 駆動装置 | |
JP2004253582A (ja) | 半導体装置の駆動方法および装置 | |
JPH1051285A (ja) | 電圧制御型トランジスタの駆動回路 | |
JP7330305B2 (ja) | 半導体スイッチング素子駆動回路及び半導体装置 | |
JP4413482B2 (ja) | 電力用半導体素子の駆動回路 | |
JP6847641B2 (ja) | ゲート駆動回路 | |
JP7326762B2 (ja) | 半導体モジュールおよび駆動回路 | |
JP6622405B2 (ja) | インバータ駆動装置 | |
JP6025145B2 (ja) | インバータ制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200313 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210202 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210310 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210413 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210513 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210803 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210816 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6939059 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |