JP2973997B2 - Drive circuit for voltage-driven semiconductor devices - Google Patents
Drive circuit for voltage-driven semiconductor devicesInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＧＢＴ，パワー
ＭＯＳＦＥＴなどの電圧駆動形半導体素子の駆動回路に
関し、特に、インバータなどの電力変換装置において、
短絡事故などによって生じる過電流から、これらの素子
を保護する過電流保護機能を有する駆動回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving circuit for a voltage-driven semiconductor device such as an IGBT or a power MOSFET, and more particularly, to a power conversion device such as an inverter.
The present invention relates to a drive circuit having an overcurrent protection function for protecting these elements from overcurrent caused by a short circuit accident or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】前記のごとき電力変換装置では、運転中
の過電流故障の中で、素子破壊につながる故障として負
荷短絡や地絡がある。電圧駆動形半導体素子としてＩＧ
ＢＴを例にとり、電力変換装置における短絡事故時の模
擬回路と、素子の電圧、電流波形を図２、図３に示す。2. Description of the Related Art In an electric power converter as described above, among overcurrent faults during operation, faults leading to element destruction include a load short circuit and a ground fault. IG as a voltage drive type semiconductor device
Taking a BT as an example, FIGS. 2 and 3 show a simulation circuit at the time of a short circuit accident in the power converter, and the voltage and current waveforms of the elements.
【０００３】短絡期間中は、ＩＧＢＴ２にはほぼ直流回
路電圧が印加された状態で短絡電流が流れる。図中１は
直流電源、３は配線インダクタンスを示す。[0003] During the short-circuit period, a short-circuit current flows through the IGBT 2 while a DC circuit voltage is substantially applied thereto. In the figure, reference numeral 1 denotes a DC power supply, and 3 denotes a wiring inductance.
【０００４】この短絡電流は直流定格電流の５〜６倍
（高耐圧の素子では10倍程度) にも達する。従って、短
絡期間中に素子に印加される瞬時電力は極めて大きく、
短絡検知後、所定の時間（10μsec 程度）内にゲートを
オフすることにより過電流をしゃ断する必要がある。This short-circuit current reaches 5 to 6 times the DC rated current (about 10 times for a high breakdown voltage element). Therefore, the instantaneous power applied to the element during the short circuit period is extremely large,
After detecting the short circuit, it is necessary to cut off the overcurrent by turning off the gate within a predetermined time (about 10 μsec).
【０００５】過電流保護機能を持つ駆動回路の従来例を
図４に示す。４は主スイッチング素子としてのＩＧＢ
Ｔ、５は信号絶縁用フォトカプラ、６および７はそれぞ
れオンゲート電圧印加用電圧源とオフゲート電圧印加用
電圧源であり、これら電圧源６，７には、フォトカプラ
５によりトランジスタ８を介して与えられる信号により
該フォトカプラ５と相補的に動作する１対のトランジス
タ９，10が接続されている。これら出力段トランジスタ
９，10のエミッタ同士は抵抗11を介してＩＧＢＴ４のベ
ースに、また電圧源６，７の接続中点はＩＧＢＴ４のエ
ミッタに接続されて駆動部が構成される。FIG. 4 shows a conventional example of a drive circuit having an overcurrent protection function. 4 is IGB as main switching element
T and 5 are photocouplers for signal insulation, and 6 and 7 are a voltage source for applying an on-gate voltage and a voltage source for applying an off-gate voltage, respectively. These voltage sources 6 and 7 are supplied by the photocoupler 5 via the transistor 8. A pair of transistors 9 and 10 that operate complementarily to the photocoupler 5 in response to a given signal are connected. The emitters of the output stage transistors 9 and 10 are connected to the base of the IGBT 4 via the resistor 11, and the connection point between the voltage sources 6 and 7 is connected to the emitter of the IGBT 4 to form a drive unit.
【０００６】また、トランジスタ14、ツェナーダイオー
ド13、ダイオード15、及び抵抗17により、ＩＧＢＴ４の
コレクタ端子の電圧を監視し、かつこの電圧が所定の値
を越えたことを検出する過電流検知部が構成される。さ
らに、この過電流検知部の前段にはコンデンサ16により
遅延回路が形成される。Further, an overcurrent detecting section for monitoring the voltage of the collector terminal of the IGBT 4 and detecting that this voltage exceeds a predetermined value is constituted by the transistor 14, the Zener diode 13, the diode 15, and the resistor 17. Is done. Further, a delay circuit is formed by the capacitor 16 at a stage preceding the overcurrent detection unit.
【０００７】まず、通常の動作を説明する。フォトカプ
ラ５がオンすると、トランジスタ８がオフし、この結
果、トランジスタ９がオン、トランジスタ10がオフとな
って、ＩＧＢＴ４のゲート・エミッタ間には抵抗11を介
してオンゲート電圧Ｖ1 が印加される。First, a normal operation will be described. When the photocoupler 5 is turned on, the transistor 8 is turned off. As a result, the transistor 9 is turned on and the transistor 10 is turned off, and the on-gate voltage V 1 is applied between the gate and the emitter of the IGBT 4 via the resistor 11. .
【０００８】この際、トランジスタ８はオフとなること
から、抵抗12、ツェナーダイオード13を介してトランジ
スタ14にベース電流が流れようとするが、抵抗17を設け
ることによってトランジスタ14が動作するタイミングを
遅らせている。ＩＧＢＴ４のゲート・エミッタ間にオン
ゲート電圧が与えられると、このＩＧＢＴ４はオンしそ
のコレクタ・エミッタ間電圧はオン電圧（ＶCE(ON)とす
る) まで低下する。従って、 ＶZD1 ＋ＶBE ＞Ｖ2 ＋ＶCE(ON)＋ＶF ＶZD1 ：ツェナーダイオード13のしきい電圧 ＶBE ：トランジスタ14のベース・エミッタ間電圧 ＶF ：ダイオード15の順方向電圧 となるように部品を選定して置くことにより、ＩＧＢＴ
４のオン状態ではトランジスタ14をオフに保っている。At this time, since the transistor 8 is turned off, a base current tends to flow to the transistor 14 via the resistor 12 and the Zener diode 13. However, the provision of the resistor 17 delays the operation of the transistor 14. ing. When an on-gate voltage is applied between the gate and the emitter of the IGBT 4, the IGBT 4 is turned on, and the voltage between the collector and the emitter of the IGBT 4 is reduced to the on-voltage (V CE (ON)) . Therefore, V ZD1 + V BE > V 2 + V CE (ON) + V F V ZD1 : threshold voltage of zener diode 13 V BE : base-emitter voltage of transistor 14 V F : forward voltage of diode 15 By selecting and placing parts, IGBT
4 keeps transistor 14 off.
【０００９】次に、フォトカプラ５がオフになると、ト
ランジスタ８がオンし、これにより、トランジスタ９が
オフ、トランジスタ10がオンとなって、ＩＧＢＴ４のゲ
ート・エミッタ間には抵抗11を介してオフゲート電圧が
印加されＩＧＢＴ４はオフとなる。このとき、トランジ
スタ８のオンによりコンデンサ16の電荷を放電してター
ンオン動作に備えている。Next, when the photocoupler 5 is turned off, the transistor 8 is turned on, whereby the transistor 9 is turned off and the transistor 10 is turned on, and the off-gate is connected between the gate and the emitter of the IGBT 4 via the resistor 11. The voltage is applied and the IGBT 4 is turned off. At this time, the charge of the capacitor 16 is discharged by turning on the transistor 8 to prepare for the turn-on operation.
【００１０】さて、ＩＧＢＴ４のオン期間中に、短絡事
故が発生した場合には、コレクタ・エミッタ間電圧の増
大に伴い、 ＶZD1 ＋ＶBE ＜Ｖ2 ＋ＶCE(ON)＋ＶF となり、トランジスタ14が導通し、ＩＧＢＴ４のゲート
・エミッタ間にオフゲート電圧を印加してＩＧＢＴ４を
オフし、過電流をしゃ断する。If a short circuit occurs during the ON period of the IGBT 4, the voltage V ZD1 + V BE <V 2 + V CE (ON) + V F with the increase of the collector-emitter voltage, and the transistor 14 is turned on. The IGBT 4 is turned on to turn off the IGBT 4 by applying an off-gate voltage between the gate and the emitter of the IGBT 4, thereby cutting off the overcurrent.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】前記図４に示す従来の
駆動回路の過電流保護動作では、トランジスタ14の導通
と同時にＩＧＢＴ４のゲートにはオフゲート電圧が印加
されることから過電流をしゃ断する際の電流の減少率
（−ｄｉ／ｄｔ）が大きく、このため、ＩＧＢＴ４には
配線のインダクタンスに誘起した電圧（ｌｓ・ｄｉ／ｄ
ｔ）と直流回路電圧の和の電圧である過大な電圧が加わ
る危険性がある。In the overcurrent protection operation of the conventional drive circuit shown in FIG. 4, the off-gate voltage is applied to the gate of the IGBT 4 simultaneously with the conduction of the transistor 14, so that the overcurrent is cut off. Of the current (−di / dt) is large, so that the voltage (ls · di / d) induced in the wiring inductance is applied to the IGBT 4.
There is a risk that an excessive voltage which is the sum of t) and the DC circuit voltage is applied.
【００１２】また、コンデンサ16で構成される遅延回路
があることから、過電流の検知に時間遅れを生じ、短絡
発生から過電流のしゃ断までの間に素子で消費されるエ
ネルギーが必要以上に大きくなるという問題があった。Further, since there is a delay circuit constituted by the capacitor 16, a time delay occurs in the detection of the overcurrent, and the energy consumed by the element from the occurrence of the short circuit to the interruption of the overcurrent is unnecessarily large. There was a problem of becoming.
【００１３】本発明の目的は前記従来例の不都合を解消
し、過電流しゃ断時の飛躍電圧を抑制するとともに、素
子の消費エネルギーを低減して過電流から素子を確実に
保護できる電圧駆動形半導体素子の駆動回路を提供する
ことにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned disadvantages of the prior art, suppress a jump voltage at the time of overcurrent interruption, reduce the energy consumption of the element, and reliably protect the element from overcurrent. It is an object of the present invention to provide an element driving circuit.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、少なくとも信号絶縁用フォトカプラと相補的
に動作する１対の出力トランジスタを構成要素とする駆
動部と、駆動信号がある場合に電圧駆動形半導体素子の
入力側主端子の電圧を監視し、この電圧が所定の値を越
えたことを検出する検出手段と、電圧駆動形半導体素子
のゲートに電圧を印加し、前記検出手段が動作している
間、時間の経過に伴い、電圧駆動形半導体素子がオフす
るのに必要な逆バイアス電圧まで徐々に降下させる可変
電圧源と、前記可変電圧源と出力トランジスタのベース
端子間にこのベース端子側がアノードとなるように接続
されたダイオードと、前記検出手段が前記所定の値を越
えたことを検出した時に導通するトランジスタのコレク
タ端子と、信号絶縁用フォトカプラのコレクタ端子との
間に前記トランジスタ側を順方向に接続されたダイオー
ドとを備えたことを要旨とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a driving unit having at least a pair of output transistors operating at least complementarily to a signal isolating photocoupler, and a driving signal. Detecting means for monitoring the voltage of the input-side main terminal of the voltage-driven semiconductor element and detecting that this voltage has exceeded a predetermined value; and applying a voltage to the gate of the voltage-driven semiconductor element; During the operation, with the passage of time, a variable voltage source that gradually drops to a reverse bias voltage necessary for the voltage-driven semiconductor element to turn off, and between the variable voltage source and the base terminal of the output transistor. Connect so that this base terminal side becomes the anode
The detected diode and the detecting means exceed the predetermined value.
Collector that conducts when it detects
And the collector terminal of the signal isolation photocoupler.
A diode with the transistor side connected in the forward direction
The gist is to have
【００１５】本発明によれば、過電流検知後、半導体素
子のゲート・エミッタ間電圧は時間の経過と共に徐々に
減少する。半導体素子に流れる短絡電流ＩCPの値は、図
５に示すようにゲート・エミッタ間に印加される電圧Ｖ
GEに依存することから、ゲート・エミッタ間電圧の減少
に対応して短絡電流も減少する。従って、過電流をしゃ
断する際の−ｄｉ／ｄｔを小さな値に抑制できる。ま
た、ゲート・エミッタ間電圧が素子のしきい電圧より大
きければ、半導体素子は導通状態となることから、過電
流検知部のトランジスタの導通後、ゲート・エミッタ間
電圧がしきい電圧に等しくなるまでの時間を半導体素子
のターンオン時間以上に設定しておくことにより、従来
回路に必要であった遅延回路は不要となり、従って、過
電流発生時にも遅れなく保護動作が可能となり、素子が
消費するエネルギーを低減できる。According to the present invention, after overcurrent detection, the gate-emitter voltage of the semiconductor element gradually decreases with time. The value of the short-circuit current I CP flowing through the semiconductor element is equal to the voltage V applied between the gate and the emitter as shown in FIG.
Due to the dependence on GE , the short-circuit current decreases as the gate-emitter voltage decreases. Therefore, -di / dt at the time of interrupting the overcurrent can be suppressed to a small value. If the gate-emitter voltage is higher than the threshold voltage of the element, the semiconductor element will be in a conductive state, so that after the transistor of the overcurrent detecting section is turned on, the gate-emitter voltage becomes equal to the threshold voltage. By setting the time to be equal to or longer than the turn-on time of the semiconductor element, the delay circuit required for the conventional circuit becomes unnecessary, so that the protection operation can be performed without delay even when an overcurrent occurs, and the energy consumed by the element can be reduced. Can be reduced.
【００１６】さらに、前記作用に加えて、過電流検知部
が動作している間は、オフ信号が信号絶縁用フォトカプ
ラに入力されても、ゲート・オフ動作をさせずに可変電
圧源の動作を優先して行うので、過電流保護動作が継続
して行われることになる。Further, in addition to the above operation, while the overcurrent detection section is operating, even if an off signal is input to the signal isolating photocoupler, the operation of the variable voltage source is performed without performing the gate-off operation. Is performed with priority, so that the overcurrent protection operation is continuously performed.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、図面について本発明の実施
の形態を詳細に説明する。第１図は本発明の電圧駆動形
半導体素子の駆動回路の実施形態を示す回路図で、前記
従来例を示す図４と同一構成要素には同一参照符号を付
したものである。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a drive circuit for a voltage-driven semiconductor device according to the present invention, in which the same components as those in FIG.
【００１８】すなわち、主スイッチング素子としてのＩ
ＧＢＴ４に対し、信号絶縁用フォトカプラ５と、このフ
ォトカプラ５に対しトランジスタ８を介して相補的に動
作する１対のトランジスタ９，10及びこれに直列接続す
るオンゲート電圧印加用電圧源６、オフゲート電圧印加
用電圧源７と、抵抗11とで駆動部が形成される点は前記
従来例と同じである。That is, I as a main switching element
For the GBT 4, a signal isolating photocoupler 5, a pair of transistors 9 and 10, which operate complementarily to the photocoupler 5 via a transistor 8, and an on-gate voltage application voltage source 6 connected in series to the pair, and an off-gate The point that a driving section is formed by the voltage source 7 for voltage application and the resistor 11 is the same as the above-mentioned conventional example.
【００１９】本発明では前記従来回路でのダイオード1
5、ツェナーダイオード13、抵抗17及びトランジスタ14
からなり、ＩＧＢＴ４のコレクタ端子側の電圧を監視
し、この電圧が所定の値を越えたことを検出する過電流
検知部を、前記駆動部の出力段トランジスタ9 ，10のベ
ースに接続された抵抗18とコンデンサ20での可変電源か
らなる電圧制限回路に接続した。In the present invention, the diode 1 in the conventional circuit is used.
5, Zener diode 13, resistor 17, and transistor 14
An overcurrent detecting section for monitoring the voltage on the collector terminal side of the IGBT 4 and detecting that this voltage exceeds a predetermined value is connected to a resistor connected to the base of the output stage transistors 9 and 10 of the driving section. It was connected to a voltage limiting circuit consisting of a variable power supply with 18 and a capacitor 20.
【００２０】該コンデンサ20は抵抗19を介して正側端子
に接続され、また、このコンデンサ20と抵抗19との接続
中点はダイオード21を介して出力段トランジスタ９，10
のベースに接続され、その場合のダイオード21はトラン
ジスタ９，10側がアノードとなる。The capacitor 20 is connected to the positive terminal via a resistor 19, and a connection point between the capacitor 20 and the resistor 19 is connected via a diode 21 to output transistors 9 and 10.
In this case, the diode 21 has an anode on the transistors 9 and 10 side.
【００２１】一方、トランジスタ８のベースにトランジ
スタ23のベースが接続され、このトランジスタ23のコレ
クタは、前記過電流検知部のツェナーダイオード13とダ
イオード15の接続中点及び、抵抗22を介して正側端子に
接続され、エミッタは負側端子に接続されることにより
ＩＧＢＴ４のオン期間を検知し、これを過電流検知部に
伝える回路を構成した。また、信号絶縁用フォトカプラ
５のコレクタ端子とトランジスタ14のコレクタ端子との
間にトランジスタ側を順方向にダイオード24を接続し
た。 On the other hand, the base of the transistor 8 is connected to the base of the transistor 23. The collector of the transistor 23 is connected to the midpoint of the connection between the Zener diode 13 and the diode 15 of the overcurrent detecting section and to the positive side via the resistor 22. The terminal is connected to the negative terminal, and the emitter is connected to the negative terminal to detect the ON period of the IGBT 4 and transmit a signal to the overcurrent detection unit. Also, photocouplers for signal insulation
5 and the collector terminal of transistor 14
Connect the diode 24 between the transistors in the forward direction.
Was.
【００２２】次に、動作について説明する。コンデンサ
20は最初抵抗19を介して電圧源６，７により充電され、
コンデンサ20の両端電圧はＶ1 ＋Ｖ2 となる。コンデン
サ20の正側端子とトランジスタ９，10のベースとの間に
は、図示のように、ダイオード21がこのベース端子側が
アノードとなるように接続されていることから、通常の
動作にはほとんど影響を及ぼさない。Next, the operation will be described. Capacitor
20 is first charged by the voltage sources 6, 7 via the resistor 19,
The voltage across capacitor 20 is V 1 + V 2 . As shown, a diode 21 is connected between the positive terminal of the capacitor 20 and the bases of the transistors 9 and 10 so that the base terminal side serves as an anode. Has no effect.
【００２３】過電流を検知した場合、トランジスタ14が
導通する。これに伴い、コンデンサ20の電荷は抵抗18を
介して放電される。そして、コンデンサ20の両端電圧と
Ｖ2の差の電圧がダイオード21、トランジスタ９を介し
て出力される。When an overcurrent is detected, the transistor 14 conducts. Accordingly, the electric charge of the capacitor 20 is discharged via the resistor 18. Then, the voltage of the difference between the voltage across the capacitor 20 and V 2 is output via the diode 21 and the transistor 9.
【００２４】抵抗12,18,19の抵抗値をＲ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3
とすればＲ1 ，Ｒ3 ＞Ｒ2 と選定しておくことにより、
ＶGEをＩＧＢＴ４がオフするのに必要な低いレベルまで
電圧を下げることができる。これは電圧源７がＩＧＢＴ
４のエミッタに接続されていることから、ゲート─エミ
ッタ電圧で見ると、マイナス（逆バイアス）状態まで電
圧を下げるものである。トランジスタ23は、ＩＧＢＴ４
のオン期間であることを過電流検知部に知らしめる。な
お、抵抗18は定電流ダイオードでもよい。The resistance values of the resistors 12, 18, and 19 are represented by R 1 , R 2 , and R 3
By selecting R 1 , R 3 > R 2 ,
The V GE IGBT 4 can reduce the voltage to a low level necessary to turn off. This is because the voltage source 7 is an IGBT
4, the voltage is reduced to a minus (reverse bias) state in terms of the gate-emitter voltage. The transistor 23 is an IGBT4
Is notified to the overcurrent detection section. Note that the resistor 18 may be a constant current diode.
【００２５】ところで、過電流検知部が過電流を検知
し、トランジスタ14が導通し、ＩＧＢＴ４のゲート・エ
ミッタ間電圧が減少中でも、オフ信号が入力されると、
通常のオフ動作が働くことになる。その結果、充分に短
絡電流を減少出来ずにしゃ断することになり、しゃ断時
の電流の減少率（−ｄｉ／ｄｔ）が大きくなってしま
う。そのため、素子に過大な電圧が加わるおそれがあ
る。By the way, if the overcurrent detecting unit detects the overcurrent, the transistor 14 is turned on, and the gate-emitter voltage of the IGBT 4 is decreasing, the OFF signal is input.
Normal off operation will work. As a result, the short-circuit current cannot be sufficiently reduced, and the short-circuit current is cut off, so that the current reduction rate (-di / dt) at the time of the cut-off increases. Therefore, an excessive voltage may be applied to the element.
【００２６】本発明では、信号絶縁用フォトカプラ５の
コレクタ端子とトランジスタ14のコレクタ端子とをダイ
オード24を介して接続している。 In the present invention, the signal isolating photocoupler 5
Die the collector terminal to the collector terminal of transistor 14.
Connected via Aether 24.
【００２７】そこで、トランジスタ８または23のベース
・エミッタ間電圧ＶBE、トランジスタ14のコレクタ・エ
ミッタ間電圧ＶCE、ダイオード24の順方向電圧ＶF の関
係が、 ＶBE ≫ ＶCE＋ＶF （式１） となるように部品を選定しておけば、電源６，７から抵
抗25を介して流れる電流はトランジスタ８，23のベース
に流れずに、ダイオード24を通ってトランジスタ14に流
れる。[0027] Therefore, the base-emitter voltage V BE of the transistor 8 or 23, the collector-emitter voltage V CE of the transistor 14, the relationship between the forward voltage V F of the diode 24, V BE »V CE + V F (formula If the components are selected such that 1), the current flowing from the power sources 6 and 7 via the resistor 25 does not flow to the bases of the transistors 8 and 23 but flows to the transistor 14 through the diode 24.
【００２８】なお、トランジスタ８は例えばシリコント
ランジスタ（２５Ｃ９４５Ｌ）ではＶBE＞ＶCEであり、
更にダイオード24にはショットキーダイオード（ＳＣ８
０２一０４）のようにＶF の低いものがある。これらに
よれば、 ＶBE(MAX) ＝１．０，ＶCE(MAX) ＝０．３，ＶF(MAX)＝０．５５ ＶDE＝１．０＞ＶCE＋ＶF ＝０．８５となり、前記式１
の関係が成立する。The transistor 8 has, for example, V BE > V CE in a silicon transistor (25C945L),
Further, the diode 24 has a Schottky diode (SC8).
02 one 04) there is a low V F as. According to these, V BE (MAX) = 1.0, V CE (MAX) = 0.3, VF (MAX) = 0.55 V DE = 1.0> V CE + V F = 0.85 , The above formula 1
Is established.
【００２９】その結果、トランジスタ８，23はオンする
ことなく過電流保護動作が行われることになる。また、
通常のオフ動作時では、トランジスタ14が導通しないの
で、トランジスタ８，23のベースに電流が流れるための
影響を及ぼさない。As a result, the overcurrent protection operation is performed without turning on the transistors 8 and 23. Also,
During a normal off operation, the transistor 14 does not conduct, so that the current does not flow through the bases of the transistors 8 and 23.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上述べたように本発明の電圧駆動形半
導体素子の駆動回路は、短絡事故時などに、過電流しゃ
断時の飛躍電圧を抑制するとともに、素子の消費エネル
ギーを低減して過電流から素子を確実に保護できるもの
である。さらに、過電流検知部が動作している間は、オ
フ信号が信号絶縁用フォトカプラに入力されても、ゲー
ト・オフ動作をさせずに可変電圧源の動作を優先して行
うので、過電流保護動作が継続して行われる。As described above, the drive circuit for the voltage-driven semiconductor device of the present invention suppresses the jump voltage at the time of overcurrent interruption and reduces the energy consumption of the device in the event of a short-circuit accident. The element can be reliably protected from current. Furthermore, while the overcurrent detection unit is operating, even if an off signal is input to the signal isolating photocoupler, the operation of the variable voltage source is performed with priority, without performing the gate-off operation. The protection operation is continuously performed.
【図１】本発明の電圧駆動形半導体素子の駆動回路の実
施形態を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a drive circuit for a voltage-driven semiconductor device of the present invention.
【図２】電力変換装置における短絡事故時の模擬回路図
である。FIG. 2 is a schematic circuit diagram of a power converter at the time of a short circuit accident.
【図３】電力変換装置における短絡事故時の電圧、電流
波形図である。FIG. 3 is a voltage and current waveform diagram at the time of a short circuit accident in the power converter.
【図４】従来例を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional example.
【図５】短絡電流とゲート・エミッタ間電圧との関係を
示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a relationship between a short-circuit current and a gate-emitter voltage.
１…直流電源 ２…ＩＧＢＴ ３…配線インダクタンス ４…ＩＧＢＴ ５…フォトカプラ ６…オンゲート電圧印加用電圧源 ７…オフゲート電圧印加用電圧源 ８，９, 10, 14, 23…トランジスタ 11, 12, 17, 18, 19, 22, 25…抵抗 13…ツェナーダイオード 15, 21，24…ダイオード 16, 20…コンデンサ REFERENCE SIGNS LIST 1 DC power supply 2 IGBT 3 Wiring inductance 4 IGBT 5 Photocoupler 6 On-gate voltage application voltage source 7 Off-gate voltage application voltage source 8, 9, 10, 14, 23 Transistors 11, 12, 17 , 18, 19, 22, 25… Resistance 13… Zener diode 15, 21, 24… Diode 16, 20… Capacitor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−147736（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−103567（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−185064（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−207022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−277063（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−50518（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H03K 17/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-61-147736 (JP, A) JP-A-59-103567 (JP, A) JP-A-61-185064 (JP, A) JP-A-62 207022 (JP, A) JP-A-62-277063 (JP, A) JP-A-2-50518 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H03K 17/08
Claims (1)
的に動作する１対の出力トランジスタを構成要素とする
駆動部と、駆動信号がある場合に電圧駆動形半導体素子
の入力側主端子の電圧を監視し、この電圧が所定の値を
越えたことを検出する検出手段と、電圧駆動形半導体素
子のゲートに電圧を印加し、前記検出手段が動作してい
る間、時間の経過に伴い、電圧駆動形半導体素子がオフ
するのに必要な逆バイアス電圧まで徐々に降下させる可
変電圧源と、前記可変電圧源と出力トランジスタのベー
ス端子間にこのベース端子側がアノードとなるように接
続されたダイオードと、前記検出手段が前記所定の値を
越えたことを検出した時に導通するトランジスタのコレ
クタ端子と、信号絶縁用フォトカプラのコレクタ端子と
の間に前記トランジスタ側を順方向に接続されたダイオ
ードとを備えたことを特徴とする電圧駆動形半導体素子
の駆動回路。1. A drive section comprising a pair of output transistors operating at least complementarily to a signal isolating photocoupler, and a voltage at an input-side main terminal of a voltage-driven semiconductor element when a drive signal is present. Monitoring means for detecting that this voltage has exceeded a predetermined value; and applying a voltage to the gate of the voltage-driven semiconductor element, and while the detecting means is operating, the voltage increases with time. contact as a variable voltage source driving type semiconductor element is gradually lowered to reverse bias voltage required to turn off, the base terminal side between the base terminal of the variable voltage source and the output transistor is an anode
Connected diode, and the detecting means sets the predetermined value.
The collector of a transistor that conducts when it detects
And the collector terminal of the signal isolation photocoupler.
A diode whose transistor side is connected in the forward direction.
Driving circuit of the voltage driving type semiconductor element characterized in that a chromatography mode.
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