JP3327754B2 - 半導体スイッチング素子のゲート駆動装置 - Google Patents
半導体スイッチング素子のゲート駆動装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧パルス電源
やインバータ等の電力変換装置に用いられる半導体スイ
ッチング素子のゲート駆動装置に関する。
やインバータ等の電力変換装置に用いられる半導体スイ
ッチング素子のゲート駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の高電圧パルス発生回路に適用され
た半導体スイッチング素子のゲート駆動装置の一例を図
３に示す。
た半導体スイッチング素子のゲート駆動装置の一例を図
３に示す。
【０００３】なお、この高電圧パルス発生回路は、充電
コンデンサ３に電荷を蓄積しておいて半導体スイッチ
（以下、ＧＴＯスイッチとする）１をターンオンし、容
量性負荷５にＬＣ共振によってパルス状の高電圧を印加
する回路である。このＧＴＯスイッチ１は、半導体スイ
ッチング素子（以下、ＧＴＯ素子）１ａを直列接続して
高耐圧としており、各ＧＴＯ素子１ａは異なる電位にあ
る。
コンデンサ３に電荷を蓄積しておいて半導体スイッチ
（以下、ＧＴＯスイッチとする）１をターンオンし、容
量性負荷５にＬＣ共振によってパルス状の高電圧を印加
する回路である。このＧＴＯスイッチ１は、半導体スイ
ッチング素子（以下、ＧＴＯ素子）１ａを直列接続して
高耐圧としており、各ＧＴＯ素子１ａは異なる電位にあ
る。
【０００４】従来のゲート駆動装置の一例においては、
各ＧＴＯ素子１ａの駆動用にゲートトリガ発生回路１７
ａ〜１７ｃを設けてＧＴＯ素子１ａのゲートに接続し、
オンオフ信号発生回路６から光ファイバ８によりゲート
トリガ発生回路１７ａ〜１７ｃに信号を送って、ＧＴＯ
スイッチ１を構成する各ＧＴＯ素子１ａを駆動してい
た。
各ＧＴＯ素子１ａの駆動用にゲートトリガ発生回路１７
ａ〜１７ｃを設けてＧＴＯ素子１ａのゲートに接続し、
オンオフ信号発生回路６から光ファイバ８によりゲート
トリガ発生回路１７ａ〜１７ｃに信号を送って、ＧＴＯ
スイッチ１を構成する各ＧＴＯ素子１ａを駆動してい
た。
【０００５】従来のゲート駆動装置の他の例を図４に示
す。この装置では、図４に示すようにゲートトリガ発生
回路７をゲートトリガ用トランス９の一次側巻線に接続
し、同トランス９の二次側巻線の一端にＧＴＯ素子１ａ
のゲートを接続していた。上記ゲートトリガ用トランス
９の二次側巻線は絶縁された複数の巻線で形成されてお
り、複数のＧＴＯ素子１ａを同時に駆動することができ
るものである。
す。この装置では、図４に示すようにゲートトリガ発生
回路７をゲートトリガ用トランス９の一次側巻線に接続
し、同トランス９の二次側巻線の一端にＧＴＯ素子１ａ
のゲートを接続していた。上記ゲートトリガ用トランス
９の二次側巻線は絶縁された複数の巻線で形成されてお
り、複数のＧＴＯ素子１ａを同時に駆動することができ
るものである。
【０００６】また、交流電源１０を逆バイアス用トラン
ス１１の一次側巻線に接続していた。その複数の二次側
巻線は、その出力が複数の整流ダイオードブリッジ１３
で整流されて、それぞれのＧＴＯ素子１ａのゲートに逆
バイアス電圧を加えるものである。
ス１１の一次側巻線に接続していた。その複数の二次側
巻線は、その出力が複数の整流ダイオードブリッジ１３
で整流されて、それぞれのＧＴＯ素子１ａのゲートに逆
バイアス電圧を加えるものである。
【０００７】上記ゲートトリガ用トランス９と逆バイア
ス用トランス１１の二次側回路は、フィルタ用コンデン
サ１４とリアクトル１５とバイパス用コンデンサ１２を
介して結合されていた。
ス用トランス１１の二次側回路は、フィルタ用コンデン
サ１４とリアクトル１５とバイパス用コンデンサ１２を
介して結合されていた。
【０００８】上記において、ＧＴＯ素子１ａがオフ状態
の間は常にゲート・カソード間に逆バイアス電圧が印加
されている。ＧＴＯ素子１ａのターンオン時は、ゲート
トリガ発生回路７のスイッチ７ａをオンとし、コンデン
サ７ｃからバイパス用コンデンサ１２へ正弦波状のＬＣ
共振電流を流し、ＧＴＯ素子１ａのゲートにターンオン
電流を流す。また、ターンオフ時は、スイッチ７ｂをオ
ンにしてＧＴＯ素子１ａのゲート・カソード間に逆電圧
を印加する。
の間は常にゲート・カソード間に逆バイアス電圧が印加
されている。ＧＴＯ素子１ａのターンオン時は、ゲート
トリガ発生回路７のスイッチ７ａをオンとし、コンデン
サ７ｃからバイパス用コンデンサ１２へ正弦波状のＬＣ
共振電流を流し、ＧＴＯ素子１ａのゲートにターンオン
電流を流す。また、ターンオフ時は、スイッチ７ｂをオ
ンにしてＧＴＯ素子１ａのゲート・カソード間に逆電圧
を印加する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のゲート駆動装置
の一例においては、ＧＴＯ素子の直近にゲートトリガ発
生用の電子回路を設ける必要があるが、ＧＴＯ素子の近
辺は大きなノイズを受けるため、ノイズに弱いゲートト
リガ発生用の電子回路は誤動作する可能性が大きく、誤
動作を避けるために厳重なノイズ対策を必要としてい
た。また、信号伝送の手段として用いる光ファイバのコ
ネクタは、市販されているものでは絶縁油中で使用でき
ないため、ＧＴＯ素子を油中で使用するのは困難であっ
た。
の一例においては、ＧＴＯ素子の直近にゲートトリガ発
生用の電子回路を設ける必要があるが、ＧＴＯ素子の近
辺は大きなノイズを受けるため、ノイズに弱いゲートト
リガ発生用の電子回路は誤動作する可能性が大きく、誤
動作を避けるために厳重なノイズ対策を必要としてい
た。また、信号伝送の手段として用いる光ファイバのコ
ネクタは、市販されているものでは絶縁油中で使用でき
ないため、ＧＴＯ素子を油中で使用するのは困難であっ
た。
【００１０】従来のゲート駆動装置の他の例において
は、ＧＴＯ素子の直近にはノイズに弱い電子部品を配置
する必要がなく、絶縁油中で使用可能である。しかし、
ターンオン時にＬＣ共振の半周期で共振電流が終了し
て、その後、ＧＴＯ素子のゲートに電流を流すことがで
きない。ＧＴＯ素子をオン状態に保つためには、ゲート
に電流を流し続ける必要があるが、この装置ではＧＴＯ
素子をオン状態に保つ時間はパルス状の共振電流が流れ
る時間に限られていた。
は、ＧＴＯ素子の直近にはノイズに弱い電子部品を配置
する必要がなく、絶縁油中で使用可能である。しかし、
ターンオン時にＬＣ共振の半周期で共振電流が終了し
て、その後、ＧＴＯ素子のゲートに電流を流すことがで
きない。ＧＴＯ素子をオン状態に保つためには、ゲート
に電流を流し続ける必要があるが、この装置ではＧＴＯ
素子をオン状態に保つ時間はパルス状の共振電流が流れ
る時間に限られていた。
【００１１】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、ＧＴＯ素子を駆動する耐ノイズ性に優れ
ているトランスを用いた電流駆動方式において、オン状
態を維持する時間の制御範囲を拡大することを目的とし
ている。
されたもので、ＧＴＯ素子を駆動する耐ノイズ性に優れ
ているトランスを用いた電流駆動方式において、オン状
態を維持する時間の制御範囲を拡大することを目的とし
ている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＧＴＯ素子
のゲート駆動装置は、直列に接続されてＧＴＯスイッチ
を形成する複数のＧＴＯ素子のゲートにそれぞれの一端
が接続される複数の二次側巻線が設けられたゲートトリ
ガ用トランス、同トランスの一次側巻線が接続されたゲ
ートトリガ発生回路、上記ゲートトリガ用トランスの二
次側巻線の他端にその一端が接続されその他端がそれぞ
れのＧＴＯ素子のカソードに接続される複数のバイパス
用コンデンサ、同コンデンサの一端と他端にそれぞれ負
出力端と正出力端が接続された複数のローパスフィル
タ、同フィルタの入力側にその出力側がそれぞれ接続さ
れた複数の整流ダイオードブリッジ、同ブリッジの入力
側にそれぞれ接続された複数の二次側巻線が設けられた
逆バイアス用トランス、および同トランスの一次側巻線
に接続された逆バイアス用交流電源を備え、上記ゲート
トリガ発生回路が、上記ゲートトリガ用トランスの一次
側巻線の一端とその一端が接続されるターンオン用スイ
ッチ、同スイッチの他端にその一端が接続されたターン
オン用コンデンサ、同コンデンサの一端と他端にそれぞ
れ正端と負端が接続されこの負端に上記ゲートトリガ用
トランスの一次側巻線の他端が接続されるターンオン用
電源、同電源の負端にその正端が接続されターンオフ用
コンデンサが並列接続されたターンオフ用電源、および
同電源の負端にその一端が接続されその他端が上記ター
ンオン用スイッチの一端に接続されたターンオフ用スイ
ッチにより形成されたゲート駆動装置において、上記バ
イパス用コンデンサと並列に接続されたツェナーダイオ
ード、上記ゲートトリガ発生回路を形成するターンオン
用コンデンサの一端とターンオン用電源の正端の間に接
続された抵抗、および同抵抗に並列接続されたリアクト
ルを備えたことを特徴としている。
のゲート駆動装置は、直列に接続されてＧＴＯスイッチ
を形成する複数のＧＴＯ素子のゲートにそれぞれの一端
が接続される複数の二次側巻線が設けられたゲートトリ
ガ用トランス、同トランスの一次側巻線が接続されたゲ
ートトリガ発生回路、上記ゲートトリガ用トランスの二
次側巻線の他端にその一端が接続されその他端がそれぞ
れのＧＴＯ素子のカソードに接続される複数のバイパス
用コンデンサ、同コンデンサの一端と他端にそれぞれ負
出力端と正出力端が接続された複数のローパスフィル
タ、同フィルタの入力側にその出力側がそれぞれ接続さ
れた複数の整流ダイオードブリッジ、同ブリッジの入力
側にそれぞれ接続された複数の二次側巻線が設けられた
逆バイアス用トランス、および同トランスの一次側巻線
に接続された逆バイアス用交流電源を備え、上記ゲート
トリガ発生回路が、上記ゲートトリガ用トランスの一次
側巻線の一端とその一端が接続されるターンオン用スイ
ッチ、同スイッチの他端にその一端が接続されたターン
オン用コンデンサ、同コンデンサの一端と他端にそれぞ
れ正端と負端が接続されこの負端に上記ゲートトリガ用
トランスの一次側巻線の他端が接続されるターンオン用
電源、同電源の負端にその正端が接続されターンオフ用
コンデンサが並列接続されたターンオフ用電源、および
同電源の負端にその一端が接続されその他端が上記ター
ンオン用スイッチの一端に接続されたターンオフ用スイ
ッチにより形成されたゲート駆動装置において、上記バ
イパス用コンデンサと並列に接続されたツェナーダイオ
ード、上記ゲートトリガ発生回路を形成するターンオン
用コンデンサの一端とターンオン用電源の正端の間に接
続された抵抗、および同抵抗に並列接続されたリアクト
ルを備えたことを特徴としている。
【００１３】上記において、ＧＴＯ素子をターンオンす
る場合、ゲートトリガ発生回路のターンオン用スイッチ
をオンにするが、このスイッチをオンとすると、ターン
オン用コンデンサからバイパス用コンデンサへ流れる共
振電流によって立ち上がりの急峻なパルス状の電流をＧ
ＴＯ素子のゲートに流すことができ、ＧＴＯ素子をター
ンオンすることができる。
る場合、ゲートトリガ発生回路のターンオン用スイッチ
をオンにするが、このスイッチをオンとすると、ターン
オン用コンデンサからバイパス用コンデンサへ流れる共
振電流によって立ち上がりの急峻なパルス状の電流をＧ
ＴＯ素子のゲートに流すことができ、ＧＴＯ素子をター
ンオンすることができる。
【００１４】上記ターンオン用スイッチをオンのままに
すると、ターンオン用コンデンサの電圧は低下し、コン
デンサから供給される電流は減少するが、この場合は抵
抗により調節された所定の電流をターンオン用電源から
流し続けることができ、また、バイパス用コンデンサの
両端電圧がツェナーダイオードによってクリップされ、
一定電圧以上に保たれているため、ＧＴＯ素子をオン状
態に保つ時間を拡大することができる。
すると、ターンオン用コンデンサの電圧は低下し、コン
デンサから供給される電流は減少するが、この場合は抵
抗により調節された所定の電流をターンオン用電源から
流し続けることができ、また、バイパス用コンデンサの
両端電圧がツェナーダイオードによってクリップされ、
一定電圧以上に保たれているため、ＧＴＯ素子をオン状
態に保つ時間を拡大することができる。
【００１５】
【００１６】上記本発明においては、ＧＴＯ素子のゲー
トにオン電流を流している期間中は、ゲートトリガ用ト
ランスに電圧が印加され続けるために励磁電流が増加し
て、ＧＴＯ素子のゲートに流れる電流はしだいに減少す
る傾向にある。
トにオン電流を流している期間中は、ゲートトリガ用ト
ランスに電圧が印加され続けるために励磁電流が増加し
て、ＧＴＯ素子のゲートに流れる電流はしだいに減少す
る傾向にある。
【００１７】本発明においては、ゲートトリガ発生回路
の抵抗に並列にリアクトルを設けているため、このリア
クトルを流れる電流はＧＴＯ素子がオンの期間中一定の
傾きで増加し、この電流が増加するトランスの励磁電流
分を補償するため、ＧＴＯ素子のゲートに長時間一定の
電流を流すことができ、ＧＴＯ素子をオン状態に保つ時
間を更に拡大することができる。
の抵抗に並列にリアクトルを設けているため、このリア
クトルを流れる電流はＧＴＯ素子がオンの期間中一定の
傾きで増加し、この電流が増加するトランスの励磁電流
分を補償するため、ＧＴＯ素子のゲートに長時間一定の
電流を流すことができ、ＧＴＯ素子をオン状態に保つ時
間を更に拡大することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係るＧＴ
Ｏ素子のゲート駆動装置について、図１により説明す
る。
Ｏ素子のゲート駆動装置について、図１により説明す
る。
【００１９】なお、本実施形態に係るゲート駆動装置
は、従来の装置と同様に高電圧パルス発生回路に適用さ
れるものであり、この回路については従来と同様のた
め、その詳細な説明を省略する。
は、従来の装置と同様に高電圧パルス発生回路に適用さ
れるものであり、この回路については従来と同様のた
め、その詳細な説明を省略する。
【００２０】また、本実施形態は、図１に示すようにＧ
ＴＯスイッチ１を構成する複数のＧＴＯ素子１ａのゲー
トにそれぞれの一端が接続され相互に絶縁された複数の
二次側巻線が設けられたゲートトリガ用トランス９、同
トランス９の一次側巻線に接続されたゲートトリガ発生
回路７、上記ゲートトリガ用トランス９の二次側巻線の
他端に一端がそれぞれ接続され他端がＧＴＯ素子１ａの
カソードにそれぞれ接続された複数のバイパス用コンデ
ンサ１２、同コンデンサ１２の一端に負出力端が他端に
正出力端がそれぞれ接続されフィルタ用コンデンサ１２
とリアクトル１５により形成された複数のローパスフィ
ルタ１４ａ、同ローパスフィルタ１４ａの負入力端に負
出力端が正入力端に正出力端がそれぞれ接続された整流
ダイオードブリッジ１３、同ブリッジ１３の入力端にそ
れぞれ接続された複数の二次側巻線が設けられた逆バイ
アス用トランス１１、および同トランス１１の一次側巻
線に接続された逆バイアス用交流電源１０を備えたゲー
ト駆動装置に関するものである。
ＴＯスイッチ１を構成する複数のＧＴＯ素子１ａのゲー
トにそれぞれの一端が接続され相互に絶縁された複数の
二次側巻線が設けられたゲートトリガ用トランス９、同
トランス９の一次側巻線に接続されたゲートトリガ発生
回路７、上記ゲートトリガ用トランス９の二次側巻線の
他端に一端がそれぞれ接続され他端がＧＴＯ素子１ａの
カソードにそれぞれ接続された複数のバイパス用コンデ
ンサ１２、同コンデンサ１２の一端に負出力端が他端に
正出力端がそれぞれ接続されフィルタ用コンデンサ１２
とリアクトル１５により形成された複数のローパスフィ
ルタ１４ａ、同ローパスフィルタ１４ａの負入力端に負
出力端が正入力端に正出力端がそれぞれ接続された整流
ダイオードブリッジ１３、同ブリッジ１３の入力端にそ
れぞれ接続された複数の二次側巻線が設けられた逆バイ
アス用トランス１１、および同トランス１１の一次側巻
線に接続された逆バイアス用交流電源１０を備えたゲー
ト駆動装置に関するものである。
【００２１】更に、上記ゲートトリガ発生回路７は、ゲ
ートトリガ用トランス９の一次側巻線の両端にターンオ
ン用スイッチ７ａとコンデンサ７ｃの直列回路及びター
ンオフ用スイッチ７ｂとコンデンサ７ｄの直列回路が並
列に接続され、上記コンデンサ７ｃにターンオン用電源
７ｅが並列に接続され、上記ターンオン用電源７ｅの負
端にその正端が接続されたターンオフ用電源７ｆが上記
コンデンサ７ｄに並列に接続されて形成されている。
ートトリガ用トランス９の一次側巻線の両端にターンオ
ン用スイッチ７ａとコンデンサ７ｃの直列回路及びター
ンオフ用スイッチ７ｂとコンデンサ７ｄの直列回路が並
列に接続され、上記コンデンサ７ｃにターンオン用電源
７ｅが並列に接続され、上記ターンオン用電源７ｅの負
端にその正端が接続されたターンオフ用電源７ｆが上記
コンデンサ７ｄに並列に接続されて形成されている。
【００２２】図１に示す本実施形態は、上記ゲート駆動
装置において、上記バイパス用コンデンサ１２の一端に
アノードが接続され他端にカソードが接続されたツェナ
ーダイオード１６、および上記ゲートトリガ発生回路７
のターンオン用スイッチ７ａが接続されたコンデンサ７
ｃの一端とターンオン用電源７ｅの正端の間に接続され
た抵抗７ｇを備えている。
装置において、上記バイパス用コンデンサ１２の一端に
アノードが接続され他端にカソードが接続されたツェナ
ーダイオード１６、および上記ゲートトリガ発生回路７
のターンオン用スイッチ７ａが接続されたコンデンサ７
ｃの一端とターンオン用電源７ｅの正端の間に接続され
た抵抗７ｇを備えている。
【００２３】上記において、ＧＴＯ素子１ａがオフ状態
のときには、ゲート・カソード間に常に逆バイアス電圧
が印加されている。ＧＴＯ素子１ａをターンオンすると
きは、所定期間スイッチ７ｂをオンとしてトランス９に
オフ方向電圧を印加し、スイッチ７ｂをオフとした後、
ゲートトリガ発生回路７のターンオン用スイッチ７ａを
オンにして、トランス９のフライバックとコンデンサ７
ｃからバイパス用コンデンサ１２へ流れる共振電流によ
って立ち上がりの急峻なパルス状の電流をＧＴＯ素子１
ａのゲートに流す。
のときには、ゲート・カソード間に常に逆バイアス電圧
が印加されている。ＧＴＯ素子１ａをターンオンすると
きは、所定期間スイッチ７ｂをオンとしてトランス９に
オフ方向電圧を印加し、スイッチ７ｂをオフとした後、
ゲートトリガ発生回路７のターンオン用スイッチ７ａを
オンにして、トランス９のフライバックとコンデンサ７
ｃからバイパス用コンデンサ１２へ流れる共振電流によ
って立ち上がりの急峻なパルス状の電流をＧＴＯ素子１
ａのゲートに流す。
【００２４】この後、ターンオン用スイッチ７ａをオン
にしたままにすると、バイパス用コンデンサ１２の両端
電圧はツェナーダイオード１６によってクリップされ、
この電圧がゲートトリガ用トランス９の二次側巻線に印
加される。
にしたままにすると、バイパス用コンデンサ１２の両端
電圧はツェナーダイオード１６によってクリップされ、
この電圧がゲートトリガ用トランス９の二次側巻線に印
加される。
【００２５】ゲートトリガ用トランス９の一次側電圧が
ターンオン用電源７ｅの電圧より小さくなると、上記ト
ランス９にはターンオン用電源７ｅから抵抗７ｇを通し
て矢印で示した方向に一定の電流が流れ、この電流がゲ
ートトリガ用トランス９を介してＧＴＯ素子１ａのゲー
トに流れる。
ターンオン用電源７ｅの電圧より小さくなると、上記ト
ランス９にはターンオン用電源７ｅから抵抗７ｇを通し
て矢印で示した方向に一定の電流が流れ、この電流がゲ
ートトリガ用トランス９を介してＧＴＯ素子１ａのゲー
トに流れる。
【００２６】なお、ゲートトリガ用トランス９の一次側
を流れる電流の大きさはゲートトリガ発生回路７の抵抗
７ｇの大きさによって決まり、これによってＧＴＯ素子
１ａのゲートに流れる電流も決まる。
を流れる電流の大きさはゲートトリガ発生回路７の抵抗
７ｇの大きさによって決まり、これによってＧＴＯ素子
１ａのゲートに流れる電流も決まる。
【００２７】ＧＴＯ素子１ａのターンオフ時には、ゲー
トトリガ発生回路７のターンオン用スイッチ７ａをオフ
にし、ターンオフ用スイッチ７ｂをオンにしてＧＴＯ素
子１ａのゲート・カソード間に逆電圧を印加する。な
お、上記スイッチ７ａ，７ｂのオン・オフタイミングと
そのときのトランス９の一次側電圧、ゲート電圧、及び
ゲート電流の波形を図２に示す。
トトリガ発生回路７のターンオン用スイッチ７ａをオフ
にし、ターンオフ用スイッチ７ｂをオンにしてＧＴＯ素
子１ａのゲート・カソード間に逆電圧を印加する。な
お、上記スイッチ７ａ，７ｂのオン・オフタイミングと
そのときのトランス９の一次側電圧、ゲート電圧、及び
ゲート電流の波形を図２に示す。
【００２８】次に、本発明の実施の一形態に係る半導体
スイッチング素子のゲート駆動装置のもう一つの特徴に
ついて説明する。本実施形態は、上記に説明した構成に
加えて、更に、ゲートトリガ発生回路７の抵抗７ｇに並
列に、図示しないリアクトルが接続されたものである。
スイッチング素子のゲート駆動装置のもう一つの特徴に
ついて説明する。本実施形態は、上記に説明した構成に
加えて、更に、ゲートトリガ発生回路７の抵抗７ｇに並
列に、図示しないリアクトルが接続されたものである。
【００２９】上記に説明したリアクトルが付加されない
場合、ＧＴＯ素子１ａのゲートにオン電流を流している
期間中は、ゲートトリガ用トランス９に電圧が加えられ
続ける。そのために励磁電流が増加して、ＧＴＯ素子１
ａのゲートに流れる電流はしだいに減少していくことに
なる。
場合、ＧＴＯ素子１ａのゲートにオン電流を流している
期間中は、ゲートトリガ用トランス９に電圧が加えられ
続ける。そのために励磁電流が増加して、ＧＴＯ素子１
ａのゲートに流れる電流はしだいに減少していくことに
なる。
【００３０】本実施形態においては、抵抗７ｇに並列に
リアクトルを設けているため、このリアクトルを流れる
電流はＧＴＯ素子１ａがオンの期間中一定の傾きで増加
していく。そのため、リアクトルの大きさを適当に選ん
で電流増加の傾きを調整することによって、増加するト
ランスの励磁電流分を補償して、ＧＴＯ素子１ａのゲー
トに長時間一定の電流を流すことができる。
リアクトルを設けているため、このリアクトルを流れる
電流はＧＴＯ素子１ａがオンの期間中一定の傾きで増加
していく。そのため、リアクトルの大きさを適当に選ん
で電流増加の傾きを調整することによって、増加するト
ランスの励磁電流分を補償して、ＧＴＯ素子１ａのゲー
トに長時間一定の電流を流すことができる。
【００３１】
【発明の効果】本発明の半導体スイッチング素子のゲー
ト駆動装置は、複数の半導体スイッチング素子のゲート
に二次側巻線の一端が接続されたゲートトリガ用トラン
ス、同トランスの一次側巻線に接続されたゲートトリガ
発生回路、上記トランスの二次側巻線の他端にその一端
が接続されその他端が上記半導体スイッチング素子のカ
ソードにそれぞれ接続されローパスフィルタと整流ダイ
オードブリッジと逆バイアス用トランスを介して逆バイ
アス用交流電源に接続されたバイパス用コンデンサを備
えたゲート駆動装置において、上記ゲートトリガ発生回
路を形成するターンオン用コンデンサとターンオン用電
源の間に設けられた抵抗、上記バイパス用コンデンサと
並列接続されたツェナーダイオード、および上記抵抗と
並列接続されたリアクトルを備えたことによって、半導
体スイッチング素子をオン状態に保ち得る時間の拡大を
可能とする。
ト駆動装置は、複数の半導体スイッチング素子のゲート
に二次側巻線の一端が接続されたゲートトリガ用トラン
ス、同トランスの一次側巻線に接続されたゲートトリガ
発生回路、上記トランスの二次側巻線の他端にその一端
が接続されその他端が上記半導体スイッチング素子のカ
ソードにそれぞれ接続されローパスフィルタと整流ダイ
オードブリッジと逆バイアス用トランスを介して逆バイ
アス用交流電源に接続されたバイパス用コンデンサを備
えたゲート駆動装置において、上記ゲートトリガ発生回
路を形成するターンオン用コンデンサとターンオン用電
源の間に設けられた抵抗、上記バイパス用コンデンサと
並列接続されたツェナーダイオード、および上記抵抗と
並列接続されたリアクトルを備えたことによって、半導
体スイッチング素子をオン状態に保ち得る時間の拡大を
可能とする。
【図１】本発明の実施の第１の形態に係るゲート駆動装
置の説明図である。
置の説明図である。
【図２】上記一実施形態に係るターンオン用スイッチ及
びターンオフ用スイッチのオン・オフと、ゲートトリガ
用トランスの一次側電圧、ゲート電圧、及びゲート電流
の波形との間の関係図である。
びターンオフ用スイッチのオン・オフと、ゲートトリガ
用トランスの一次側電圧、ゲート電圧、及びゲート電流
の波形との間の関係図である。
【図３】従来のゲート駆動装置の１例の説明図である。
【図４】従来のゲート駆動装置の他の例の説明図であ
る。
る。
１ ＧＴＯスイッチ １ａ ＧＴＯ素子 ２ａ，２ｂ，２ｃ ダイオード ３ 充電コンデンサ ４ インダクタ ５ 容量負荷 ７ ゲートトリガ発生回路 ７ａ ターンオン用スイッチ ７ｂ ターンオフ用スイッチ ７ｃ コンデンサ ７ｄ コンデンサ ７ｅ ターンオン用電源 ７ｆ ターンオフ用電源 ７ｇ 抵抗 ９ ゲートトリガ用トランス １０ ゲート逆バイアス用交流電源 １１ ゲート逆バイアス用トランス １２ バイパス用コンデンサ １３ 整流ダイオードブリッジ １４ フィルタ用コンデンサ １４ａ ローパスフィルタ １５ リアクトル １６ ツェナーダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−170725（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−66011（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 1/08 H02M 7/515
Claims (1)
- 【請求項１】 直列に接続されて半導体スイッチを形成
する複数の半導体スイッチング素子のゲートにそれぞれ
の一端が接続される複数の二次側巻線が設けられたゲー
トトリガ用トランス、同トランスの一次側巻線が接続さ
れたゲートトリガ発生回路、上記ゲートトリガ用トラン
スの二次側巻線の他端にその一端が接続されその他端が
それぞれの半導体スイッチング素子のカソードに接続さ
れる複数のバイパス用コンデンサ、同コンデンサの一端
と他端にそれぞれ負出力端と正出力端が接続された複数
のローパスフィルタ、同フィルタの入力側にその出力側
がそれぞれ接続された複数の整流ダイオードブリッジ、
同ブリッジの入力側にそれぞれ接続された複数の二次側
巻線が設けられた逆バイアス用トランス、および同トラ
ンスの一次側巻線に接続された逆バイアス用交流電源を
備え、上記ゲートトリガ発生回路が、上記ゲートトリガ
用トランスの一次側巻線の一端とその一端が接続される
ターンオン用スイッチ、同スイッチの他端にその一端が
接続されたターンオン用コンデンサ、同コンデンサの一
端と他端にそれぞれ正端と負端が接続されこの負端に上
記ゲートトリガ用トランスの一次側巻線の他端が接続さ
れるターンオン用電源、同電源の負端にその正端が接続
されターンオフ用コンデンサが並列接続されたターンオ
フ用電源、および同電源の負端にその一端が接続されそ
の他端が上記ターンオン用スイッチの一端に接続された
ターンオフ用スイッチにより形成されたゲート駆動装置
において、上記バイパス用コンデンサと並列に接続され
たツェナーダイオード、上記ゲートトリガ発生回路を形
成するターンオン用コンデンサの一端とターンオン用電
源の正端の間に接続された抵抗、および同抵抗に並列接
続されたリアクトルを備えたことを特徴とする半導体ス
イッチング素子のゲート駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28725895A JP3327754B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 半導体スイッチング素子のゲート駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28725895A JP3327754B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 半導体スイッチング素子のゲート駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09135566A JPH09135566A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3327754B2 true JP3327754B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=17715079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28725895A Expired - Fee Related JP3327754B2 (ja) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | 半導体スイッチング素子のゲート駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3327754B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103368168B (zh) * | 2013-07-24 | 2016-08-10 | 国家电网公司 | 自动投切的变压器直流偏磁抑制装置及其控制方法 |
| CN109188259A (zh) * | 2018-07-27 | 2019-01-11 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种半导体开关触发保护试验的测试电路及测试方法 |
-
1995
- 1995-11-06 JP JP28725895A patent/JP3327754B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09135566A (ja) | 1997-05-20 |
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