JP3448944B2 - Siサイリスタの駆動回路 - Google Patents

Siサイリスタの駆動回路

Info

Publication number
JP3448944B2
JP3448944B2 JP05565694A JP5565694A JP3448944B2 JP 3448944 B2 JP3448944 B2 JP 3448944B2 JP 05565694 A JP05565694 A JP 05565694A JP 5565694 A JP5565694 A JP 5565694A JP 3448944 B2 JP3448944 B2 JP 3448944B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thyristor
gate
cathode
voltage
drive circuit
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP05565694A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH07264031A (ja
Inventor
嘉城 早崎
雅人 大西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP05565694A priority Critical patent/JP3448944B2/ja
Publication of JPH07264031A publication Critical patent/JPH07264031A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3448944B2 publication Critical patent/JP3448944B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、SIサイリスタの駆動
回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】SIサイリスタは、高耐圧、大電流容
量、低オン電圧、高速スイッチングを特徴とするスイッ
チングデバイスであり、パワー回路への応用がますます
期待されている。産業分野では、低損失・高速動作が求
められる動力用インバータ回路への応用が注目されてい
る。
【0003】図11にSIサイリスタの駆動回路の一例
を示す。図において、T1はSIサイリスタで、そのSI
サイリスタT1のゲート、カソードに駆動回路1の出力が
それぞれ接続されている。この駆動回路1によってSI
サイリスタT1のゲート・カソード間に順方向電圧が印加
されてSIサイリスタT1はオン状態となり、SIサイリ
スタT1のゲート・カソード間に逆方向電圧(ゲート逆バ
イアス電圧)が印加されてSIサイリスタT1はオフ状態
となる。
【0004】駆動回路1の構成について説明する。E1
第1直流電源で、第1直流電源E1の正極P1は、 NPNトラ
ンジスタTr1 のコレクタ及びエミッタを介してSIサイ
リスタT1のゲートに接続され、その負極N1は第2直流電
源E2の負極N2に接続されている。第2直流電源E2の正極
P2はSIサイリスタT1のカソードに接続されている。ま
た、第2直流電源E2の負極N2は PNPトランジスタTr2
コレクタ及びエミッタを介してSIサイリスタT1のゲー
トに接続され、SIサイリスタT1のゲート・カソード間
にはコンデンサC1が接続されている。この回路では、S
IサイリスタT1をオン状態とするために、第1直流電源
E1の電圧値は、第2直流電源E2の電圧値とSIサイリス
タT1のゲート・カソード間の順方向電圧の和よりも大き
い値に設定されている。
【0005】図11に基づき駆動回路1の回路動作につ
いて説明する。 NPNトランジスタTr 1 と PNPトランジス
タTr2 は、それぞれのベースに制御信号が入力されて交
互にオン状態となるように制御される。これによってS
Iサイリスタのゲート・カソード間に印加される電圧が
変化するのでSIサイリスタT1の開閉状態を制御するこ
とができる。まず、SIサイリスタT1をターンオンさせ
る場合には、 NPNトランジスタTr1 をオン状態とし PNP
トランジスタTr2 をオフ状態とする。これにより、第1
直流電源E1、 NPNトランジスタTr1 、コンデンサC1、第
2直流電源E2の経路で電流が流れコンデンサC1が充電さ
れる。この時、コンデンサC1の両端電圧VC が変化する
速度は、直流電源E1から供給される電流及びコンデンサ
C1の容量により決まる。SIサイリスタT1のゲート・カ
ソード間にはコンデンサC1の両端電圧 VC が印加される
ので、両端電圧 VC がSIサイリスタT1のスレッショル
ド電圧 VTHを越えたところでSIサイリスタT1はターン
オンしてアノード電流 IA1が流れるようになる。この
時、コンデンサC1の容量が大きい程、コンデンサC1の両
端電圧 VC は緩やかに立ち上がるため、SIサイリスタ
T1のアノード電流 IA1の立ち上がりを緩やかにすること
ができる。また、図11に示した回路では、SIサイリ
スタT1がオフ状態である場合、コンデンサC1はゲート・
カソード間に侵入するノイズをある程度低減する効果を
有している。
【0006】次に、SIサイリスタT1をターンオフさせ
る場合には、 NPNトランジスタTr1をオフ状態とし PNP
トランジスタTr2 をオン状態とする。これにより、第2
直流電源E2、SIサイリスタT1のカソード及びゲート、
PNPトランジスタTr2 の経路でゲート電流を引き抜き、
SIサイリスタT1をターンオフさせることができる。こ
の時、SIサイリスタT1のゲート・カソード間に印加さ
れる逆バイアス電圧は、第2直流電源E2の電圧 V2 によ
って決まる。
【0007】次に、図11に示した駆動回路1を用いて
動力用インバータ回路を構成した一例を図12に示す。
図12は誘導負荷である三相モータを駆動する三相イン
バータ回路を示した回路図である。図12に示す回路で
は、図11に示した駆動回路1がSIサイリスタT1に接
続され、SIサイリスタT1がターンオフした場合に誘導
負荷から流れる回生電流を流すための第1電流回生用ダ
イオードD1が、SIサイリスタT1のカソードからアノー
ドに向かう方向が順方向となるようにSIサイリスタT1
のアノード・カソード間に接続されている。駆動回路
1、SIサイリスタT1、第1電流回生用ダイオードD1
よって構成される回路と同構成の回路が、駆動回路2、
SIサイリスタT2、第2電流回生用ダイオードD2によっ
て構成されており、SIサイリスタT1のカソードとSI
サイリスタT2のアノードが接続された状態となってい
る。さらに、SIサイリスタT1のアノードが直流電源E
の正極P に接続されSIサイリスタT2のカソードが直流
電源E の負極N に接続されてインバータアーム3を構成
している。インバータアーム3の回路では、SIサイリ
スタT1,T2がそれぞれ交互にオン状態となるように駆動
回路1,2が設定されており、これにより出力端子Aよ
り負荷である三相モータ4に一相分の電力を供給できる
ようになっている。図12に示す回路では、インバータ
アーム3と同構成のインバータアーム5,6がインバー
タアーム3と並列に接続され、それぞれの出力が三相モ
ータ4の各相の入力に接続されているので三相モータ4
に三相の電力を供給することができる。
【0008】次に、図13に基づいて図11に示した動
力用インバータ回路の回路動作について説明する。図1
3は、インバータアーム3で、SIサイリスタT2がター
ンオフして第2電流回生用ダイオードD2に回生電流が流
れている状態でSIサイリスタT1がターンオンした場合
の各部の電圧または電流を示した波形図である。図13
で、(a)は NPNトランジスタTr1 の開閉を制御する制
御信号を示しており、時刻t1時点で NPNトランジスタTr
1 をオン状態とする信号レベルに変化したことを示して
いる。(b)はSIサイリスタT1のゲート・カソード間
電圧 VGK1 、(c)はSIサイリスタT1のアノード電流
IA1、(d)はSIサイリスタT2のアノード・カソード
間電圧 VAK2 、(e)はSIサイリスタT2のゲート・カ
ソード間電圧 VGK2 を示したものである。図13で時刻
t1以前は、SIサイリスタT1,T2は共にオフ状態となっ
ており、それぞれのゲート・カソード間には、電圧V2
ゲート逆バイアス電圧が印加された状態となっている。
SIサイリスタT1,T2は交互にオン状態となるが共にオ
ン状態となることはなく、一方のSIサイリスタがター
ンオフしてから所定時間後に他方のSIサイリスタがタ
ーンオンするように設定されているので、それぞれのS
Iサイリスタがオン状態である期間の間には、SIサイ
リスタT1,T2が共にオフ状態である期間が存在する。
【0009】図13(a)に示すように、 NPNトランジ
スタTr1 がオン状態となると、コンデンサC1が徐々に充
電されてSIサイリスタT1のゲート・カソード間電圧 V
GK1が曲線イに示すように上昇し、その電圧がSIサイ
リスタT1のスレッショルド電圧 VTHを越えると、SIサ
イリスタT1はオン状態となり、曲線ハに示すようにアノ
ード電流 IA1が急激に立ち上がるようになる。また、S
IサイリスタT1がオン状態となったことにより、曲線ホ
に示すようにSIサイリスタT2のアノード・カソード間
電圧 VAK2 が、略直流電源E の出力電圧まで上昇するよ
うになる。このアノード・カソード間電圧 VAK2 (第2
電流回生用ダイオードD2の両端電圧)の急激な変化によ
って、曲線トに示すように、SIサイリスタT2のゲート
・カソード間の接合容量を介してゲートに大きなノイズ
が侵入してSIサイリスタT2のゲート・カソード間電圧
VGK2 が正電圧となりSIサイリスタT2が誤点弧される
ことがあったわけである。
【0010】図13の曲線ハに示すように、SIサイリ
スタT1のアノード電流 IA1の立ち上がり時の変化が大き
いのは、SIサイリスタT1を介して第2電流回生用ダイ
オードD2の逆回復電流が流れるからである。つまり、S
IサイリスタT2がオン状態の場合は、負荷である三相モ
ータ4から出力端子Aを介してSIサイリスタT2に電流
が流れ込むが、SIサイリスタT2がターンオフすると第
2電流回生用ダイオードD2を介して三相モータ4に電流
が回生されるようになり、この後にSIサイリスタT1
ターンオンすると、第2電流回生用ダイオードD2は直流
電源E によって逆バイアスされ、直流電源E 、SIサイ
リスタT1、第2電流回生用ダイオードD2の経路で逆回復
電流が流れるのでSIサイリスタT1に流れるアノード電
流 IA1が増大するわけである。
【0011】この逆回復時の第2電流回生用ダイオード
D2の両端電圧の急激な変化によって発生するノイズは、
第2電流回生用ダイオードD2の逆回復電流が高速に立ち
上がって第2電流回生用ダイオードD2の逆回復時の電圧
上昇率が大きくなるほど大きなものとなり、SIサイリ
スタT2が誤点弧するなどの問題があったため、第2電流
回生用ダイオードD2の逆回復をソフトにする、あるい
は、SIサイリスタT1のターンオン時の電流立ち上がり
時間を遅くするなどしてノイズを減少させる必要があっ
た。
【0012】図11に示した駆動回路1では、SIサイ
リスタT1のゲート・カソード間に比較的容量の大きなコ
ンデンサC1を設け、ノイズをある程度小さくすることに
よって誤動作することを防止することができる。つま
り、SIサイリスタT1のゲート・カソード間電圧 VGK1
はコンデンサC1の両端電圧によって決まるが、コンデン
サC1の容量が大きいと、図13(b)の曲線ロに示すよ
うに、ゲート・カソード間電圧 VGK1 は緩やかに立ち上
がりSIサイリスタT1のアノード・カソード間のインピ
ーダンスの変化も緩やかになるので、曲線ニに示すよう
に、SIサイリスタT1のアノード電流 IA1も比較的緩や
かに立ち上がることになり、第2電流回生用ダイオード
D2の逆回復をソフトにする(逆回復電圧の上昇率を低減
する)ことができ、ノイズを小さくすることができるわ
けである。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】以上に説明したよう
に、図11に示したSIサイリスタの駆動回路1におい
ては、コンデンサC1の容量が大きいほど、SIサイリス
タT1のターンオン時のアノード電流 IA1の立ち上がりが
緩やかになり、SIサイリスタT1のゲート・カソード間
に侵入するノイズを低減する効果が高くなるが、コンデ
ンサC1の容量が大きくなれば、図13(c)の曲線ニに
示すように、SIサイリスタT1のターンオンが遅れ、制
御信号が変化した時点(図13(a)に示した時刻t1
からSIサイリスタT1のゲート・カソード間電圧 VGK1
が立ち上がり始める時点までの遅れ時間(ターンオン遅
れ時間)が増大するという問題点があった。
【0014】従って、負荷である三相モータ4に供給さ
れる電圧波形と制御信号の波形との差異が大きくなり、
負荷電流も歪みの大きなものになるという問題点があっ
た。さらに、コンデンサC1は、SIサイリスタT1のスイ
ッチング毎に順方向電圧である約 0.7V から、逆方向電
圧である第2直流電源E2の電圧 V2 まで充放電が繰り返
されるので駆動電力が大きくなるという問題点があっ
た。
【0015】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、その目的とするところは、SIサイリスタのターン
オン遅れ時間の増大を抑えてSIサイリスタの誤動作を
防止することができると共に、駆動電力の低減を図るこ
とができるSIサイリスタの駆動回路の構造を提供する
ことにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載のSIサイリスタの駆動回路は、SI
サイリスタの駆動回路において、前記SIサイリスタが
ターンオンする時に、同SIサイリスタに流れ始めるカ
ソード電流とカソードの浮遊インダクタンスによって発
生する逆起電力が利用され、この逆起電力が同SIサイ
リスタに印加される順方向の電圧を越えることにより、
前記SIサイリスタのターンオンの瞬間に伝導変調に寄
与するアノード電流がゲートからカソードにバイパスさ
れ引き抜かれることで減少されるようになしたことを特
徴とするものである。
【0017】また、請求項2記載のSIサイリスタの駆
動回路は、請求項1記載のSIサイリスタの駆動回路
で、スイッチング素子を備え、そのスイッチング素子を
閉状態として前記SIサイリスタのゲート・カソード間
に順方向電圧を印加しオンゲート電流を前記SIサイリ
スタのゲートに流して前記SIサイリスタをオン状態と
する前記SIサイリスタの駆動回路であって、前記オン
ゲート電流と逆向きの電流を流すダイオードを前記スイ
ッチング素子に並列に接続したことを特徴とするもので
ある。
【0018】さらに、請求項3記載のSIサイリスタの
駆動回路は、請求項1記載のSIサイリスタの駆動回路
で、前記SIサイリスタのゲート・カソード間に順方向
電圧を印加して前記SIサイリスタをオン状態とする前
記SIサイリスタの駆動回路であって、1つまたは複数
のダイオードで構成したダイオード回路を前記SIサイ
リスタのゲートからカソードへ向かう方向が順方向とな
るように前記SIサイリスタのゲート・カソード間に接
続したことを特徴とするものである。
【0019】請求項4記載のSIサイリスタの駆動回路
は、請求項1記載のSIサイリスタの駆動回路で、スイ
ッチング素子を備え、そのスイッチング素子を閉状態と
して前記SIサイリスタのゲート・カソード間に順方向
電圧を印加しオンゲート電流を前記SIサイリスタのゲ
ートに流して前記SIサイリスタをオン状態とする前記
SIサイリスタの駆動回路であって、前記スイッチング
素子と前記SIサイリスタのゲート間に接続されたオン
ゲート電流限流用抵抗と、コレクタが前記SIサイリス
タのゲートに接続されベースがベース抵抗を介して前記
スイッチング素子と前記オンゲート電流限流用抵抗の接
続点に接続された NPNトランジスタと、正極が前記 NPN
トランジスタのエミッタに接続され負極が前記SIサイ
リスタのカソードに接続された定電圧源とを備えたこと
を特徴とするものである。
【0020】請求項5記載のSIサイリスタの駆動回路
は、請求項4記載のSIサイリスタの駆動回路で、前記
NPNトランジスタの代わりに nチャネル電界効果トラン
ジスタを用い、その nチャネル電界効果トランジスタの
ドレインを前記SIサイリスタのゲートに接続し、前記
nチャネル電界効果トランジスタのゲートをゲート抵抗
を介して前記スイッチング素子と前記オンゲート電流限
流用抵抗の接続点に接続し、前記 nチャネル電界効果ト
ランジスタのソースを前記定電圧源の正極に接続したこ
とを特徴とするものである。
【0021】請求項6記載のSIサイリスタの駆動回路
は、請求項1記載のSIサイリスタの駆動回路で、前記
SIサイリスタのゲート・カソード間に順方向電圧を印
加して前記SIサイリスタをオン状態とする前記SIサ
イリスタの駆動回路であって、前記SIサイリスタのゲ
ート・カソード間に接続される第1バイアス電圧設定用
抵抗と第2バイアス電圧設定用抵抗とで構成される直列
回路と、コレクタが前記SIサイリスタのゲートに接続
されエミッタが前記SIサイリスタのカソードに接続さ
れベースが前記第1バイアス電圧設定用抵抗と前記第2
バイアス電圧設定用抵抗の接続点に接続された NPNトラ
ンジスタとを備えたことを特徴とするものである。
【0022】請求項7記載のSIサイリスタの駆動回路
は、請求項6記載のSIサイリスタの駆動回路で、前記
NPNトランジスタの代わりに nチャネル電界効果トラン
ジスタを用い、その nチャネル電界効果トランジスタの
ドレインを前記SIサイリスタのゲートに接続し、前記
nチャネル電界効果トランジスタのゲートを前記第1バ
イアス電圧設定用抵抗と前記第2バイアス電圧設定用抵
抗の接続点に接続し、前記 nチャネル電界効果トランジ
スタのソースをSIサイリスタのカソードに接続したこ
とを特徴とするものである。
【0023】請求項8記載のSIサイリスタの駆動回路
は、Iサイリスタのゲート・カソード間に順方向電圧
を印加して前記SIサイリスタをオン状態とし前記SI
サイリスタのゲート・カソード間に逆方向電圧を印加し
て前記SIサイリスタをオフ状態とする前記SIサイリ
スタの駆動回路であって、ショットキーバリアダイオー
ドのカソードを前記SIサイリスタのカソードに接続し
前記ショットキーバリアダイオードのアノードをコンデ
ンサを介して前記SIサイリスタのゲートに接続すると
共に、前記逆方向電圧より小さいツェナー電圧を有し、
カソードが前記SIサイリスタのカソードに接続されア
ノードが前記SIサイリスタのゲートに接続されたツェ
ナーダイオードを前記ショットキーバリアダイオードに
並列に接続してなり、前記SIサイリスタのターンオン
時にこのSIサイリスタのゲート・カソード間電圧が、
スレッショルド電圧よりわずかに小さい電圧値まで素早
く上昇した後、コンデンサの充電により緩やかに立ち上
がって同スレッショルド電圧を越えるようになしたこと
を特徴とするものである。
【0024】
【作用】図10において、双方向に電流を流すことがで
きるスイッチング素子 S1 をオン状態としスイッチング
素子 S2 をオフ状態としてSIサイリスタ T1 をターン
オンさせる場合、第1直流電源E1、スイッチング素子 S
1 、SIサイリスタ T1のゲート、SIサイリスタ T1
のカソード、第2直流電源E2の経路で電流が流れる。こ
の時、SIサイリスタ T1 に流れ始めるカソード電流 I
K1とカソードの浮遊インダクタンスL によって逆起電力
が発生し、その逆起電力が、SIサイリスタが駆動回路
から印加される順方向の電圧を越えた場合に、SIサイ
リスタ T1のゲート、スイッチング素子 S1 、第1直流
電源E1、第2直流電源E2、SIサイリスタ T1 のカソー
ドの経路で電流が流れる。つまり、SIサイリスタ T1
がターンオンの瞬間に流れはじめるアノード電流 IA1
一部がゲートから引き抜かれてカソードにバイパスされ
ることになる。
【0025】請求項1記載のSIサイリスタの駆動回路
は、以上に例示したように、逆起電力を利用してSIサ
イリスタのターンオンの瞬間に流れはじめるアノード電
流 I A1の一部をゲートから引き抜きカソードにバイパス
することによって、伝導変調に寄与するアノード電流を
減少させSIサイリスタ T1 の伝導変調を遅らせてアノ
ード電流の立ち上がりを緩やかにするものである。これ
により、SIサイリスタ T1 の誤動作を防止することが
できる。また、SIサイリスタ T1 のターンオンの瞬間
に流れはじめるアノード電流 IA1の一部をゲートから引
き抜くことによってアノード電流 IA1の立ち上がりを緩
やかにすることができるので、図11に示した従来回路
に比べてターンオン遅れ時間を小さくすることができ
る。
【0026】請求項2記載のSIサイリスタの駆動回路
では、SIサイリスタがターンオンする時にSIサイリ
スタのカソードに逆起電力が発生して、オンゲート電流
を流すスイッチング素子に並列接続されたダイオードの
両端電圧がそのダイオードの順方向電圧を越えた場合
に、そのダイオードを介してゲートからアノード電流の
一部が引き抜かれカソードにバイパスされる。
【0027】請求項3記載のSIサイリスタの駆動回路
では、SIサイリスタのカソードに逆起電力が発生して
ゲート・カソード間電圧がゲート・カソード間に接続さ
れたダイオード回路の順方向電圧を越えた場合に、その
ダイオード回路を介してゲートからアノード電流の一部
が引き抜かれカソードにバイパスされる。
【0028】請求項4記載のSIサイリスタの駆動回路
では、定電圧源の電圧値は、逆起電力より小さい値とな
るように設定されているので、逆起電力が発生した場合
に、アノード電流 IA1の一部はゲートから引き抜かれ N
PNトランジスタのコレクタ及びエミッタ、定電圧源をバ
イパス経路としてカソードに流れるようになる。
【0029】請求項5記載のSIサイリスタの駆動回路
では、定電圧源の電圧値は、逆起電力より小さい値とな
るように設定されているので、逆起電力が発生した場合
に、アノード電流 IA1の一部はゲートから引き抜かれ n
チャネル電界効果トランジスタのドレイン及びソース、
定電圧源をバイパス経路としてカソードに流れるように
なる。
【0030】請求項6記載のSIサイリスタの駆動回路
では、第1バイアス電圧設定用抵抗と第2バイアス電圧
設定用抵抗は、逆起電力が発生した場合に NPNトランジ
スタがオン状態となるように設定されているので、逆起
電力が発生した場合に、アノード電流 IA1の一部はゲー
トから引き抜かれ NPNトランジスタのコレクタ及びエミ
ッタをバイパス経路としてカソードに流れるようにな
る。
【0031】請求項7記載のSIサイリスタの駆動回路
では、第1バイアス電圧設定用抵抗と第2バイアス電圧
設定用抵抗は、逆起電力が発生した場合に nチャネル電
界効果トランジスタがオン状態となるように設定されて
いるので、逆起電力が発生した場合に、アノード電流 I
A1の一部はゲートから引き抜かれ nチャネル電界効果ト
ランジスタのドレイン及びソースをバイパス経路として
カソードに流れるようになる。
【0032】請求項8記載のSIサイリスタの駆動回路
では、ツェナーダイオードのツェナー電圧がSIサイリ
スタにゲート逆バイアス電圧を印加する第2直流電源の
電圧値よりわずかに小さい値に設定されている。これに
より、SIサイリスタにゲート逆バイアス電圧が印加さ
れている時、そのゲート逆バイアス電圧の大部分は、ツ
ェナーダイオードに印加されることになるので、そのツ
ェナーダイオードに直列に接続されたコンデンサにかか
る電圧値の絶対値は小さい値となっている。その後、S
Iサイリスタにゲート順バイアス電圧が印加されると、
コンデンサとショットキーバリアダイオードの直列回路
にゲート順バイアス電圧が印加されるが、コンデンサの
両端電圧の絶対値は小さい値であったので、SIサイリ
スタのゲート・カソード間電圧は、SIサイリスタのス
レッショルド電圧よりわずかに小さい電圧値まで素早く
上昇することになる。その後、ショットキーバリアダイ
オードと直列に接続されたコンデンサの充電が緩やかに
行われ、ゲート・カソード間電圧は緩やかに上昇するの
でSIサイリスタのターンオン遅れ時間を長くすること
なくアノード電流の立ち上がりを緩やかにすることがで
きる。
【0033】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1に基づいて説
明する。図1に示す回路で、T1はSIサイリスタで、L
はSIサイリスタT1のカソードの浮遊インダクタンスで
ある。SIサイリスタ T1 のゲートはSIサイリスタ T
1 をオン状態とするためのスイッチング素子 S1 を介し
て、オンゲート電流供給用の第1直流電源E1の正極P1
接続されると共に、SIサイリスタ T1 をオフ状態とす
るためのスイッチング素子 S2 を介して第1直流電源E1
の負極N1に接続されている。スイッチング素子 S1 , S
2 は交互にオン状態となるように駆動回路(図示省略)
により駆動されるが、共にオン状態となることはなく、
一方のスイッチング素子が閉状態となった後に他方のス
イッチング素子が開状態となるように駆動される。
【0034】また、SIサイリスタ T1 をオフさせる際
にゲート逆バイアス電圧をSIサイリスタ T1 のゲート
・カソード間に印加するため、第2直流電源E2の正極P2
がSIサイリスタ T1 のカソードに接続され第2直流電
源E2の負極N2が第1直流電源E1の負極N1に接続されてい
る。
【0035】さらに、SIサイリスタ T1 のオン時にオ
ンゲート電流を流すスイッチング素子 S1 と並列に、オ
ンゲート電流と逆向きの電流を流すダイオードD3が接続
されている。
【0036】次に、本実施例の回路動作を図1及び図2
に基づき説明する。図2は図1に示した回路におけるS
Iサイリスタ T1 の各部の電圧波形または電流波形を示
したもので、(a)、(b)、(c)に示す波形はそれ
ぞれゲート・カソード間電圧VGK1 、ゲート電流 IG1
アノード電流 IA1を示したものである。
【0037】まず、SIサイリスタ T1 をターンオフさ
せる場合は、スイッチング素子 S1をオフ状態としスイ
ッチング素子 S2 をオン状態として、SIサイリスタ T
1 のゲート・カソード間に逆バイアス電圧V2を印加し、
第2直流電源E2、SIサイリスタ T1 のカソード、SI
サイリスタ T1 のゲート、スイッチング素子 S2 の経路
でゲート電流 IG1を引き抜けばよい。
【0038】次に、SIサイリスタ T1 をターンオンさ
せる場合は、スイッチング素子 S1をオン状態としスイ
ッチング素子 S2 をオフ状態として、第1直流電源E1
スイッチング素子 S1 、SIサイリスタ T1 のゲート、
SIサイリスタ T1 のカソード、第2直流電源E2の経路
で電流を流しSIサイリスタ T1 をオン状態とする。こ
の時、SIサイリスタ T1 に流れ始めるカソード電流 I
K1とカソードの浮遊インダクタンスL によって、ゲート
・カソード間電圧 VGK1 は、図2(a)の区間(リ)に
示すように、ゲート・カソード間の順方向電圧(PN接
合のビルトインポテンシャル)以上のピーク電圧 VGP
なる(例えば、 VGP= L ・dIK1/dt=3V)。
【0039】ここで、ダイオード D3 の順方向の電圧降
下(順方向電圧)を VD3F 、第1直流電源E1の電圧を V
1 、第2直流電源E2の電圧を V2 とした場合、V1-V2+ V
D3F<VGPとなるように設定しておけば、SIサイリスタ
T1 のターンオンの瞬間に流れ込むアノード電流 IA1
一部がゲートから引き抜かれ、図2(b)の区間(ヌ)
に示すように、SIサイリスタ T1 のゲート、ダイオー
ド D3 、第1直流電源E1、第2直流電源E2、SIサイリ
スタ T1 のカソードの経路でゲート電流 IG1が流れる。
このことにより、SIサイリスタ T1 のターンオンの瞬
間に伝導変調に寄与するアノード電流が減少し、結果と
してSIサイリスタ T1 の伝導変調が遅れ、図2(c)
の区間(リ)に示すように、アノード電流 IA1の立ち上
がりが緩やかになる。このように、SIサイリスタ T1
のターンオンの瞬間に流れ始めるアノード電流 IA1の一
部をゲートから引き抜くことによってアノード電流 IA1
の立ち上がりを緩やかにすることができるので、図11
に示した従来回路に比べてターンオン遅れ時間を小さく
することができる。また、コンデンサの充放電を行わな
いため、駆動電力を必要最小限に抑えることができる。
【0040】以上に説明したように、本発明の駆動方法
によれば、ターンオン遅れ時間の増大を抑えてSIサイ
リスタ T1 のアノード電流 IA1を緩やかに立ち上げるこ
とができるので、電流回生用ダイオードD1の逆回復電圧
の上昇率を抑制できノイズを低減してSIサイリスタT2
の誤動作を防止することができる。また、動力用インバ
ータ回路等に応用した場合、負荷電圧波形を制御電圧波
形に近づけることができる。
【0041】図1に示した実施例で、スイッチング素子
S1が電界効果トランジスタのように双方向に電流を流す
ことができる素子であり、ゲートから引き抜かれた電流
を流すことができる性能を有するものであればダイオー
ドD3を設けなくともよい。一方、スイッチング素子S2
は一方向にしか電流が流れないので、一方向にしか電流
が流れない素子を用いてスイッチング素子S2を構成して
もよい。
【0042】図3は、本発明の異なる実施例を示す回路
図である。図3に示す回路で、SIサイリスタ T1 のゲ
ートはスイッチング素子 S1 を介してオンゲート電流供
給用の第1直流電源E1の正極P1に接続されると共に、ス
イッチング素子 S2 を介して第1直流電源E1の負極N1
接続されている。
【0043】また、SIサイリスタ T1 をオフさせる際
にゲート逆バイアス電圧をSIサイリスタ T1 のゲート
・カソード間に印加するため、第2直流電源E2の正極P2
がSIサイリスタ T1 のカソードに接続され第2直流電
源E2の負極N2が第1直流電源E1の負極N1に接続されてい
る。
【0044】さらに、SIサイリスタ T1 のゲート・カ
ソード間には、ショットキーバリアダイオード D4 , D
5 で構成されるダイオード回路7がゲートからカソード
に向かう方向が順方向となるように接続されている。
【0045】次に、図3に示した実施例の回路動作につ
いて説明する。SIサイリスタ T1のターンオフ時の過
渡現象については図1に示した実施例の場合と同様であ
るので説明を省略する。SIサイリスタ T1 をターンオ
ンさせるには、スイッチング素子 S1 をオン状態としス
イッチング素子 S2 をオフ状態として、第1直流電源
E1、スイッチング素子 S1 、SIサイリスタ T1 のゲー
ト、SIサイリスタ T1のカソード、第2直流電源E2
経路で電流を流す。この時、SIサイリスタ T1に流れ
始めるカソード電流 IK1とカソードの浮遊インダクタン
スL によって、ゲート・カソード間電圧 VGK1 は、図1
に示した実施例と同様にゲート・カソード間の順方向電
圧(PN接合のビルトインポテンシャル)以上のピーク
電圧 VGPになる。
【0046】この時、ピーク電圧 VGPは、ショットキー
バリアダイオード D4 , D5 のそれぞれの順方向電圧の
和より大きくなり、SIサイリスタ T1 のターンオンの
瞬間に流れ込むアノード電流 IA1の一部がゲートから引
き抜かれて、ダイオード回路7、SIサイリスタ T1
カソードの経路で流れるようになる。これにより、図1
に示した実施例と同様に余分なターンオン遅れ時間な
く、少ない駆動電力でアノード電流 IA1の立ち上がりを
緩やかにすることができる。ピーク電圧 VGPを最大値と
する逆起電力が消滅してSIサイリスタT1が定常的なオ
ン状態に移行すれば、SIサイリスタT1のゲート・カソ
ード間電圧 VGK1 はSIサイリスタT1のゲート・カソー
ド間の順方向電圧(PN接合のビルトインポテンシャ
ル)となるのでダイオード回路7はオフ状態となり電流
が流れなくなる。
【0047】図3に示した実施例で、ダイオード回路7
はショットキーバリアダイオード D 4 , D5 の直列回路
であるとしたが実施例に限定されず、同等の順方向電圧
を有するダイオードを用いて構成することができる。ま
た、ショットキーバリアダイオードを含む複数のダイオ
ードを並列に接続してダイオード回路を構成してもよ
い。図4に本発明のさらに異なる実施例を示す。図4
で、SIサイリスタ T1 のゲートは、オンゲート電流限
流用抵抗R1、スイッチング素子 S1 を介してオンゲート
電流供給用の第1直流電源E1の正極P1に接続されると共
に、スイッチング素子S2 を介して第1直流電源E1の負
極N1に接続されている。
【0048】また、SIサイリスタ T1 をオフさせる際
にゲート逆バイアス電圧をSIサイリスタ T1 のゲート
・カソード間に印加するため、第2直流電源E2の正極P2
がSIサイリスタ T1 のカソードに接続され第2直流電
源E2の負極N2が第1直流電源E1の負極N1に接続されてい
る。
【0049】さらに、SIサイリスタ T1 のゲート・カ
ソード間には、 NPNトランジスタ Tr3が接続されてお
り、 NPNトランジスタ Tr3のコレクタがSIサイリスタ
T1 のゲートに接続され、 NPNトランジスタ Tr3のエミ
ッタが第3直流電源E3の正極P3に接続され、第3直流電
源E3の負極N3がSIサイリスタ T1 のカソードに接続さ
れ、 NPNトランジスタ Tr3のベースがベース抵抗R2を介
してスイッチング素子S1とオンゲート電流限流用抵抗R1
の接続点に接続されている。
【0050】次に、図4に示した実施例の回路動作につ
いて説明する。SIサイリスタ T1のターンオフ時の過
渡現象については図1に示した実施例と同様であるので
説明を省略する。SIサイリスタ T1 をターンオンさせ
るには、スイッチング素子 S 1 をオン状態としスイッチ
ング素子 S2 をオフ状態として、第1直流電源E1、スイ
ッチング素子 S1 、オンゲート電流限流用抵抗R1、SI
サイリスタ T1 のゲート、SIサイリスタ T1 のカソー
ド、第2直流電源E2の経路で電流を流し、SIサイリス
タ T1 をオン状態とする。この時、SIサイリスタ T1
に流れ始めるカソード電流 IK1とSIサイリスタ T1
カソードの浮遊インダクタンスL によって、ゲート・カ
ソード間電圧 VGK1 は、図1に示した実施例と同様にゲ
ート・カソード間の順方向電圧(PN接合のビルトイン
ポテンシャル)以上のピーク電圧VGP(例えば、3V)に
なる。
【0051】この時、第1直流電源E1よりスイッチング
素子S1を介して流れる電流の一部は、ベース抵抗R2を介
して NPNトランジスタ Tr3のベースに流れ、 NPNトラン
ジスタ Tr3をSIサイリスタ T1 と略同時にオン状態と
する。ここで、第3直流電源E3の出力電圧値V3を例えば
0.8V として、出力電圧値V3と NPNトランジスタ Tr3
コレクタ・エミッタ間の電圧降下とSIサイリスタのゲ
ート・カソード間の電圧降下との和がピーク電圧 V
GP(例えば、3V)より少し小さい値になるように設定す
れば、SIサイリスタ T1 のターンオンの瞬間に流れ込
むアノード電流 IA1の一部がゲートから引き抜かれて、
SIサイリスタ T1 のゲート、 NPNトランジスタ Tr3
コレクタ及びエミッタ、第3直流電源E3、SIサイリス
タ T1 のカソードの経路で流れるようになるので、アノ
ード電流 IA1を緩やかに立ち上げることができる。図4
に示した実施例では、 NPNトランジスタ Tr3を用いてア
ノード電流 IA1のバイパス回路を形成したが、図5に示
すように、 nチャネル電界効果トランジスタ Tr4を用い
て構成してもよい。
【0052】図6に本発明のさらに異なる実施例を示
す。図6で、SIサイリスタ T1 のゲートは、スイッチ
ング素子 S1 を介してオンゲート電流供給用の第1直流
電源E1の正極P1に接続されると共に、スイッチング素子
S2 を介して第1直流電源E1の負極N1に接続されてい
る。
【0053】また、SIサイリスタ T1 をオフ状態とす
る際にゲート逆バイアス電圧をSIサイリスタ T1 のゲ
ート・カソード間に印加するため、第2直流電源E2の正
極P2がSIサイリスタ T1 のカソードに接続され第2直
流電源E2の負極N2が第1直流電源E1の負極N1に接続され
ている。
【0054】さらに、SIサイリスタ T1 のゲート・カ
ソード間で、 NPNトランジスタ Tr5のコレクタがSIサ
イリスタ T1 のゲートに接続され、 NPNトランジスタ T
r5のエミッタがSIサイリスタ T1 のカソードに接続さ
れている。また、SIサイリスタ T1 のゲート・カソー
ド間には第1バイアス電圧設定用抵抗R3と第2バイアス
電圧設定用抵抗R4の直列回路8が接続され、第1バイア
ス電圧設定用抵抗R3と第2バイアス電圧設定用抵抗R4
接続点には、 NPNトランジスタ Tr5のベースが接続され
ている。
【0055】次に、図6に示した実施例の回路動作につ
いて説明する。SIサイリスタ T1のターンオフ時の過
渡現象は、図1に示した実施例と同様であるので説明を
省略する。SIサイリスタ T1 をターンオンさせるに
は、スイッチング素子 S1 をオン状態としスイッチング
素子 S2 をオフ状態として、第1直流電源E1、スイッチ
ング素子 S1 、SIサイリスタ T1 のゲート、SIサイ
リスタ T1 のカソード、第2直流電源E2の経路で電流を
流し、SIサイリスタ T1 をオン状態とする。この時、
SIサイリスタ T1 に流れ始めるカソード電流 IK1とS
Iサイリスタ T1のカソードの浮遊インダクタンスL に
よって逆起電力が発生し、ゲート・カソード間電圧 V
GK1 は、図1に示した実施例と同様にゲート・カソード
間の順方向電圧(PN接合のビルトインポテンシャル)
以上のピーク電圧 VGPになる(例えば、 VGP= L ・dIK1
/dt=3V)。
【0056】このピーク電圧 VGPを最大値とする逆起電
力が発生した場合に NPNトランジスタ Tr5がオン状態と
なるように第1バイアス電圧設定用抵抗R3と第2バイア
ス電圧設定用抵抗R4を設定しておけば、SIサイリスタ
T1がターンオンする瞬間にアノード電流 IA1の一部がゲ
ートから引き抜かれ、SIサイリスタ T1 のゲート、NP
Nトランジスタ Tr5のコレクタ及びエミッタ、SIサイ
リスタ T1 のカソードの経路で流れるので、図1に示し
た実施例と同様にターンオン遅れ時間を長くすることな
く、少ない駆動電力でアノード電流 IA1の立ち上がりを
緩やかにすることができる。図6に示した実施例では、
NPNトランジスタ Tr5を用いてアノード電流 IA1のバイ
パス回路を形成したが、図7に示すように、 nチャネル
電界効果トランジスタ Tr6を用いて構成してもよい。
【0057】図8は本発明のさらに異なる実施例を示す
回路図である。図8で、SIサイリスタ T1 のゲート
は、スイッチング素子 S1 を介してオンゲート電流供給
用の第1直流電源E1の正極P1に接続されると共に、スイ
ッチング素子 S2 を介して第1直流電源E1の負極N1に接
続されている。
【0058】また、SIサイリスタ T1 をオフ状態とす
る際にゲート逆バイアス電圧をSIサイリスタ T1 のゲ
ート・カソード間に印加するため、第2直流電源E2の正
極P2がSIサイリスタ T1 のカソードに接続され第2直
流電源E2の負極N2が第1直流電源E1の負極N1に接続され
ている。
【0059】さらに、SIサイリスタ T1 のゲート・カ
ソード間には、コンデンサC2と、SIサイリスタ T1
ゲートからカソードへ向かう方向を順方向とするショッ
トキーバリアダイオードD6との直列回路が接続されてい
る。また、ショットキーバリアダイオードD6と極性方向
が同じツェナーダイオードZDがショットキーバリアダイ
オードD6に並列に接続されている。ここで、ショットキ
ーバリアダイオードD6としては、その順方向電圧がSI
サイリスタ T1 のゲート・カソード間の順方向電圧(P
N接合のビルトインポテンシャル)よりわずかに小さい
値のものを用いる。また、ツェナーダイオードZDとして
は、スイッチング素子S2がオン状態となった場合に、第
2直流電源E2、ツェナーダイオードZD、コンデンサC2
スイッチング素子S2で構成される経路に電流が流れるよ
うに、そのツェナー電圧が、第2直流電源E2の電圧値よ
り僅かに小さい値のものを用いる。
【0060】次に、図8及び図9に基づいて、図8に示
した回路の動作について説明する。図9は図8の回路に
示したSIサイリスタ T1 の各部の電圧波形または電流
波形を示したもので、(a)は、ゲート・カソード間電
圧 VGK1 、(b)はSIサイリスタ T1 のゲート電流 I
G1、(c)は、アノード電流 IA1を示したものである。
【0061】まず、SIサイリスタ T1 をターンオフさ
せる場合は、スイッチング素子 S1をオフ状態としスイ
ッチング素子 S2 をオン状態として、第2直流電源E2
ツェナーダイオードZD、コンデンサC2、スイッチング素
子S2の経路で電流を流す。これにより、コンデンサC
2は、その両端電圧が第2直流電源E2の電圧 V2 (例え
ば、6V)とツェナーダイオードZDのツェナー電圧 V
ZD(例えば、5V)の差電圧 VC1=V2 -VZD(例えば、1V)
となるまで充電されるので、スイッチング素子S2の電圧
降下を無視した場合、SIサイリスタ T1 のゲート・カ
ソード間には、電圧 V2の逆バイアス電圧が印加される
ことになる。
【0062】次に、SIサイリスタ T1 をターンオンさ
せるには、スイッチング素子 S1 をオン状態としスイッ
チング素子 S2 をオフ状態として、第1直流電源E1、ス
イッチング素子 S1 、SIサイリスタ T1 のゲート、S
Iサイリスタ T1 のカソード、第2直流電源E2の経路で
電流を流し、SIサイリスタ T1 をオン状態とする。こ
の時、SIサイリスタのカソード電流 IK1とカソードの
浮遊インダクタンスLによって生じるピーク電圧 V
GPは、ゲート・カソード間の順方向電圧(PN接合のビ
ルトインポテンシャル)以上の電圧となる(例えば、 V
GP= L ・dIK1/dt=3V)。
【0063】スイッチング素子 S1 をオン状態としスイ
ッチング素子 S2 をオフ状態とすると、SIサイリスタ
T1 のゲート・カソード間電圧 VGK1 は、図9(a)の
区間(ル)に示すように、ショットキーバリアダイオー
ドD6の順方向電圧 VF (例えば、0.5V)からコンデンサ
C2の逆バイアス電圧 VC1を引いた電圧( VF -VC1、例え
ば、-0.5V )まで即座に上昇することになる。
【0064】その後、コンデンサC2が徐々に充電される
ので、ゲート・カソード間電圧 VGK 1 は緩やかに上昇
し、ゲート・カソード間電圧 VGK1 がSIサイリスタ T
1 のスレッショルド電圧に到達した後もSIサイリスタ
T1 は緩やかにターンオンするようになり、SIサイリ
スタ T1 のアノード電流 IA1も図9(c)に示すように
比較的緩やかに立ち上がる。この時、コンデンサC2は、
その両端電圧がSIサイリスタ T1 のゲート・カソード
間順方向電圧 VGK1FとショットキーバリアダイオードD6
の順方向電圧 VF (例えば、0.5V)の差電圧 VC2=VGK1F
-VF (例えば、0.2V)となるまで充電されることにな
る。
【0065】以上に説明したように、図8に示した実施
例の場合、ターンオン時にSIサイリスタ T1 のゲート
・カソード間電圧 VGK1 は、スレッショルド電圧 VTH
りわずかに小さい電圧(例えば、-1V )まで即座に立ち
上がり、その後、コンデンサC2の充電により緩やかに立
ち上がる。コンデンサC2としては、比較的容量の大きな
ものを用いることができるので、制御信号から大きく遅
れることなく、SIサイリスタ T1 のアノード電流 IA1
を緩やかに立ち上げることができる。
【0066】また、コンデンサC1の両端電圧の変化を図
10に示した従来例と比較すると、図10に示した従来
の駆動回路の場合は、逆バイアス用電源電圧 V2 (例え
ば、6V)からSIサイリスタT1のゲート・カソード間順
方向電圧 VGK1F(例えば、0.7V)まで変化するので、そ
の変化幅は V2 +VGK1F(例えば、6.7V)となるのに対し
て、図8に示す回路の場合は、コンデンサC1の両端電圧
は、逆バイアス用電源電圧 V2 (例えば、6V)とツェナ
ー電圧 VZD(例えば、5V)との差電圧 VC1( V C1=V2 -V
ZD、例えば、1V)から、ゲート・カソード間順方向電圧
VGK1F(例えば、0.7V)とショットキーバリアダイオー
ドD6の順方向電圧 VF (例えば、0.5V)の差電圧 V
C2( VC2=VGK1F-VF 、例えば、0.2V)まで変化するの
で、その変化幅は VC1+VC2(例えば、1.2V)となりコン
デンサの充放電に必要な駆動電力を低減することができ
る。
【0067】
【発明の効果】以上のように、請求項1乃至請求項7記
載のSIサイリスタの駆動回路は、SIサイリスタのタ
ーンオンの瞬間にアノード電流の一部をSIサイリスタ
のゲートから引き抜きカソードにバイパスすることによ
り、SIサイリスタのターンオン遅れ時間を長くするこ
となく、アノード電流を緩やかに立ち上げることがで
き、SIサイリスタのアノード・カソード間の急激な電
圧変化によって発生するノイズを低減することができ
る。また、コンデンサの充放電を伴わないので駆動電力
の低減を図ることもできる。
【0068】また、請求項8記載のSIサイリスタの駆
動回路では、SIサイリスタのターンオン時にSIサイ
リスタのゲート・カソード間電圧は、スレッショルド電
圧よりわずかに小さい電圧値まで素早く上昇した後、コ
ンデンサの充電により緩やかに立ち上がってスレッショ
ルド電圧を越えるため、少ないターンオン遅れ時間でS
Iサイリスタのターンオンを緩やかに行うことができS
Iサイリスタの誤動作を防止することができる。また、
コンデンサの両端電圧の変化(充放電電圧の変化)を小
さくすることができるので駆動電力の低減を図ることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るSIサイリスタの駆動回路の一実
施例を示す回路図である。
【図2】図1に示した実施例の各部の電圧または電流を
示す波形図で、(a)はゲート・カソード間電圧、
(b)はゲート電流、(c)はアノード電流を示す。
【図3】本発明に係るSIサイリスタの駆動回路の異な
る実施例を示す回路図である。
【図4】本発明に係るSIサイリスタの駆動回路のさら
に異なる実施例を示す回路図である。
【図5】本発明に係るSIサイリスタの駆動回路のさら
に異なる実施例を示す回路図である。
【図6】本発明に係るSIサイリスタの駆動回路のさら
に異なる実施例を示す回路図である。
【図7】本発明に係るSIサイリスタの駆動回路のさら
に異なる実施例を示す回路図である。
【図8】本発明に係るSIサイリスタの駆動回路のさら
に異なる実施例を示す回路図である。
【図9】図8に示した実施例の各部の電圧または電流を
示す波形図で、(a)はゲート・カソード間電圧、
(b)はゲート電流、(c)はアノード電流を示す。
【図10】本発明に係るSIサイリスタの駆動回路のさ
らに異なる実施例を示す回路図である。
【図11】従来のSIサイリスタの駆動回路の一例を示
す回路図である。
【図12】従来のSIサイリスタの駆動回路を動力用イ
ンバータ回路に応用した回路図である。
【図13】従来のSIサイリスタの駆動回路の各部の電
圧または電流を示す波形図で、(a)は制御信号、
(b)はゲート・カソード間電圧、(c)はアノード電
流、(d)はアノード・カソード間電圧、(e)はゲー
ト・カソード間電圧を示す。
【符号の説明】
T1 SIサイリスタ S1 スイッチング素子 D3 ダイオード 7 ダイオード回路 R1 オンゲート電流限流用抵抗 R2 ベース抵抗(ゲート抵抗) Tr3 NPNトランジスタ E3 第3直流電源(定電圧源) R3 第1バイアス電圧設定用抵抗 R4 第2バイアス電圧設定用抵抗 8 直列回路 C2 コンデンサ D6 ショットキーバリアダイオード ZD 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2−262822(JP,A) 特開 平2−7714(JP,A) 特開 平4−373306(JP,A) 特開 平5−29907(JP,A) 特開 平6−5846(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 17/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 SIサイリスタの駆動回路において、前
    記SIサイリスタがターンオンする時に、同SIサイリ
    スタに流れ始めるカソード電流とカソードの浮遊インダ
    クタンスによって発生する逆起電力が利用され、この逆
    起電力が同SIサイリスタに印加される順方向の電圧を
    越えることにより、前記SIサイリスタのターンオンの
    瞬間に伝導変調に寄与するアノード電流がゲートからカ
    ソードにバイパスされ引き抜かれることで減少されるよ
    うになしたことを特徴とするSIサイリスタの駆動回
    路。
  2. 【請求項2】 スイッチング素子を備え、そのスイッチ
    ング素子を閉状態として前記SIサイリスタのゲート・
    カソード間に順方向電圧を印加しオンゲート電流を前記
    SIサイリスタのゲートに流して前記SIサイリスタを
    オン状態とする前記SIサイリスタの駆動回路であっ
    て、前記オンゲート電流と逆向きの電流を流すダイオー
    ドを前記スイッチング素子に並列に接続したことを特徴
    とする請求項1記載のSIサイリスタの駆動回路。
  3. 【請求項3】 前記SIサイリスタのゲート・カソード
    間に順方向電圧を印加して前記SIサイリスタをオン状
    態とする前記SIサイリスタの駆動回路であって、1つ
    または複数のダイオードで構成したダイオード回路を前
    記SIサイリスタのゲートからカソードへ向かう方向が
    順方向となるように前記SIサイリスタのゲート・カソ
    ード間に接続したことを特徴とする請求項1記載のSI
    サイリスタの駆動回路。
  4. 【請求項4】 スイッチング素子を備え、そのスイッチ
    ング素子を閉状態として前記SIサイリスタのゲート・
    カソード間に順方向電圧を印加しオンゲート電流を前記
    SIサイリスタのゲートに流して前記SIサイリスタを
    オン状態とする前記SIサイリスタの駆動回路であっ
    て、前記スイッチング素子と前記SIサイリスタのゲー
    ト間に接続されたオンゲート電流限流用抵抗と、コレク
    タが前記SIサイリスタのゲートに接続されベースがベ
    ース抵抗を介して前記スイッチング素子と前記オンゲー
    ト電流限流用抵抗の接続点に接続された NPNトランジス
    タと、正極が前記 NPNトランジスタのエミッタに接続さ
    れ負極が前記SIサイリスタのカソードに接続された定
    電圧源とを備えたことを特徴とする請求項1記載のSI
    サイリスタの駆動回路。
  5. 【請求項5】 前記 NPNトランジスタの代わりに nチャ
    ネル電界効果トランジスタを用い、その nチャネル電界
    効果トランジスタのドレインを前記SIサイリスタのゲ
    ートに接続し、前記 nチャネル電界効果トランジスタの
    ゲートをゲート抵抗を介して前記スイッチング素子と前
    記オンゲート電流限流用抵抗の接続点に接続し、前記 n
    チャネル電界効果トランジスタのソースを前記定電圧源
    の正極に接続したことを特徴とする請求項4記載のSI
    サイリスタの駆動回路。
  6. 【請求項6】 前記SIサイリスタのゲート・カソード
    間に順方向電圧を印加して前記SIサイリスタをオン状
    態とする前記SIサイリスタの駆動回路であって、前記
    SIサイリスタのゲート・カソード間に接続される第1
    バイアス電圧設定用抵抗と第2バイアス電圧設定用抵抗
    とで構成される直列回路と、コレクタが前記SIサイリ
    スタのゲートに接続されエミッタが前記SIサイリスタ
    のカソードに接続されベースが前記第1バイアス電圧設
    定用抵抗と前記第2バイアス電圧設定用抵抗の接続点に
    接続された NPNトランジスタとを備えたことを特徴とす
    る請求項1記載のSIサイリスタの駆動回路。
  7. 【請求項7】 前記 NPNトランジスタの代わりに nチャ
    ネル電界効果トランジスタを用い、その nチャネル電界
    効果トランジスタのドレインを前記SIサイリスタのゲ
    ートに接続し、前記 nチャネル電界効果トランジスタの
    ゲートを前記第1バイアス電圧設定用抵抗と前記第2バ
    イアス電圧設定用抵抗の接続点に接続し、前記 nチャネ
    ル電界効果トランジスタのソースをSIサイリスタのカ
    ソードに接続したことを特徴とする請求項6記載のSI
    サイリスタの駆動回路。
  8. 【請求項8】 Iサイリスタのゲート・カソード間に
    順方向電圧を印加して前記SIサイリスタをオン状態と
    し前記SIサイリスタのゲート・カソード間に逆方向電
    圧を印加して前記SIサイリスタをオフ状態とする前記
    SIサイリスタの駆動回路であって、ショットキーバリ
    アダイオードのカソードを前記SIサイリスタのカソー
    ドに接続し前記ショットキーバリアダイオードのアノー
    ドをコンデンサを介して前記SIサイリスタのゲートに
    接続すると共に、前記逆方向電圧より小さいツェナー電
    圧を有し、カソードが前記SIサイリスタのカソードに
    接続されアノードが前記SIサイリスタのゲートに接続
    されたツェナーダイオードを前記ショットキーバリアダ
    イオードに並列に接続してなり、前記SIサイリスタの
    ターンオン時にこのSIサイリスタのゲート・カソード
    間電圧が、スレッショルド電圧よりわずかに小さい電圧
    値まで素早く上昇した後、コンデンサの充電により緩や
    かに立ち上がって同スレッショルド電圧を越えるように
    なしたことを特徴とするSIサイリスタの駆動回路。
JP05565694A 1994-03-25 1994-03-25 Siサイリスタの駆動回路 Expired - Fee Related JP3448944B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05565694A JP3448944B2 (ja) 1994-03-25 1994-03-25 Siサイリスタの駆動回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05565694A JP3448944B2 (ja) 1994-03-25 1994-03-25 Siサイリスタの駆動回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07264031A JPH07264031A (ja) 1995-10-13
JP3448944B2 true JP3448944B2 (ja) 2003-09-22

Family

ID=13004890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05565694A Expired - Fee Related JP3448944B2 (ja) 1994-03-25 1994-03-25 Siサイリスタの駆動回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3448944B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4307314B2 (ja) * 2004-04-16 2009-08-05 パナソニック株式会社 負荷駆動回路
US8519751B2 (en) 2009-09-15 2013-08-27 Mitsubishi Electric Corporation Gate drive circuit

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07264031A (ja) 1995-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3339311B2 (ja) 自己消弧形半導体素子の駆動回路
US10340906B2 (en) Integrated bootstrap high-voltage driver chip and technological structure thereof
JP3141613B2 (ja) 電圧駆動形素子の駆動方法及びその回路
JP3421507B2 (ja) 半導体素子の駆動回路
JP5186095B2 (ja) ゲート駆動回路
US4989127A (en) Driver for high voltage half-bridge circuits
US8044699B1 (en) Differential high voltage level shifter
US6335608B1 (en) Fault protection circuitry for motor controllers
US10979032B1 (en) Time-programmable failsafe pulldown circuit for GaN switch
JP3447949B2 (ja) 絶縁ゲート型半導体素子のゲート駆動回路、電力変換装置
JPS6347012B2 (ja)
JP2001136732A (ja) 半導体電力変換装置
JPH0947015A (ja) 自己消弧形半導体素子の駆動回路
CN110838787A (zh) 一种改善驱动性能的SiC MOSFET主动驱动电路
JP2760590B2 (ja) 電圧駆動形素子の駆動回路
JP3379562B2 (ja) インバータ装置
Rouger et al. Modular multilevel SOI-CMOS active gate driver architecture for SiC MOSFETs
JP3448944B2 (ja) Siサイリスタの駆動回路
JP6163981B2 (ja) 駆動装置および電力変換システム
JP2747911B2 (ja) 静電誘導形自己消弧素子の駆動回路及び静電誘導形自己消弧素子を有するインバータ装置
US6813169B2 (en) Inverter device capable of reducing through current
JP2002135097A (ja) 半導体装置および半導体装置モジュール
JP6288220B2 (ja) 電圧駆動型半導体素子の駆動回路
JP2000324801A (ja) 電圧制御形半導体素子の駆動回路
JP6847641B2 (ja) ゲート駆動回路

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees