JP3477852B2 - Ｉｇｂｔ駆動回路および点火装置 - Google Patents
Ｉｇｂｔ駆動回路および点火装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＩＧＢＴ（絶縁ゲー
ト型バイポーラトランジスタ）駆動回路に係り、例え
ば、各種車両に用いられる内燃機関用点火装置の点火コ
イルの一次電流を制御する定電流回路に関する。
ト型バイポーラトランジスタ）駆動回路に係り、例え
ば、各種車両に用いられる内燃機関用点火装置の点火コ
イルの一次電流を制御する定電流回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関用点火装置における点火コイル
の一次電流制御回路としてはバイポーラトランジスタを
用いたものが使用されている。つまり、図８に示すよう
に、ＮＰＮトランジスタ２５，２６がダーリントン接続
され、そのダーリントントランジスタのコレクタ電流Ｉ
C を制御するために一次電流検出抵抗２７にてダーリン
トントランジスタのコレクタ電流ＩC を検出し、コンパ
レータ２８により一次電流検出抵抗２７の検出電圧と比
較電圧値とを比較し、その大小関係によりベース電流制
御用トランジスタ（ＮＰＮトランジスタ）２９を制御し
てダーリントントランジスタのベース電流ＩB を制御す
ることにより、ダーリントントランジスタの電流増幅率
ｈFEで与えられる電流値が得られるようになっていた。
又、コレクタ電流ＩC の発振防止のためにダーリントン
トランジスタのベース端子とコンパレータ２８の検出端
子側との間には発振防止用抵抗３０が設けられ、この発
振防止用抵抗３０を介してベース電圧ＶBEをコンパレー
タ２８の検出端子側にフィードバックすることにより、
一次電流検出抵抗２７で検出される電流値が所定値より
小さい場合においてもベース電流ＩB が発振するような
急激な変化はなかった。
の一次電流制御回路としてはバイポーラトランジスタを
用いたものが使用されている。つまり、図８に示すよう
に、ＮＰＮトランジスタ２５，２６がダーリントン接続
され、そのダーリントントランジスタのコレクタ電流Ｉ
C を制御するために一次電流検出抵抗２７にてダーリン
トントランジスタのコレクタ電流ＩC を検出し、コンパ
レータ２８により一次電流検出抵抗２７の検出電圧と比
較電圧値とを比較し、その大小関係によりベース電流制
御用トランジスタ（ＮＰＮトランジスタ）２９を制御し
てダーリントントランジスタのベース電流ＩB を制御す
ることにより、ダーリントントランジスタの電流増幅率
ｈFEで与えられる電流値が得られるようになっていた。
又、コレクタ電流ＩC の発振防止のためにダーリントン
トランジスタのベース端子とコンパレータ２８の検出端
子側との間には発振防止用抵抗３０が設けられ、この発
振防止用抵抗３０を介してベース電圧ＶBEをコンパレー
タ２８の検出端子側にフィードバックすることにより、
一次電流検出抵抗２７で検出される電流値が所定値より
小さい場合においてもベース電流ＩB が発振するような
急激な変化はなかった。
【０００３】しかし、このような回路においては、使用
する素子がバイポーラトランジスタであることにより、
ベース電流ＩB を多く流す必要が生じるので、点火信号
ＩＧｔに応答してオン・オフするベース電流制御用トラ
ンジスタ（駆動トランジスタ）３１およびベース電流制
限抵抗（駆動抵抗）３２の消費電力が大きくなり、大き
な素子を必要としていた。つまり、駆動トランジスタ３
１および駆動抵抗３２はバイポーラトランジスタのコレ
クタ電流ＩC を大きくとるために与えられた電流増幅率
ｈFEで電流を増幅しなければならず、駆動抵抗３２は数
１００Ω程度の値を設定して駆動抵抗３２に流れるバイ
ポーラトランジスタのコレクタ電流ＩCを大きくとる必
要があり、駆動抵抗３２と駆動トランジスタ３１の共に
許容電力を大きくとらなければならない。
する素子がバイポーラトランジスタであることにより、
ベース電流ＩB を多く流す必要が生じるので、点火信号
ＩＧｔに応答してオン・オフするベース電流制御用トラ
ンジスタ（駆動トランジスタ）３１およびベース電流制
限抵抗（駆動抵抗）３２の消費電力が大きくなり、大き
な素子を必要としていた。つまり、駆動トランジスタ３
１および駆動抵抗３２はバイポーラトランジスタのコレ
クタ電流ＩC を大きくとるために与えられた電流増幅率
ｈFEで電流を増幅しなければならず、駆動抵抗３２は数
１００Ω程度の値を設定して駆動抵抗３２に流れるバイ
ポーラトランジスタのコレクタ電流ＩCを大きくとる必
要があり、駆動抵抗３２と駆動トランジスタ３１の共に
許容電力を大きくとらなければならない。
【０００４】そこで、図８の定電流制御回路におけるダ
ーリントントランジスタをそのままＩＧＢＴに置き換え
て駆動段の消費電力を小さくすることが考えられる。
ーリントントランジスタをそのままＩＧＢＴに置き換え
て駆動段の消費電力を小さくすることが考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図８でのダ
ーリントントランジスタをＩＧＢＴに置き換えた際に
は、ＮＰＮトランジスタ２９によってＩＧＢＴのゲート
電圧が瞬時に引き抜かれるために、ＩＧＢＴのゲート電
圧をコレクタ電流値が一定となるように安定させること
ができなかった。
ーリントントランジスタをＩＧＢＴに置き換えた際に
は、ＮＰＮトランジスタ２９によってＩＧＢＴのゲート
電圧が瞬時に引き抜かれるために、ＩＧＢＴのゲート電
圧をコレクタ電流値が一定となるように安定させること
ができなかった。
【０００６】そこで、この発明の目的は、安定した定電
流制御を行うことができるＩＧＢＴ駆動回路および点火
装置を提供することにある。
流制御を行うことができるＩＧＢＴ駆動回路および点火
装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ＩＧＢＴのゲート端子に接続され、駆動信号に応答
して前記ＩＧＢＴのゲート端子に所定の電圧を印加する
駆動用スイッチング素子と、前記ＩＧＢＴに直列に接続
された電流検出用抵抗と、前記電流検出用抵抗の両端子
間の電圧に応じた電圧値と比較電圧値とを比較するコン
パレータと、前記ＩＧＢＴのゲート端子に接続され、前
記コンパレータの比較結果によりオン・オフして前記Ｉ
ＧＢＴのゲート電圧を調整することにより前記ＩＧＢＴ
に流れる電流を一定に保持するための定電流制御用スイ
ッチング素子と、前記ＩＧＢＴのゲート電圧を前記コン
パレータの検出端子側にフィードバックして前記ＩＧＢ
Ｔに流れる電流の発振を防止する発振防止用抵抗と、前
記ＩＧＢＴのゲート端子と前記発振防止用抵抗との間に
配置された充放電緩和用抵抗とを備えるＩＧＢＴ駆動回
路をその要旨とする。
は、ＩＧＢＴのゲート端子に接続され、駆動信号に応答
して前記ＩＧＢＴのゲート端子に所定の電圧を印加する
駆動用スイッチング素子と、前記ＩＧＢＴに直列に接続
された電流検出用抵抗と、前記電流検出用抵抗の両端子
間の電圧に応じた電圧値と比較電圧値とを比較するコン
パレータと、前記ＩＧＢＴのゲート端子に接続され、前
記コンパレータの比較結果によりオン・オフして前記Ｉ
ＧＢＴのゲート電圧を調整することにより前記ＩＧＢＴ
に流れる電流を一定に保持するための定電流制御用スイ
ッチング素子と、前記ＩＧＢＴのゲート電圧を前記コン
パレータの検出端子側にフィードバックして前記ＩＧＢ
Ｔに流れる電流の発振を防止する発振防止用抵抗と、前
記ＩＧＢＴのゲート端子と前記発振防止用抵抗との間に
配置された充放電緩和用抵抗とを備えるＩＧＢＴ駆動回
路をその要旨とする。
【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明における前記充放電緩和用抵抗に対し並列に、放
電する方向の電流の流れを許容するダイオードを設けた
ＩＧＢＴ駆動回路をその要旨とする。
の発明における前記充放電緩和用抵抗に対し並列に、放
電する方向の電流の流れを許容するダイオードを設けた
ＩＧＢＴ駆動回路をその要旨とする。
【０００９】請求項３に記載の発明は、点火コイルの一
次側コイルに直列に接続されたＩＧＢＴと、前記ＩＧＢ
Ｔのゲート端子に接続され、点火信号に応答して前記Ｉ
ＧＢＴのゲート端子に所定の電圧を印加する駆動用スイ
ッチング素子と、前記ＩＧＢＴに直列に接続された電流
検出用抵抗と、前記電流検出用抵抗の両端子間の電圧に
応じた電圧値と比較電圧値とを比較するコンパレータ
と、前記ＩＧＢＴのゲート端子に接続され、前記コンパ
レータの比較結果によりオン・オフして前記ＩＧＢＴの
ゲート電圧を調整することにより前記ＩＧＢＴに流れる
電流を一定に保持するための定電流制御用スイッチング
素子と、前記ＩＧＢＴのゲート電圧を前記コンパレータ
の検出端子側にフィードバックして前記ＩＧＢＴに流れ
る電流の発振を防止する発振防止用抵抗と、前記ＩＧＢ
Ｔのゲート端子と前記発振防止用抵抗との間に配置され
た充放電緩和用抵抗とを備える点火装置をその要旨とす
る。
次側コイルに直列に接続されたＩＧＢＴと、前記ＩＧＢ
Ｔのゲート端子に接続され、点火信号に応答して前記Ｉ
ＧＢＴのゲート端子に所定の電圧を印加する駆動用スイ
ッチング素子と、前記ＩＧＢＴに直列に接続された電流
検出用抵抗と、前記電流検出用抵抗の両端子間の電圧に
応じた電圧値と比較電圧値とを比較するコンパレータ
と、前記ＩＧＢＴのゲート端子に接続され、前記コンパ
レータの比較結果によりオン・オフして前記ＩＧＢＴの
ゲート電圧を調整することにより前記ＩＧＢＴに流れる
電流を一定に保持するための定電流制御用スイッチング
素子と、前記ＩＧＢＴのゲート電圧を前記コンパレータ
の検出端子側にフィードバックして前記ＩＧＢＴに流れ
る電流の発振を防止する発振防止用抵抗と、前記ＩＧＢ
Ｔのゲート端子と前記発振防止用抵抗との間に配置され
た充放電緩和用抵抗とを備える点火装置をその要旨とす
る。
【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の発明における前記充放電緩和用抵抗に対し並列に、放
電する方向の電流の流れを許容するダイオードを設けた
点火装置をその要旨とする。
の発明における前記充放電緩和用抵抗に対し並列に、放
電する方向の電流の流れを許容するダイオードを設けた
点火装置をその要旨とする。
【００１１】
【作用】請求項１に記載の発明は、駆動信号に応答して
駆動用スイッチング素子が作動してＩＧＢＴのゲート端
子に所定の電圧を印加され、この状態においてコンパレ
ータにて電流検出用抵抗の両端子間の電圧に応じた電圧
値と比較電圧値とが比較され、その比較結果により定電
流制御用スイッチング素子がオン・オフしてＩＧＢＴに
流れる電流を一定に保持すべくＩＧＢＴのゲート電圧が
調整される。又、ＩＧＢＴのゲート電圧が発振防止用抵
抗を介してコンパレータの検出端子側にフィードバック
されてＩＧＢＴに流れる電流の発振が防止される。この
とき、ＩＧＢＴのゲート端子と発振防止用抵抗との間に
設けた充放電緩和用抵抗により、ＩＧＢＴの浮遊容量の
充放電のスピードが緩和されＩＧＢＴに流れる電流の安
定化が図られる。
駆動用スイッチング素子が作動してＩＧＢＴのゲート端
子に所定の電圧を印加され、この状態においてコンパレ
ータにて電流検出用抵抗の両端子間の電圧に応じた電圧
値と比較電圧値とが比較され、その比較結果により定電
流制御用スイッチング素子がオン・オフしてＩＧＢＴに
流れる電流を一定に保持すべくＩＧＢＴのゲート電圧が
調整される。又、ＩＧＢＴのゲート電圧が発振防止用抵
抗を介してコンパレータの検出端子側にフィードバック
されてＩＧＢＴに流れる電流の発振が防止される。この
とき、ＩＧＢＴのゲート端子と発振防止用抵抗との間に
設けた充放電緩和用抵抗により、ＩＧＢＴの浮遊容量の
充放電のスピードが緩和されＩＧＢＴに流れる電流の安
定化が図られる。
【００１２】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の作用に加え、放電する方向の電流の流れ
を許容するダイオードを設けたので、放電速度のみを速
くしてスイッチング遅れによるＩＧＢＴの発熱が回避さ
れる。
に記載の発明の作用に加え、放電する方向の電流の流れ
を許容するダイオードを設けたので、放電速度のみを速
くしてスイッチング遅れによるＩＧＢＴの発熱が回避さ
れる。
【００１３】請求項３に記載の発明によれば、点火信号
に応答して駆動用スイッチング素子が作動してＩＧＢＴ
のゲート端子に所定の電圧を印加され、この状態におい
てコンパレータにて電流検出用抵抗の両端子間の電圧に
応じた電圧値と比較電圧値とが比較され、その比較結果
により定電流制御用スイッチング素子がオン・オフして
ＩＧＢＴに流れる電流（＝点火コイルの一次電流）を一
定に保持すべくＩＧＢＴのゲート電圧が調整される。
又、ＩＧＢＴのゲート電圧が発振防止用抵抗を介してコ
ンパレータの検出端子側にフィードバックされてＩＧＢ
Ｔに流れる電流の発振が防止される。このとき、ＩＧＢ
Ｔのゲート端子と発振防止用抵抗との間に設けた充放電
緩和用抵抗により、ＩＧＢＴの浮遊容量の充放電のスピ
ードが緩和されＩＧＢＴに流れる電流の安定化が図られ
る。
に応答して駆動用スイッチング素子が作動してＩＧＢＴ
のゲート端子に所定の電圧を印加され、この状態におい
てコンパレータにて電流検出用抵抗の両端子間の電圧に
応じた電圧値と比較電圧値とが比較され、その比較結果
により定電流制御用スイッチング素子がオン・オフして
ＩＧＢＴに流れる電流（＝点火コイルの一次電流）を一
定に保持すべくＩＧＢＴのゲート電圧が調整される。
又、ＩＧＢＴのゲート電圧が発振防止用抵抗を介してコ
ンパレータの検出端子側にフィードバックされてＩＧＢ
Ｔに流れる電流の発振が防止される。このとき、ＩＧＢ
Ｔのゲート端子と発振防止用抵抗との間に設けた充放電
緩和用抵抗により、ＩＧＢＴの浮遊容量の充放電のスピ
ードが緩和されＩＧＢＴに流れる電流の安定化が図られ
る。
【００１４】請求項４に記載の発明によれば、請求項３
に記載の発明の作用に加え、放電する方向の電流の流れ
を許容するダイオードを設けたので、放電速度のみを速
くしてスイッチング遅れによるＩＧＢＴの発熱が回避さ
れる。
に記載の発明の作用に加え、放電する方向の電流の流れ
を許容するダイオードを設けたので、放電速度のみを速
くしてスイッチング遅れによるＩＧＢＴの発熱が回避さ
れる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明を内燃機関用点火装置に具体
化した一実施例を図面に従って説明する。
化した一実施例を図面に従って説明する。
【００１６】図１に示すように、内燃機関用点火装置に
は点火コイル１が備えられ、点火コイル１の一次側コイ
ル１ａの一端がバッテリ端子（ＶB ＝１４ボルト）１９
に接続されるとともに他端がＩＧＢＴ２と電流検出用抵
抗３との直列回路を介して接地されている。ＩＧＢＴ２
は図示のようにバイポーラトランジスタのベース−エミ
ッタ間にＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を接続したも
ので、ゲート端子とコレクタ端子とエミッタ端子とを有
している。このＩＧＢＴ２がオンすると、電流（点火コ
イル１の一次電流Ｉ1 ）がバッテリ端子１９から点火コ
イル１の一次側コイル１ａ、ＩＧＢＴ２、電流検出用抵
抗３を通って接地側に流れる。この電流Ｉ1 の大きさが
電流検出用抵抗３により電圧値に変換される。
は点火コイル１が備えられ、点火コイル１の一次側コイ
ル１ａの一端がバッテリ端子（ＶB ＝１４ボルト）１９
に接続されるとともに他端がＩＧＢＴ２と電流検出用抵
抗３との直列回路を介して接地されている。ＩＧＢＴ２
は図示のようにバイポーラトランジスタのベース−エミ
ッタ間にＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を接続したも
ので、ゲート端子とコレクタ端子とエミッタ端子とを有
している。このＩＧＢＴ２がオンすると、電流（点火コ
イル１の一次電流Ｉ1 ）がバッテリ端子１９から点火コ
イル１の一次側コイル１ａ、ＩＧＢＴ２、電流検出用抵
抗３を通って接地側に流れる。この電流Ｉ1 の大きさが
電流検出用抵抗３により電圧値に変換される。
【００１７】ＩＧＢＴ２がオン状態となった時には、Ｉ
ＧＢＴ２のゲート・ソース間には浮遊容量ＣGCが形成さ
れるとともに、ＩＧＢＴ２のゲート・エミッタ間には浮
遊容量ＣGEが形成され、この２つの浮遊容量の合計値が
ゲート入力容量Ｃiss （＝Ｃ GC＋ＣGE）となる。
ＧＢＴ２のゲート・ソース間には浮遊容量ＣGCが形成さ
れるとともに、ＩＧＢＴ２のゲート・エミッタ間には浮
遊容量ＣGEが形成され、この２つの浮遊容量の合計値が
ゲート入力容量Ｃiss （＝Ｃ GC＋ＣGE）となる。
【００１８】ＩＧＢＴ２のゲート端子は駆動用スイッチ
ング素子としての駆動用ＰＮＰトランジスタ４と抵抗５
と充放電緩和用抵抗６の直列回路を介して定電圧端子
（ＶCC＝５ボルト）２０と接続されている。駆動用ＰＮ
Ｐトランジスタ４のベース端子には点火信号（駆動信
号）ＩＧｔが入力されるようになっており、所定の点火
タイミングで点火信号ＩＧｔが入力されることにより駆
動用ＰＮＰトランジスタ４がオンするようになってい
る。この点火信号（駆動信号）ＩＧｔに応答した駆動用
ＰＮＰトランジスタ４のオン動作によりＩＧＢＴ２のゲ
ート端子にＶCC（＝５ボルト）が印加される。
ング素子としての駆動用ＰＮＰトランジスタ４と抵抗５
と充放電緩和用抵抗６の直列回路を介して定電圧端子
（ＶCC＝５ボルト）２０と接続されている。駆動用ＰＮ
Ｐトランジスタ４のベース端子には点火信号（駆動信
号）ＩＧｔが入力されるようになっており、所定の点火
タイミングで点火信号ＩＧｔが入力されることにより駆
動用ＰＮＰトランジスタ４がオンするようになってい
る。この点火信号（駆動信号）ＩＧｔに応答した駆動用
ＰＮＰトランジスタ４のオン動作によりＩＧＢＴ２のゲ
ート端子にＶCC（＝５ボルト）が印加される。
【００１９】ＩＧＢＴ２のエミッタ端子と電流検出用抵
抗３との間の接続点ａは抵抗７と抵抗８と抵抗９との直
列回路を介してコンパレータ１０の非反転入力端子と接
続されている。又、抵抗７と抵抗８との間の接続点ｂは
抵抗１１を介して接地されている。さらに、抵抗５と抵
抗６との間の接続点ｃと、抵抗８と抵抗９との間の接続
点ｄとは発振防止用抵抗１２を介して接続されている。
発振防止用抵抗１２は、ＩＧＢＴ２のゲート・エミッタ
間の電圧を分圧しコンパレータ１０に正帰還をかけるも
のであり、ゲート・エミッタ間は抵抗７と抵抗３の直列
抵抗と抵抗１１との並列抵抗に抵抗８を加算した抵抗値
と発振防止用抵抗１２とで分圧されている。
抗３との間の接続点ａは抵抗７と抵抗８と抵抗９との直
列回路を介してコンパレータ１０の非反転入力端子と接
続されている。又、抵抗７と抵抗８との間の接続点ｂは
抵抗１１を介して接地されている。さらに、抵抗５と抵
抗６との間の接続点ｃと、抵抗８と抵抗９との間の接続
点ｄとは発振防止用抵抗１２を介して接続されている。
発振防止用抵抗１２は、ＩＧＢＴ２のゲート・エミッタ
間の電圧を分圧しコンパレータ１０に正帰還をかけるも
のであり、ゲート・エミッタ間は抵抗７と抵抗３の直列
抵抗と抵抗１１との並列抵抗に抵抗８を加算した抵抗値
と発振防止用抵抗１２とで分圧されている。
【００２０】又、駆動用ＰＮＰトランジスタ４と抵抗５
との間の接続点ｄは抵抗１３と抵抗１４との直列回路を
介して接地され、抵抗１３と抵抗１４との間の接続点ｅ
がコンパレータ１０の反転入力端子と接続されている。
又、コンパレータ１０には前述の接続点ｄの電圧と接地
電圧が供給されるようになっている。このように、コン
パレータ１０は接続点ａでの電流検出用抵抗３の両端子
間の電圧に応じた電圧値、即ち、点火コイル１の一次電
流Ｉ1 に応じた電圧値と、抵抗１３，１４による分圧電
圧値（比較電圧値）とを比較する。そして、両者の大小
関係によりＬレベルあるいはＨレベルの信号を出力す
る。
との間の接続点ｄは抵抗１３と抵抗１４との直列回路を
介して接地され、抵抗１３と抵抗１４との間の接続点ｅ
がコンパレータ１０の反転入力端子と接続されている。
又、コンパレータ１０には前述の接続点ｄの電圧と接地
電圧が供給されるようになっている。このように、コン
パレータ１０は接続点ａでの電流検出用抵抗３の両端子
間の電圧に応じた電圧値、即ち、点火コイル１の一次電
流Ｉ1 に応じた電圧値と、抵抗１３，１４による分圧電
圧値（比較電圧値）とを比較する。そして、両者の大小
関係によりＬレベルあるいはＨレベルの信号を出力す
る。
【００２１】抵抗５と抵抗６との間の接続点ｆは定電流
制御用スイッチング素子としてのＮＰＮトランジスタ１
５を介して接地され、ＮＰＮトランジスタ１５のベース
端子がコンパレータ１０の出力端子と接続されている。
そして、ＮＰＮトランジスタ１５はコンパレータ１０か
らＬレベル信号を入力するとオフ状態となり、Ｈレベル
信号を入力するとオン状態となる。
制御用スイッチング素子としてのＮＰＮトランジスタ１
５を介して接地され、ＮＰＮトランジスタ１５のベース
端子がコンパレータ１０の出力端子と接続されている。
そして、ＮＰＮトランジスタ１５はコンパレータ１０か
らＬレベル信号を入力するとオフ状態となり、Ｈレベル
信号を入力するとオン状態となる。
【００２２】次に、このように構成した点火装置の作用
を、図２のタイミングチャートを用いて説明する。駆動
用ＰＮＰトランジスタ４に点火信号（駆動信号）ＩＧｔ
が入力されると、駆動用ＰＮＰトランジスタ４がオンす
る。すると、定電圧ＶCCが抵抗５を介して充放電緩和用
抵抗６に印加され、ＩＧＢＴ２がオンする。このＩＧＢ
Ｔ２のオンに伴いバッテリ端子（ＶB ）１９から電流
（点火コイル１の一次電流Ｉ1 ）が点火コイル１の一次
側コイル１ａ、ＩＧＢＴ２、電流検出用抵抗３を通って
接地側に流れる（図２のｔ１のタイミング）。
を、図２のタイミングチャートを用いて説明する。駆動
用ＰＮＰトランジスタ４に点火信号（駆動信号）ＩＧｔ
が入力されると、駆動用ＰＮＰトランジスタ４がオンす
る。すると、定電圧ＶCCが抵抗５を介して充放電緩和用
抵抗６に印加され、ＩＧＢＴ２がオンする。このＩＧＢ
Ｔ２のオンに伴いバッテリ端子（ＶB ）１９から電流
（点火コイル１の一次電流Ｉ1 ）が点火コイル１の一次
側コイル１ａ、ＩＧＢＴ２、電流検出用抵抗３を通って
接地側に流れる（図２のｔ１のタイミング）。
【００２３】一次電流Ｉ1 の値は電流検出用抵抗３によ
り電圧値に変換され、この検出電圧値と比較値とがコン
パレータ１０にて比較される。そして、検出電圧値が比
較値よりも低いとコンパレータ１０はＬレベル信号をＮ
ＰＮトランジスタ１５のベース端子に出力する。ＮＰＮ
トランジスタ１５のベース端子がＬレベルの時はＮＰＮ
トランジスタ１５がオフの状態にある。
り電圧値に変換され、この検出電圧値と比較値とがコン
パレータ１０にて比較される。そして、検出電圧値が比
較値よりも低いとコンパレータ１０はＬレベル信号をＮ
ＰＮトランジスタ１５のベース端子に出力する。ＮＰＮ
トランジスタ１５のベース端子がＬレベルの時はＮＰＮ
トランジスタ１５がオフの状態にある。
【００２４】その後、点火コイル１の一次電流Ｉ1 が次
第に増加し所定の電流値Ｉ1aに達すると（図２のｔ２の
タイミング）、コンパレータ１０はＨレベル信号をＮＰ
Ｎトランジスタ１５のベース端子に出力してＮＰＮトラ
ンジスタ１５をオンする。
第に増加し所定の電流値Ｉ1aに達すると（図２のｔ２の
タイミング）、コンパレータ１０はＨレベル信号をＮＰ
Ｎトランジスタ１５のベース端子に出力してＮＰＮトラ
ンジスタ１５をオンする。
【００２５】そして、ＮＰＮトランジスタ１５はコンパ
レータ１０の出力によりオン・オフしてＩＧＢＴ２のゲ
ート電圧を調整してＩＧＢＴ２に流れる電流を一定に保
持する。このとき、発振防止用抵抗１２によりＩＧＢＴ
２のゲート電圧がコンパレータ１０の検出端子側にフィ
ードバックされＩＧＢＴ２に流れる電流の発振が防止さ
れる。
レータ１０の出力によりオン・オフしてＩＧＢＴ２のゲ
ート電圧を調整してＩＧＢＴ２に流れる電流を一定に保
持する。このとき、発振防止用抵抗１２によりＩＧＢＴ
２のゲート電圧がコンパレータ１０の検出端子側にフィ
ードバックされＩＧＢＴ２に流れる電流の発振が防止さ
れる。
【００２６】さらに、充放電緩和用抵抗６によりＮＰＮ
トランジスタ１５で引き抜かれるゲート入力容量Ｃiss
の充放電スピードが鈍くなる。よって、点火コイル１の
一次電流Ｉ1 の値の安定化が図られる。つまり、充放電
緩和用抵抗６が無い場合には、ＮＰＮトランジスタ１５
によりＩＧＢＴ２のゲート電圧が即座にＬレベルに落ち
て点火コイル１の一次電流Ｉ1 が発振してしまうが、充
放電緩和用抵抗６により正帰還の応答速度を遅くするこ
とにより（ＣＲの時定数を大きくすることにより）ゲー
ト入力容量Ｃiss の充放電スピードが鈍くなり収束しや
すくなり発振が防止される。
トランジスタ１５で引き抜かれるゲート入力容量Ｃiss
の充放電スピードが鈍くなる。よって、点火コイル１の
一次電流Ｉ1 の値の安定化が図られる。つまり、充放電
緩和用抵抗６が無い場合には、ＮＰＮトランジスタ１５
によりＩＧＢＴ２のゲート電圧が即座にＬレベルに落ち
て点火コイル１の一次電流Ｉ1 が発振してしまうが、充
放電緩和用抵抗６により正帰還の応答速度を遅くするこ
とにより（ＣＲの時定数を大きくすることにより）ゲー
ト入力容量Ｃiss の充放電スピードが鈍くなり収束しや
すくなり発振が防止される。
【００２７】このように、充放電緩和用抵抗（ゲート付
加抵抗）６を介してコンパレータ１０に正帰還をかける
ことによりゲート入力容量Ｃiss （＝ＣGC＋ＣGE）を一
定に保ちつつ定電流制御される。
加抵抗）６を介してコンパレータ１０に正帰還をかける
ことによりゲート入力容量Ｃiss （＝ＣGC＋ＣGE）を一
定に保ちつつ定電流制御される。
【００２８】図３はＩＧＢＴ２のゲート・エミッタ間電
圧ＶGEとコレクタ電流Ｉｃとの関係を室温で測定したも
のであり、定電流７アンペアを維持するためにはＶGEを
入力電圧ＶCCからＶｔ（＝３．３ボルト）まで落として
保持する必要があることが分かる。
圧ＶGEとコレクタ電流Ｉｃとの関係を室温で測定したも
のであり、定電流７アンペアを維持するためにはＶGEを
入力電圧ＶCCからＶｔ（＝３．３ボルト）まで落として
保持する必要があることが分かる。
【００２９】このように、ゲート・エミッタ電圧ＶGEが
所定の値Ｖｔに達していれば７アンペアのコレクタ電流
Ｉｃが得られるので、図８に示した回路に対し駆動用ト
ランジスタ４の許容電力は小さくてよい。
所定の値Ｖｔに達していれば７アンペアのコレクタ電流
Ｉｃが得られるので、図８に示した回路に対し駆動用ト
ランジスタ４の許容電力は小さくてよい。
【００３０】このときのＩＧＢＴ２のゲート入力容量Ｃ
iss は、１０００ｐＦ〜２０００ｐＦであり、そのとき
の放電速度の測定結果を図４に示す。本実験結果によれ
ば充放電緩和用抵抗６の抵抗値は５００〜１０ＫΩ程度
までが適切な値となり、スイッチング遅れによるＩＧＢ
Ｔ２の発熱（ＩC とＶCEに比例）が小さくなると推定さ
れる。
iss は、１０００ｐＦ〜２０００ｐＦであり、そのとき
の放電速度の測定結果を図４に示す。本実験結果によれ
ば充放電緩和用抵抗６の抵抗値は５００〜１０ＫΩ程度
までが適切な値となり、スイッチング遅れによるＩＧＢ
Ｔ２の発熱（ＩC とＶCEに比例）が小さくなると推定さ
れる。
【００３１】即ち、充放電緩和用抵抗６を１０ＫΩより
大きく設定することは、ゲート入力容量Ｃiss の充放電
速度を遅くし、定電流発振を更に鈍くし定電流値を安定
させることが可能であるが、ＩＧＢＴ２がオフした時の
スイッチング遅れによるＩＧＢＴ２の発熱が大きくなっ
てしまうことになる。
大きく設定することは、ゲート入力容量Ｃiss の充放電
速度を遅くし、定電流発振を更に鈍くし定電流値を安定
させることが可能であるが、ＩＧＢＴ２がオフした時の
スイッチング遅れによるＩＧＢＴ２の発熱が大きくなっ
てしまうことになる。
【００３２】この場合は、図５に示すように、スイッチ
ング遅れのみを無くするために（ＩＧＢＴ２のオフスピ
ードを速くするために）、充放電緩和用抵抗６の両端に
充電方向とは逆向きのダイオード１６を挿入して放電速
度のみを速くしてもよい。ここで、図１においては定電
圧電源ＶCC（５ボルト）に対し駆動用ＰＮＰトランジス
タ４を介してＩＧＢＴ２のゲート端子が接続されてい
る。これに対し、図５に示す構成においては、定電圧電
源ＶCC（５ボルト）に対し抵抗１７と駆動用ＮＰＮトラ
ンジスタ１８との直列回路を介して接地されるととも
に、抵抗１７と駆動用ＮＰＮトランジスタ１８との間の
接続点ｈとＩＧＢＴ２のゲート端子とが接続されてい
る。
ング遅れのみを無くするために（ＩＧＢＴ２のオフスピ
ードを速くするために）、充放電緩和用抵抗６の両端に
充電方向とは逆向きのダイオード１６を挿入して放電速
度のみを速くしてもよい。ここで、図１においては定電
圧電源ＶCC（５ボルト）に対し駆動用ＰＮＰトランジス
タ４を介してＩＧＢＴ２のゲート端子が接続されてい
る。これに対し、図５に示す構成においては、定電圧電
源ＶCC（５ボルト）に対し抵抗１７と駆動用ＮＰＮトラ
ンジスタ１８との直列回路を介して接地されるととも
に、抵抗１７と駆動用ＮＰＮトランジスタ１８との間の
接続点ｈとＩＧＢＴ２のゲート端子とが接続されてい
る。
【００３３】尚、図１と図５の回路とを比較した場合に
おいて、図８に示す回路に対しては両方の回路とも駆動
トランジスタおよび駆動抵抗の許容電力は小さくてもよ
く、又、図１の回路は図５の駆動抵抗１７も無いため制
御回路部に流入する電流によってＩＧＢＴ２のゲートに
印加される電圧が落ちないのでより実用的な構成とする
ことができる。
おいて、図８に示す回路に対しては両方の回路とも駆動
トランジスタおよび駆動抵抗の許容電力は小さくてもよ
く、又、図１の回路は図５の駆動抵抗１７も無いため制
御回路部に流入する電流によってＩＧＢＴ２のゲートに
印加される電圧が落ちないのでより実用的な構成とする
ことができる。
【００３４】このように本実施例では、ＩＧＢＴ２のゲ
ート端子と発振防止用抵抗１２との間に充放電緩和用抵
抗６を設けた。よって、ＩＧＢＴ２のゲート電圧が発振
防止用抵抗１２及び充放電緩和用抵抗６を介してコンパ
レータ１０の検出端子側にフィードバックされ、発振が
抑制されるが、このとき、充放電緩和用抵抗６によりＩ
ＧＢＴ２の浮遊容量の充放電のスピードが緩和され定電
流値（点火コイルの一次電流値）の安定化が図られる。
ート端子と発振防止用抵抗１２との間に充放電緩和用抵
抗６を設けた。よって、ＩＧＢＴ２のゲート電圧が発振
防止用抵抗１２及び充放電緩和用抵抗６を介してコンパ
レータ１０の検出端子側にフィードバックされ、発振が
抑制されるが、このとき、充放電緩和用抵抗６によりＩ
ＧＢＴ２の浮遊容量の充放電のスピードが緩和され定電
流値（点火コイルの一次電流値）の安定化が図られる。
【００３５】さらに、図５に示すように、充放電緩和用
抵抗６に並列に、放電する方向の電流の流れを許容する
ダイオード１６を設けたので、放電速度のみを速くして
スイッチング遅れによるＩＧＢＴの発熱が回避される。
抵抗６に並列に、放電する方向の電流の流れを許容する
ダイオード１６を設けたので、放電速度のみを速くして
スイッチング遅れによるＩＧＢＴの発熱が回避される。
【００３６】尚、この発明の応用としては、図６，図７
に示すように、図１，図５の定電流回路の分圧抵抗体の
形態を変えて実施してもよい。つまり。図６は、図１で
の抵抗８を無くしたものであり、図７は図５での抵抗８
を無くしたものである。
に示すように、図１，図５の定電流回路の分圧抵抗体の
形態を変えて実施してもよい。つまり。図６は、図１で
の抵抗８を無くしたものであり、図７は図５での抵抗８
を無くしたものである。
【００３７】又、図７ではダイオード１６を充放電緩和
用抵抗６の両端に挿入したが、図７の回路構成において
図５のように充放電緩和用抵抗６と抵抗５との直列抵抗
の両端に挿入してもよい。
用抵抗６の両端に挿入したが、図７の回路構成において
図５のように充放電緩和用抵抗６と抵抗５との直列抵抗
の両端に挿入してもよい。
【００３８】
【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、安定した定電流制御を行うことができる優
れた効果を発揮する。
明によれば、安定した定電流制御を行うことができる優
れた効果を発揮する。
【００３９】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加え、放電速度のみを速くしてス
イッチング遅れによるＩＧＢＴの発熱を回避することが
できる。
に記載の発明の効果に加え、放電速度のみを速くしてス
イッチング遅れによるＩＧＢＴの発熱を回避することが
できる。
【００４０】請求項３に記載の発明によれば、点火コイ
ルの一次側コイルにおける定電流制御において定電流値
の安定化を図ることができる。請求項４に記載の発明に
よれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、放電速度
のみを速くしてスイッチング遅れによるＩＧＢＴの発熱
を回避することができる。
ルの一次側コイルにおける定電流制御において定電流値
の安定化を図ることができる。請求項４に記載の発明に
よれば、請求項３に記載の発明の効果に加え、放電速度
のみを速くしてスイッチング遅れによるＩＧＢＴの発熱
を回避することができる。
【図１】実施例の点火装置の構成図。
【図２】実施例の点火装置の作用を説明するためのタイ
ミングチャート。
ミングチャート。
【図３】ＩＧＢＴのゲートエミッタ間電圧とコレクタ電
流の特性図。
流の特性図。
【図４】ＩＧＢＴのゲート抵抗値によるスイッチング遅
れを実測した図。
れを実測した図。
【図５】別例の点火装置の構成図。
【図６】別例の点火装置の構成図。
【図７】別例の点火装置の構成図。
【図８】従来の点火装置の構成図。
１…点火コイル、１ａ…一次側コイル、２…ＩＧＢＴ、
３…電流検出用抵抗、４…駆動用スイッチング素子とし
ての駆動用ＰＮＰトランジスタ、６…充放電緩和用抵
抗、１０…コンパレータ、１２…発振防止用抵抗、１５
…定電流制御用スイッチング素子としてのＮＰＮトラン
ジスタ、１６…ダイオード
３…電流検出用抵抗、４…駆動用スイッチング素子とし
ての駆動用ＰＮＰトランジスタ、６…充放電緩和用抵
抗、１０…コンパレータ、１２…発振防止用抵抗、１５
…定電流制御用スイッチング素子としてのＮＰＮトラン
ジスタ、１６…ダイオード
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭64−45963（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−136563（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−77754（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−180134（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02P 3/05
Claims (4)
- 【請求項１】 ＩＧＢＴのゲート端子に接続され、駆動
信号に応答して前記ＩＧＢＴのゲート端子に所定の電圧
を印加する駆動用スイッチング素子と、 前記ＩＧＢＴに直列に接続された電流検出用抵抗と、 前記電流検出用抵抗の両端子間の電圧に応じた電圧値と
比較電圧値とを比較するコンパレータと、 前記ＩＧＢＴのゲート端子に接続され、前記コンパレー
タの比較結果によりオン・オフして前記ＩＧＢＴのゲー
ト電圧を調整することにより前記ＩＧＢＴに流れる電流
を一定に保持するための定電流制御用スイッチング素子
と、 前記ＩＧＢＴのゲート電圧を前記コンパレータの検出端
子側にフィードバックして前記ＩＧＢＴに流れる電流の
発振を防止する発振防止用抵抗と、 前記ＩＧＢＴのゲート端子と前記発振防止用抵抗との間
に配置された充放電緩和用抵抗とを備えることを特徴と
するＩＧＢＴ駆動回路。 - 【請求項２】 前記充放電緩和用抵抗に対し並列に、放
電する方向の電流の流れを許容するダイオードを設けた
請求項１に記載のＩＧＢＴ駆動回路。 - 【請求項３】 点火コイルの一次側コイルに直列に接続
されたＩＧＢＴと、 前記ＩＧＢＴのゲート端子に接続され、点火信号に応答
して前記ＩＧＢＴのゲート端子に所定の電圧を印加する
駆動用スイッチング素子と、 前記ＩＧＢＴに直列に接続された電流検出用抵抗と、 前記電流検出用抵抗の両端子間の電圧に応じた電圧値と
比較電圧値とを比較するコンパレータと、 前記ＩＧＢＴのゲート端子に接続され、前記コンパレー
タの比較結果によりオン・オフして前記ＩＧＢＴのゲー
ト電圧を調整することにより前記ＩＧＢＴに流れる電流
を一定に保持するための定電流制御用スイッチング素子
と、 前記ＩＧＢＴのゲート電圧を前記コンパレータの検出端
子側にフィードバックして前記ＩＧＢＴに流れる電流の
発振を防止する発振防止用抵抗と、 前記ＩＧＢＴのゲート端子と前記発振防止用抵抗との間
に配置された充放電緩和用抵抗とを備えることを特徴と
する点火装置。 - 【請求項４】 前記充放電緩和用抵抗に対し並列に、放
電する方向の電流の流れを許容するダイオードを設けた
請求項３に記載の点火装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27149094A JP3477852B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | Ｉｇｂｔ駆動回路および点火装置 |
| EP95116812A EP0711038B1 (en) | 1994-11-04 | 1995-10-25 | IGBT driving circuit and ignition device |
| DE69515417T DE69515417T2 (de) | 1994-11-04 | 1995-10-25 | IGBT-Treiberschaltung und Zündvorrichtung |
| ES95116812T ES2144559T3 (es) | 1994-11-04 | 1995-10-25 | Circuito conductor para transistor bipolar del tipo de puerta aislada y dispositivo de ignicion. |
| US08/551,342 US5603308A (en) | 1994-11-04 | 1995-11-01 | IGBT driving circuit and ignition device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27149094A JP3477852B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | Ｉｇｂｔ駆動回路および点火装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08135547A JPH08135547A (ja) | 1996-05-28 |
| JP3477852B2 true JP3477852B2 (ja) | 2003-12-10 |
Family
ID=17500783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27149094A Expired - Fee Related JP3477852B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | Ｉｇｂｔ駆動回路および点火装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5603308A (ja) |
| EP (1) | EP0711038B1 (ja) |
| JP (1) | JP3477852B2 (ja) |
| DE (1) | DE69515417T2 (ja) |
| ES (1) | ES2144559T3 (ja) |
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| CN102458027B (zh) | 2010-10-22 | 2014-05-07 | 台达电子工业股份有限公司 | 点灯电路的控制方法及其所适用的点灯电路 |
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| JP6354430B2 (ja) | 2014-08-01 | 2018-07-11 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP6395565B2 (ja) * | 2014-11-11 | 2018-09-26 | ローム株式会社 | イグナイタおよび車両 |
| JP6690246B2 (ja) * | 2016-01-12 | 2020-04-28 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
| JP6707874B2 (ja) * | 2016-01-29 | 2020-06-10 | 富士電機株式会社 | 半導体装置 |
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-
1994
- 1994-11-04 JP JP27149094A patent/JP3477852B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-10-25 EP EP95116812A patent/EP0711038B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-25 ES ES95116812T patent/ES2144559T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-25 DE DE69515417T patent/DE69515417T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-11-01 US US08/551,342 patent/US5603308A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0711038B1 (en) | 2000-03-08 |
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