JP4326277B2 - Gate drive circuit - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力用スイッチング素子を駆動するゲート駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
電力用スイッチング素子を応用した電力変換器は、スイッチング素子の大容量化・高速化にともない、その応用範囲を着実に広げている。特に、最近応用分野を伸ばしてきたのが、IGBTやMOSFETなどのMOSゲート型のスイッチング素子である。
【0003】
IGBTやMOSFETは、オン及びオフ状態を自己継続しないノンラッチング型のスイッチング素子であり、サイリスタなどのラッチング型のスイッチング素子に比べ、ゲート駆動による高い制御性を有することが利点の一つである。特に、近年実用化されてきたアクティブゲート駆動技術によれば、ターンオン・ターンオフのスイッチング過渡期においても、ゲート制御によってサージ電圧やサージ電流を抑制したり、スイッチング過渡期の電流や電圧の傾きを自在に制御したりすることが可能となる。
【0004】
例えば、アクティブゲート駆動技術を適用したゲート駆動回路の、電流遮断時のサージ抑制は次のようにして達成される。すなわち、ゲート電圧を正電圧から負電圧に切換えてスイッチング素子の遮断動作を行ったとき、このスイッチング素子の両端の電圧は急上昇するが、この電圧が所定値を越えたとき、ゲート電圧を持ち上げるように制御すれば、スイッチング素子の遮断動作は遅れ、スイッチング素子の両端の電圧サージを抑制することができる。
【0005】
上記はスイッチング素子自身を遮断するモードであるが、負荷力率によっては、主回路の電流遮断は、スイッチング素子に逆並列に接続されたフライホイールダイオードの電流遮断で行われるモードとなる。この場合にはゲート電位は既に十分低い負の電圧となっており、上記のようにゲート電位が正から負へ変化する途中の過渡的制御とはならないため、上述したような従来のアクティブゲート駆動技術では電圧サージを抑制できない。
【0006】
一方、上記の電圧サージを抑制するために、主回路のインダクタンスを利用し、その両端の電圧を検出して一時的にゲート電位を上昇させる手法も考案されている(例えば特許文献1参照。)。
【0007】
【特許文献1】
特開平7−99429号公報(第7−8頁、図1)
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献1に示された手法でサージ電圧を抑制するためには、ある程度の主回路インダクタンスが必要である。これは、自らサージ電圧を大きくしてしまうという問題の他、全体の遮断時間が長くなるため、損失が増加するという問題があった。
【0009】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、フライホールダイオードのターンオフによって発生するサージ電圧を抑制するための、簡素で低コストなゲート駆動回路を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のゲート駆動回路は、電力用スイッチング素子の制御電極を駆動するゲート駆動回路において、前記電力用スイッチング素子の主電極間に印加される電圧に応じてゲート電極に電流を注入する電流駆動手段と、前記ゲート電極に印加する電圧が前記電力用スイッチング素子のターンオフ過渡期間中に所定値以下となることを阻止するクランプ手段とを具備したことを特徴としている。
【0011】
本発明によれば、クランプ手段という比較的簡単な制御手段を追加するだけで、フライホールダイオードのターンオフによって発生するサージ電圧を抑制することが可能になる。
【0012】
【発明の実施の形態】
(第1の実施の形態)
以下に、本発明によるゲート駆動回路の第1の実施の形態を図1及び図2を参照して説明する。図1は本発明のゲート駆動回路の構成図である。
【0013】
ゲート駆動電源1a及び1bを夫々正側電源、負側電源とし、電圧増幅器2の出力から抵抗3を介してスイッチング素子9のゲート端子が駆動される。電圧増幅器2にはスイッチング素子9のゲート制御信号が入力される。また、スイッチング素子9のゲート端子には、制御電流源8からゲート注入電流Igが注入される。制御電流源8は、電圧増幅器2と同じようにゲート駆動電源1a及び1bを夫々正側及び負側の電源とした電圧増幅器7によって制御される。電圧増幅器7は、スイッチング素子9に印加される電圧を分圧抵抗4a、4bで分割した電圧を非反転入力としている。また、電圧増幅器7の反転入力は、基準電圧源5の電圧に、電圧増幅器7の出力電位と基準電圧源5との電位差を帰還抵抗6a、6bで分圧した値を加えた電圧としている。また、スイッチング素子9には逆並列にフライホイールダイオード10が接続されている。
【0014】
クランプ手段11はスイッチング素子9のゲートエミッタ間に接続されるとともに、この制御入力端子は電圧増幅器2の出力端子に接続されている。クランプ手段11は制御入力端子の電圧が下降したタイミングでターンオフ過渡期間の始まりを検出し、一定の期間だけゲートエミッタ間電圧Vgeをある一定の電圧にクランプする。
【0015】
以下、図1の構成図における、主回路のターンオフ動作について説明する。
【0016】
まず、スイッチング素子9が導通し、フライホイールダイオード10が導通していない通常のターンオフ動作について説明する。図1において、電圧増幅器2へのゲート制御信号の電圧が正から負に切換えられ、これに伴い電圧増幅器2の出力電圧はゲート電源1aで決まる正の電圧からゲート電源1bで決まる負の電圧へ移行を開始する。これによってスイッチング素子9のゲート電圧は下がり始め、このゲート電圧がスイッチング素子9の静特性によって決まるある一定のしきい値電圧を下回ったとき、スイッチング素子9を流れる電流の遮断が始まり、同時にスイッチング素子9のコレクタエミッタ間電圧Vceは急速に上昇し始める。コレクタエミッタ間電圧Vceは分圧抵抗4a、4bによって分圧され、電圧増幅器7の非反転入力端子に印加されているので、コレクタエミッタ間電圧Vceが帰還抵抗6a、6bおよび基準電圧源5によって決まるある一定の値を超えたとき、電圧増幅器7の出力電圧は急速に上昇し、これによって制御電流源8の出力電流もまた上昇する。制御電流源8の出力はスイッチング素子9のゲート端子に接続されていることから、これがゲート注入電流Igとなり、このゲート注入電流Igによってスイッチング素子9のゲート端子電圧は一時的に上昇に転じ、スイッチング素子9の遮断動作は遅れ、コレクタエミッタ間電圧Vceはそれ以上上昇しないことになる。
【0017】
以上の動作は、フライホイールダイオード10が導通していない状態でスイッチング素子9をオフする場合のサージ電圧抑制動作であり、これはクランプ手段11を設けなくても行われる動作である。
【0018】
次に、図1においてフライホイールダイオード10が導通している場合のターンオフ時のサージ抑制動作を、図2に示す動作波形図を参照しながら説明する。図2は、フライホイールダイオード10がターンオフするときの各部の波形を示したものである。
【0019】
ゲートエミッタ間電圧Vgeは、時刻t1におけるターンオフ動作開始とともに下降する。前述したスイッチング素子9の遮断動作の場合はこの時刻t1でスイッチング素子9の遮断動作が始まり、コレクタエミッタ間電圧Vceが上昇を開始するが、フライホイールダイオード10が導通している場合には、スイッチング素子9が遮断された後でも主回路電流は継続して流れ続けるため、時刻t1においてはコレクタエミッタ間電圧Vceの上昇は生じない。
【0020】
その後、ゲートエミッタ間電圧Vgeは、時刻t2で所定の電圧Vclに到達するが、クランプ手段11の働きによってこの所定の電圧Vcl以下には下がらない。時刻t3でフライホイールダイオード10の遮断動作が始まり、コレクタエミッタ間電圧Vceが上昇してある一定の値を超えたとき、時刻t4でゲート注入電流Igが上昇する。このゲート注入電流Igの上昇によりただちにゲートエミッタ間電圧Vgeが上昇してスイッチング素子9のしきい値電圧に到達し、スイッチング素子9が導通する。スイッチング素子9の導通により、コレクタエミッタ間電圧Vceの上昇は抑制され、ピークサージ電圧を抑えることができる。
【0021】
従って、図1のクランプ手段11を設けない場合は、ゲートエミッタ間電圧Vgeはマイナス電位のままでフライホイールダイオード10の遮断動作を行うこととなるので、その時の波形は図2に破線で示した「クランプ手段が無い場合のVce」のように大きなピークを持つサージ電圧となる。
【0022】
尚、クランプ手段11で設定する所定の電圧Vclは、スイッチング素子9のしきい値電圧を若干下回る値にしておくのが良い。
【0023】
また、図2で示したフライホイールダイオード10の遮断開始時の時刻t3は、スイッチング素子9と対を成す図示していないスイッチング素子のターンオンのタイミングであり、これはスイッチング素子9のターンオフの始まりからスイッチング素子9のデッドタイムが経過した時間となる。従って、クランプ手段11がクランプ動作を行う一定の期間は、例えば上記デッドタイムに、若干のフライホイールダイオード10の遮断時間を加えた値をタイマー等で設定すれば良い。
【0024】
以上説明したように、本発明のゲート駆動回路によれば、フライホイールダイオード10が導通している場合でもターンオフ時のサージ抑制動作を行うことが可能となる。
【0025】
(第2の実施の形態)
図3は本発明の第2の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図である。この第2の実施の形態の各部について、図1の第1の実施の形態に係るゲート制御回路の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第2の実施の形態が、第1の実施の形態と異なる点は、図1においてはクランプ手段11をスイッチング素子9のゲートエミッタ間に接続していたのに対し、図3においてはクランプ手段11を電圧増幅器2の出力端子とスイッチング素子9のエミッタ端子との間に接続するようにした点である。
【0026】
このように直接ゲートエミッタ間電圧Vgeをクランプせずに電圧増幅器2の出力電圧をクランプしても同じ目的を達成することができる。すなわち、ターンオフの過渡期間に電圧増幅器2の出力電圧が所定値以下にならないようにクランプすれば、スイッチング素子9のゲートエミッタ間電圧Vgeは所定値以下にならないようにクランプされ、効果的にスイッチング素子9のコレクタエミッタ間電圧Vceのサージ電圧を抑えることが可能になる。
【0027】
(第3の実施の形態)
図4は本発明の第3の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図である。この第3の実施の形態の各部について、図1の第1の実施の形態に係るゲート制御回路の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第3の実施の形態が、第1の実施の形態と異なる点は、図4においてはクランプ手段11の具体的内部構成を示した点である。すなわち、クランプ手段11の内部は、タイミング検出器12、このタイミング検出器12で制御され、エミッタをゲート駆動電源1aの正極に接続したスイッチ素子13、及びスイッチ素子13のコレクタ端子とスイッチング素子9のゲート端子間に接続されたツェナーダイオード14によって構成されている。
【0028】
電圧増幅器2の出力が降下しはじめたことをタイミング検出器12で検出すると、前述したようにある一定の時間の間だけタイミング検出器12の出力電圧が下降し、スイッチ素子13がオンする。スイッチ素子13がオンした状態では、スイッチング素子9のゲート電圧は、ゲート駆動電源1aの電圧およびツェナーダイオード14の特性によって決まるある一定の電圧以下には下降しない。そしてターンオフ過渡期間が終了し、タイミング検出器12の出力電圧が再び上昇し、スイッチ素子13がオフすると、スイッチング素子9のゲート電圧は再びゲート駆動電源1bで決まる電圧までの下降を再開する。
【0029】
このようにして、スイッチ素子13とツェナーダイオード14の組み合わせという比較的簡単な回路で、フライホールダイオード10のターンオフによって発生するサージ電圧を抑制することが可能となる。
【0030】
(第4の実施の形態)
図5は本発明の第4の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図である。この第4の実施の形態の各部について、図4の第3の実施の形態に係るゲート制御回路の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第4の実施の形態が、第3の実施の形態と異なる点は、クランプ手段11におけるツェナーダイオード14に代え、ゲート駆動電源1aの正負極間に分圧抵抗15aと分圧抵抗15bの直列回路、及び分圧抵抗15bと並列にコンデンサ16を挿入した点である。図5において、分圧抵抗15a、15bによってゲート駆動電源1aの電圧が分圧され、コンデンサ16に与えられる。ターンオフ過渡期間にはスイッチ素子13がタイミング検出器12の出力によってオンするので、スイッチング素子9のゲートエミッタ間電圧Vgeはコンデンサ16の電圧よりも低くなることはない。
【0031】
ここで、分圧抵抗15a、15bだけでなく、コンデンサ16を用いる理由は、ターンオフ過渡期間におけるインピーダンスを低減するためである。分圧抵抗15a、15bの値を小さくしてもインピーダンスは小さくなるが、そうすると分圧抵抗15a、15bで消費される電力も大きくなってしまう。コンデンサ16を用いることにより、電力消費を抑えたままで、インピーダンスを小さくすることが可能となる。
【0032】
このように、ツェナーダイオード14によらず、ゲート駆動電源1aを分圧した電圧でクランプしても、フライホールダイオード10のターンオフによって発生するサージ電圧を抑制することが可能となる。
【0033】
(第5の実施の形態)
図6は本発明の第5の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図である。この第5の実施の形態の各部について、図4の第3の実施の形態に係るゲート制御回路の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第5の実施の形態が、第3の実施の形態と異なる点は、クランプ手段11におけるスイッチ素子13のコレクタ端子をスイッチング素子9のゲート端子に接続するようにした点、またツェナーダイオード14に代え、スイッチ素子13のエミッタ端子とゲート駆動電源1bの負極との間に電圧源17を挿入した点である。ここで、電圧源17の負極は、ゼロ点すなわちゲート駆動電源1bの正極に接続しても良い。その場合の電圧源17の電圧はクランプ電圧Vclそのものとなる。
【0034】
このように電圧源17を用いてクランプするようにしても、フライホールダイオード10のターンオフによって発生するサージ電圧を抑制することが可能となる。
【0035】
(第6の実施の形態)
図7は本発明の第6の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図である。この第6の実施の形態の各部について、図4の第3の実施の形態に係るゲート制御回路の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第4の実施の形態が、第3の実施の形態と異なる点は、クランプ手段11におけるスイッチ素子13及びツェナーダイオード14による直列回路に代え、可変電圧源18及びダイオード19による直列回路を挿入した点である。図7において、タイミング検出器12の出力は可変電圧源18の制御入力端子に入力され、可変電圧源18の発生する電圧はダイオード19を介してスイッチング素子9のゲート端子に入力されている。タイミング検出器12がターンオフ過渡期間を検出すると、可変電圧源18の出力電圧は上昇し、所望のクランプ電圧に設定される。そのため、スイッチング素子9のゲートエミッタ間電圧Vgeが可変電圧源18の出力電圧よりも下がるとダイオード19が導通してゲートエミッタ間電圧Vgeをクランプすることになる。ターンオフ過渡期間を過ぎれば、可変電圧源18の出力電圧はゲート駆動電源1bの電圧以下になるので、ダイオード19は導通せず、クランプ手段11はスイッチング素子9に影響を及ぼさなくなる。
【0036】
ここで、可変電圧源18の電圧値は連続的に可変しても段階的に可変しても良い。重要な点はターンオフの過渡期間において、可変電圧源18の電圧値が所定の電圧に設定され、それ以外の期間には十分低い電圧となることである。
【0037】
以上のように、可変電圧源18を用いる手法によっても、フライホールダイオード10のターンオフによって発生するサージ電圧を抑制することが可能となる。
【0038】
(第7の実施の形態)
図8は本発明の第7の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図である。この第7の実施の形態の各部について、図7の第6の実施の形態に係るゲート制御回路の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第7の実施の形態が、第6の実施の形態と異なる点は、クランプ手段11のダイオード19を省き、更にタイミング検出器12と可変電圧源18の接続位置を変更した点である。すなわち、タイミング検出器12は電圧増幅器2の入力電圧を検出するようにし、また、可変電圧源18は電圧増幅器2の負側の電源電圧となるように接続している。
【0039】
電圧増幅器2の出力電圧は負側の電源電圧よりも下がることはないから、電圧増幅器2の出力電圧の下限値は可変電圧源18の出力電圧と等しい。そこで、タイミング検出器12がターンオフ過渡期間を検出したとき、可変電圧源18の出力電圧を上昇させ、電圧増幅器2の出力電圧値の下限値を引き上げる。このようにしてスイッチング素子9のゲートエミッタ間電圧Vgeをある一定の値以上に維持することが可能となる。ターンオフ過渡期間が終了したとき、可変電圧源18の出力電圧値を定常値に戻せば、電圧増幅器2は通常通りの出力電圧が出せるようになる。
【0040】
以上のように電圧増幅器2の負側の制御電源を可変にすることによっても、フライホールダイオード10のターンオフによって発生するサージ電圧を抑制することが可能となる。
【0041】
(第8の実施の形態)
図9は本発明の第8の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図である。この第8の実施の形態の各部について、図8の第7の実施の形態に係るゲート制御回路の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。この第8の実施の形態が、第7の実施の形態と異なる点は、タイミング検出器12の検出入力の接続点を変更した点である。すなわち、図8に示す第7の実施の形態においては、タイミング検出器12の入力端子は電圧増幅器2の入力端子に接続していたのに対し、この第8の実施の形態では、タイミング検出器12の入力端子を電圧増幅器7の非反転入力端子に接続している。すなわちタイミング検出器12は、スイッチング素子9の主電極間に印加されるコレクタエミッタ間電圧Vceを分圧抵抗4a、4bによって分圧した値を制御入力として受け取る。これにより、スイッチング素子9のコレクタエミッタ間電圧Vceがある一定の値を超えるまでは、可変電圧源18の出力電圧はゲートエミッタ間電圧Vgeのクランプレベルである所定の電圧Vclと等しくなり、それ以降は本来の出力電圧に復帰する動作を行う。
【0042】
尚、この第8の実施の形態によれば、スイッチング素子9がオンしているタイミングでは、クランプ手段11が常に動作していることになるが、スイッチング素子9のゲートエミッタ間電圧Vgeを十分に負バイアスする必要があるのは、スイッチング素子9がオフしている期間だけであるから、動作上何ら支障はない。
【0043】
以上のようにスイッチング素子9のコレクタエミッタ間電圧Vceを検出することによりターンオフ過渡期間の終了時点を検出するように構成しても、フライホールダイオード10のターンオフによって発生するサージ電圧を抑制するという本発明の目的を達成することができる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、フライホールダイオードのターンオフによって発生するサージ電圧を抑制するための、簡素で低コストなゲート駆動回路を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態に係るゲート駆動回路の構成図。
【図2】 フライホイールダイオードがターンオフするときの各部の波形。
【図3】 本発明の第2の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図。
【図4】 本発明の第3の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図。
【図5】 本発明の第4の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図。
【図6】 本発明の第5の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図。
【図7】 本発明の第6の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図。
【図8】 本発明の第7の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図。
【図9】 本発明の第8の実施の形態に係るゲート制御回路の構成図。
【符号の説明】
1 ゲート駆動電源
2 電圧増幅器
3 ゲート抵抗
4a、4b 分圧抵抗
5 基準電圧源
6a、6b 帰還抵抗
7 電圧増幅器
8 制御電流源
9 スイッチング素子
10 フライホイールダイオード
11 クランプ手段
12 タイミング検出器
13 スイッチ素子
14 ツェナーダイオード
15a、15b 抵抗
16 コンデンサ
17 電圧源
18 可変電圧源
19 ダイオード[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gate drive circuit for driving a power switching element.
[0002]
[Prior art]
Power converters that apply power switching elements are steadily expanding their application ranges as the switching elements increase in capacity and speed. In particular, MOS gate type switching elements such as IGBTs and MOSFETs have recently been expanded in application fields.
[0003]
IGBTs and MOSFETs are non-latching switching elements that do not continue their on and off states, and one of the advantages is that they have higher controllability by gate driving than latching switching elements such as thyristors. In particular, active gate drive technology that has been put into practical use in recent years can suppress surge voltage and surge current by gate control even during turn-on and turn-off switching transients, and can freely adjust the current and voltage gradient during switching transients. Can be controlled.
[0004]
For example, surge suppression at the time of current interruption in a gate drive circuit to which an active gate drive technology is applied is achieved as follows. That is, when the switching operation of the switching element is performed by switching the gate voltage from the positive voltage to the negative voltage, the voltage at both ends of the switching element rises rapidly, but when this voltage exceeds a predetermined value, the gate voltage is raised. If the control is performed, the switching operation of the switching element is delayed, and the voltage surge at both ends of the switching element can be suppressed.
[0005]
The above is a mode in which the switching element itself is cut off. However, depending on the load power factor, the current cut-off of the main circuit is a mode that is performed by the current cut-off of a flywheel diode connected in antiparallel to the switching element. In this case, the gate potential is already a sufficiently low negative voltage, and the above-described conventional active gate driving as described above is not performed because the transient control is not performed while the gate potential changes from positive to negative as described above. Technology cannot suppress voltage surges.
[0006]
On the other hand, in order to suppress the voltage surge, a technique has been devised in which the inductance of the main circuit is used to detect the voltage at both ends thereof to temporarily increase the gate potential (see, for example, Patent Document 1). .
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 7-99429 (page 7-8, FIG. 1)
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in order to suppress the surge voltage by the method disclosed in
[0009]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a simple and low-cost gate driving circuit for suppressing a surge voltage generated by turn-off of a fly-hole diode.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a gate drive circuit according to the present invention is a gate drive circuit that drives a control electrode of a power switching element. Current driving means for injecting current, and clamping means for preventing a voltage applied to the gate electrode from becoming a predetermined value or less during a turn-off transient period of the power switching element are provided.
[0011]
According to the present invention, it is possible to suppress the surge voltage generated by the turn-off of the fly-hole diode only by adding a relatively simple control means such as a clamp means.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
A first embodiment of a gate driving circuit according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of a gate driving circuit of the present invention.
[0013]
The gate
[0014]
The clamp means 11 is connected between the gate and emitter of the
[0015]
Hereinafter, the turn-off operation of the main circuit in the configuration diagram of FIG. 1 will be described.
[0016]
First, a normal turn-off operation in which the switching
[0017]
The above operation is a surge voltage suppressing operation in the case where the
[0018]
Next, the surge suppression operation during turn-off when the
[0019]
The gate-emitter voltage Vge decreases as the turn-off operation starts at time t1. In the case of the switching operation of the
[0020]
Thereafter, the gate-emitter voltage Vge reaches the predetermined voltage Vcl at time t2, but does not drop below the predetermined voltage Vcl due to the action of the clamping means 11. When the cutoff operation of the
[0021]
Therefore, when the clamping means 11 of FIG. 1 is not provided, the gate-emitter voltage Vge remains negative and the
[0022]
The predetermined voltage Vcl set by the clamping means 11 is preferably set to a value slightly lower than the threshold voltage of the
[0023]
2 is a turn-on timing of a switching element (not shown) that forms a pair with the switching
[0024]
As described above, according to the gate drive circuit of the present invention, it is possible to perform a surge suppression operation during turn-off even when the
[0025]
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a configuration diagram of a gate control circuit according to the second embodiment of the present invention. Regarding the respective parts of the second embodiment, the same parts as those of the gate control circuit according to the first embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The second embodiment is different from the first embodiment in that the clamp means 11 is connected between the gate and emitter of the
[0026]
Thus, even if the output voltage of the
[0027]
(Third embodiment)
FIG. 4 is a configuration diagram of a gate control circuit according to the third embodiment of the present invention. Regarding the respective parts of the third embodiment, the same parts as those of the gate control circuit according to the first embodiment of FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The third embodiment is different from the first embodiment in that the specific internal configuration of the clamping means 11 is shown in FIG. That is, the inside of the clamp means 11 is controlled by the
[0028]
When the
[0029]
In this way, it is possible to suppress a surge voltage generated by turn-off of the
[0030]
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a block diagram of a gate control circuit according to the fourth embodiment of the present invention. Regarding the respective parts of the fourth embodiment, the same parts as those of the gate control circuit according to the third embodiment of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The fourth embodiment differs from the third embodiment in that a voltage dividing resistor 15a and a voltage dividing resistor 15b are connected in series between the positive and negative electrodes of the gate
[0031]
Here, the reason for using the
[0032]
As described above, it is possible to suppress the surge voltage generated by the turn-off of the fly-
[0033]
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is a configuration diagram of a gate control circuit according to the fifth embodiment of the present invention. Regarding the respective parts of the fifth embodiment, the same parts as those of the gate control circuit according to the third embodiment of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The fifth embodiment is different from the third embodiment in that the collector terminal of the
[0034]
Thus, even if the voltage source 17 is used for clamping, the surge voltage generated by the turn-off of the fly-
[0035]
(Sixth embodiment)
FIG. 7 is a block diagram of a gate control circuit according to the sixth embodiment of the present invention. Regarding the respective parts of the sixth embodiment, the same parts as those of the gate control circuit according to the third embodiment of FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The fourth embodiment differs from the third embodiment in that a series circuit including a
[0036]
Here, the voltage value of the
[0037]
As described above, the surge voltage generated by the turn-off of the fly-
[0038]
(Seventh embodiment)
FIG. 8 is a configuration diagram of a gate control circuit according to the seventh embodiment of the present invention. About each part of this 7th Embodiment, the same part as each part of the gate control circuit which concerns on 6th Embodiment of FIG. 7 is shown with the same code | symbol, and the description is abbreviate | omitted. The seventh embodiment is different from the sixth embodiment in that the diode 19 of the clamping
[0039]
Since the output voltage of the
[0040]
As described above, the surge voltage generated by the turn-off of the fly-
[0041]
(Eighth embodiment)
FIG. 9 is a configuration diagram of a gate control circuit according to the eighth embodiment of the present invention. Regarding the respective parts of the eighth embodiment, the same parts as those of the gate control circuit according to the seventh embodiment of FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The eighth embodiment differs from the seventh embodiment in that the connection point of the detection input of the
[0042]
According to the eighth embodiment, the clamp means 11 always operates at the timing when the switching
[0043]
Even if the end point of the turn-off transient period is detected by detecting the collector-emitter voltage Vce of the
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a simple and low-cost gate driving circuit for suppressing a surge voltage generated by turn-off of a fly-hole diode.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a gate drive circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a waveform of each part when the flywheel diode is turned off.
FIG. 3 is a configuration diagram of a gate control circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a configuration diagram of a gate control circuit according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a configuration diagram of a gate control circuit according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of a gate control circuit according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of a gate control circuit according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of a gate control circuit according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of a gate control circuit according to an eighth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電力用スイッチング素子の主電極間に印加される電圧に応じてゲート電極に電流を注入する電流駆動手段と、
前記ゲート電極に印加する電圧が前記電力用スイッチング素子のターンオフ過渡期間中に所定値以下となることを阻止するクランプ手段と
を具備したことを特徴とするゲート駆動回路。In the gate drive circuit that drives the control electrode of the power switching element,
Current driving means for injecting a current into the gate electrode in accordance with a voltage applied between the main electrodes of the power switching element;
A gate driving circuit comprising: clamping means for preventing a voltage applied to the gate electrode from becoming a predetermined value or less during a turn-off transient period of the power switching element.
前記電力用スイッチング素子の主電極間に印加される電圧に応じてゲート電極に電流を注入する電流駆動手段と、
前記電力用スイッチング素子のオンオフ指令に対応し、ゲート抵抗を介してゲート電極に電圧を印加する電圧駆動手段と
を具備し、
前記電圧駆動手段は、前記電力用スイッチング素子のターンオフ過渡期間中に、出力電圧値が所定値以下となることを阻止するクランプ手段を有することを特徴とするゲート駆動回路。In the gate drive circuit that drives the control electrode of the power switching element,
Current driving means for injecting a current into the gate electrode in accordance with a voltage applied between the main electrodes of the power switching element;
In response to an on / off command of the power switching element, voltage driving means for applying a voltage to the gate electrode through a gate resistor,
The gate driving circuit according to claim 1, wherein the voltage driving means includes clamping means for preventing an output voltage value from becoming a predetermined value or less during a turn-off transition period of the power switching element.
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