JP4920434B2 - Semiconductor switching element drive circuit - Google Patents

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Description

この発明は、半導体スイッチング素子の駆動回路に関するもので、特に、電力用半導体スイッチング素子における異常の発生を検知する駆動回路に関するものである。   The present invention relates to a drive circuit for a semiconductor switching element, and more particularly to a drive circuit for detecting occurrence of an abnormality in a power semiconductor switching element.

従来の電力用半導体素子(IGBT)の駆動回路として、サンプリング回路がゲート電圧の検出処理を許可する期間中、そのゲート電圧を検出して、そのゲート電圧が基準値を超えると、IGBTにおける異常の発生を検出する技術が示されている(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional power semiconductor element (IGBT) driving circuit, when the sampling circuit detects the gate voltage during the period when the gate voltage detection processing is permitted and the gate voltage exceeds a reference value, an abnormality in the IGBT is detected. A technique for detecting the occurrence is shown (for example, see Patent Document 1).

特開2004−064930号公報JP 2004-064930 A

上記特許文献1に示された電力用半導体素子(IGBT)の駆動回路では、オフ指令からオン指令までのオフ期間が短くIGBTのゲート電圧が下がりきらない状態でオンした場合に、ゲート電圧が基準値を超え、異常を誤検出するという問題点があった。   In the power semiconductor element (IGBT) driving circuit disclosed in Patent Document 1, the gate voltage is the reference when the OFF period from the OFF command to the ON command is short and the IGBT gate voltage is not fully reduced. There was a problem of exceeding the value and misdetecting the abnormality.

この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、半導体スイッチング素子の異常検出機能を備えた駆動回路において、オフ指令からオン指令までのオフ期間が短い場合に異常を誤検出するのを防止して異常検出の信頼性を向上することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and in a drive circuit having an abnormality detection function of a semiconductor switching element, when an off period from an off command to an on command is short. The object is to improve the reliability of abnormality detection by preventing erroneous detection of abnormality.

この発明に係る第1の半導体スイッチング素子の駆動回路は、外部からの指令に基づいてオン、オフ指令を発生する制御回路を備えて、制御電極によりオンオフ動作が制御される。そして、上記制御回路からオン指令が発生された後、上記制御電極のターンオン過渡期間内の予め設定された期間中、上記制御電極の制御量が閾値範囲を外れると異常を検出する異常検出手段と、上記制御回路からのオン指令発生直後の上記制御電極の制御量が所定範囲を外れると上記異常検出手段による異常検出を停止させる異常検出キャンセル手段とを備えたものである。 The drive circuit for the first semiconductor switching element according to the present invention includes a control circuit for generating an on / off command based on a command from the outside, and the on / off operation is controlled by the control electrode. And an abnormality detecting means for detecting an abnormality when a control amount of the control electrode is out of a threshold range during a preset period within a turn-on transient period of the control electrode after an on command is generated from the control circuit. And an abnormality detection canceling means for stopping the abnormality detection by the abnormality detecting means when the control amount of the control electrode immediately after the ON command is generated from the control circuit is out of a predetermined range .

またこの発明に係る第2の半導体スイッチング素子の駆動回路は、外部からの指令に基づいてオン、オフ指令を発生する制御回路を備えて、制御電極によりオンオフ動作が制御される。そして、上記制御回路からオン指令が発生された後、上記制御電極のターンオン過渡期間内の予め設定された期間中、上記制御電極の制御量が閾値範囲を外れると異常を検出する異常検出手段と、上記制御回路からのオン指令発生前のオフ期間の長さに応じて上記異常検出手段による異常検出を停止させる異常検出キャンセル手段とを備えたものである。   The drive circuit for the second semiconductor switching element according to the present invention includes a control circuit for generating an on / off command based on a command from the outside, and the on / off operation is controlled by the control electrode. And an abnormality detecting means for detecting an abnormality when a control amount of the control electrode is out of a threshold range during a preset period within a turn-on transient period of the control electrode after an on command is generated from the control circuit. And an abnormality detection canceling means for stopping the abnormality detection by the abnormality detecting means in accordance with the length of the off period before the on command is generated from the control circuit.

この発明に係る第1の半導体スイッチング素子の駆動回路は、制御回路からのオン指令発生直後の制御電極の制御量が所定範囲を外れると異常検出手段による異常検出を停止させるため、オフ指令からオン指令までのオフ期間が短い場合に異常を誤検出するのが防止でき、異常検出の信頼性が向上する。
またこの発明に係る第2の半導体スイッチング素子の駆動回路は、制御回路からのオン指令発生前のオフ期間の長さに応じて異常検出手段による異常検出を停止させるため、オフ期間が短い場合に異常を誤検出するのが防止でき、異常検出の信頼性が向上する。
The drive circuit for the first semiconductor switching element according to the present invention turns on from the off command in order to stop the abnormality detection by the abnormality detecting means when the control amount of the control electrode immediately after the on command from the control circuit is out of the predetermined range. When the off period until the command is short, it is possible to prevent erroneous detection of abnormality, and the reliability of abnormality detection is improved.
Further, the drive circuit for the second semiconductor switching element according to the present invention stops the abnormality detection by the abnormality detection means according to the length of the off period before the on command is generated from the control circuit. It is possible to prevent erroneous detection of an abnormality and improve the reliability of abnormality detection.

実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1による半導体スイッチング素子の駆動回路を図について説明する。
図1は、半導体スイッチング素子として例えば、環流ダイオード9が逆並列に接続されたIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)を駆動する駆動回路500の構成を示すものである。
図に示すように、制御回路2は、外部からの指令に基づいて、IGBT1をターンオン、ターンオフさせるゲート指令(オン、オフ指令)をバッファ3に出力し、バッファ3は、ゲート抵抗4を介してIGBT1の制御電極であるゲートと接続され、制御回路2からのゲート指令にしたがってIGBT1を駆動する。
また、サンプリング回路8により決定される予め設定された期間で、IGBT1のゲート電圧の異常を検出する異常検出回路7と、異常検出時にIGBT1をターンオフさせる遮断速度を遅くする遮断速度調整回路5と、制御回路2からのオン指令発生直後のゲート電圧に基づいて異常検出回路7に異常検出を停止させるキャンセル信号を出力するキャンセル回路6とを備える。
Embodiment 1 FIG.
A semiconductor switching element drive circuit according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of a drive circuit 500 that drives, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) in which a freewheeling diode 9 is connected in antiparallel as a semiconductor switching element.
As shown in the figure, the control circuit 2 outputs a gate command (ON / OFF command) for turning on and off the IGBT 1 to the buffer 3 based on a command from the outside, and the buffer 3 is connected via the gate resistor 4. It is connected to a gate which is a control electrode of the IGBT 1, and drives the IGBT 1 in accordance with a gate command from the control circuit 2.
Further, in a preset period determined by the sampling circuit 8, an abnormality detection circuit 7 that detects an abnormality in the gate voltage of the IGBT 1, a cutoff speed adjustment circuit 5 that slows down a cutoff speed that turns off the IGBT 1 when an abnormality is detected, And a cancel circuit 6 that outputs a cancel signal that causes the abnormality detection circuit 7 to stop abnormality detection based on the gate voltage immediately after the ON command is generated from the control circuit 2.

図2は、IGBT1a、1bが適用されるハーフブリッジ回路を示す回路図である。図2において、還流ダイオード9a、9bが逆並列に接続されたIGBT1a、1bは直列に接続されており、その両端に直流電源10が接続されている。IGBT1a、IGBT1bの中点と直流電源10の正側との間に誘導負荷11が接続されている。各IGBT1a、1bは、それぞれ図1で示した駆動回路500を備えてオン、オフ制御される。
一般にIGBTの通常のスイッチング時において、オンする際のゲート電圧は図3の実線のようになる。直列接続された2つのIGBTが何らかの原因でアーム短絡を起こし、IGBTに大きな短絡電流が流れると、ゲート電圧は図中の破線のようになる。駆動回路500は、このようなIGBTの短絡異常を検出し、安全に遮断動作を行う。
ここでは、IGBTをハーフブリッジ回路に適用するものについて示しているが、他の回路に適用してもよい。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a half bridge circuit to which the IGBTs 1a and 1b are applied. In FIG. 2, IGBTs 1 a and 1 b to which free-wheeling diodes 9 a and 9 b are connected in antiparallel are connected in series, and a DC power supply 10 is connected to both ends thereof. An inductive load 11 is connected between the midpoint of the IGBT 1 a and IGBT 1 b and the positive side of the DC power supply 10. Each of the IGBTs 1a and 1b includes the drive circuit 500 shown in FIG.
In general, during normal switching of the IGBT, the gate voltage when turning on is as shown by the solid line in FIG. When two IGBTs connected in series cause an arm short circuit for some reason, and a large short circuit current flows through the IGBT, the gate voltage becomes like a broken line in the figure. The drive circuit 500 detects such an IGBT short-circuit abnormality and performs a safe shut-off operation.
Here, the IGBT is applied to the half-bridge circuit, but may be applied to other circuits.

図4は、図1に示す駆動回路500の部分詳細図であり、バッファ3、ゲート抵抗4および遮断速度調整回路5の具体例を示している。バッファ3は2つの半導体スイッチング素子3a、3bにて構成され、ゲート抵抗4はオンゲート抵抗4aとオフゲート抵抗4bにて構成される。そして、バッファ3は、制御回路2からのオン指令によりIGBT1のゲートと制御電圧をオンゲート抵抗4aを介して接続し、オフ指令によりIGBT1のゲートとグランドをオフゲート抵抗4bを介して接続する。
遮断速度調整回路5は、速度調整オフゲート抵抗12と半導体スイッチング素子13とで構成され、速度調整オフゲート抵抗12は通常のオフゲート抵抗4bよりも抵抗値が大きくなっている。このため、通常のターンオフ動作に比べてIGBT1のゲート端子から引き抜かれる電流値が小さく、ターンオフ時の遮断速度が遅くなる。このように、遮断速度調整回路5は、異常検出回路7によりIGBT1の短絡異常が検出されたときに、正常時のターンオフよりも遮断速度を遅くしてターンオフさせる回路であり、大電流が流れている状態での遮断時に発生するサージ電圧を抑制してIGBT1の破損を防止し、安全に遮断する。
FIG. 4 is a partial detail view of the drive circuit 500 shown in FIG. 1 and shows a specific example of the buffer 3, the gate resistor 4, and the cutoff speed adjustment circuit 5. The buffer 3 is composed of two semiconductor switching elements 3a and 3b, and the gate resistor 4 is composed of an on-gate resistor 4a and an off-gate resistor 4b. The buffer 3 connects the gate of the IGBT 1 and the control voltage via the on-gate resistor 4a according to an on command from the control circuit 2, and connects the gate and the ground of the IGBT 1 via the off-gate resistor 4b according to an off command.
The cutoff speed adjusting circuit 5 is composed of a speed adjusting off-gate resistor 12 and a semiconductor switching element 13, and the speed adjusting off-gate resistor 12 has a resistance value larger than that of the normal off-gate resistor 4b. For this reason, the current value drawn from the gate terminal of the IGBT 1 is small as compared with the normal turn-off operation, and the interruption speed at the time of turn-off becomes slow. As described above, when the abnormality detection circuit 7 detects the short-circuit abnormality of the IGBT 1, the cutoff speed adjusting circuit 5 is a circuit that turns off by making the cutoff speed slower than the normal turn-off, and a large current flows. Suppresses the surge voltage generated at the time of interruption in the state where it is present to prevent damage to the IGBT 1 and safely shuts off.

なお、図5に示すようにツェナーダイオード14を設けた遮断速度調整回路5aを用いても良く、この場合、ツェナーダイオード14のツェナー電圧は、IGBT1のゲートの閾値電圧Vthよりも小さい値に設定されている。この場合も、異常検出回路7によりIGBT1の短絡異常が検出されたときに、正常時のターンオフよりも遮断速度を遅くしてターンオフさせる。   As shown in FIG. 5, a cutoff speed adjusting circuit 5a provided with a Zener diode 14 may be used. In this case, the Zener voltage of the Zener diode 14 is set to a value smaller than the threshold voltage Vth of the gate of the IGBT 1. ing. Also in this case, when the short circuit abnormality of the IGBT 1 is detected by the abnormality detection circuit 7, the interruption speed is made slower than the normal turn-off and the turn-off is performed.

図6は、キャンセル回路6と異常検出回路7との詳細構成例を駆動回路500の全体構成の中で示したものである。また、図7〜図9は、駆動回路500の動作を説明する各部の波形図をタイムチャートで示したものである。図7はIGBT1のオフ期間が長い場合、図8はIGBT1のオフ期間が短い場合を示す。また、図9はIGBT1に短絡異常が発生した場合を示す。
まず、オフ指令からオン指令までのオフ期間が充分長くIGBT1のゲート電圧が充分下がった状態でオンし、しかもIGBT1に異常がない場合の動作を図7に基づいて説明する。図7(a)に示す制御信号(オン、オフ指令)が制御回路2から出力されると、IGBT1のゲート電圧は図7(b)のようになる。
FIG. 6 shows a detailed configuration example of the cancel circuit 6 and the abnormality detection circuit 7 in the overall configuration of the drive circuit 500. 7 to 9 are time charts showing waveforms of respective parts for explaining the operation of the drive circuit 500. FIG. 7 shows a case where the off period of the IGBT 1 is long, and FIG. 8 shows a case where the off period of the IGBT 1 is short. FIG. 9 shows a case where a short circuit abnormality has occurred in the IGBT 1.
First, the operation when the off period from the off command to the on command is sufficiently long and the gate voltage of the IGBT 1 is sufficiently lowered and there is no abnormality in the IGBT 1 will be described with reference to FIG. When the control signal (ON / OFF command) shown in FIG. 7A is output from the control circuit 2, the gate voltage of the IGBT 1 becomes as shown in FIG. 7B.

サンプリング回路8はパルス信号発生器で構成され、制御回路2からオン指令が入力されると、ターンオンの過渡期間内の予め設定された期間にパルス8aを出力する(図7(c))。パルス8aが出力されるタイミングとパルス幅は、IGBT1および駆動回路500の特性によるが、正常時と短絡異常時とでゲート電圧に差が発生する期間を含むようにIGBT1のターンオン過渡期間中に設定される。
異常検出回路7は、コンパレータ15を備え、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみ、抵抗17、18で分圧されたゲート電圧である第1のゲート電圧信号15aをコンパレータ15に入力し、コンパレータ15は、ゲート電圧信号15aが所定の第1の閾値電圧15bよりも高いときに異常信号を出力する。第1の閾値電圧15bは、ターンオン時のゲート電圧の短絡異常が検出可能な所定の電圧に設定する。この場合、第1のゲート電圧信号15aは第1の閾値電圧15b以下であり、コンパレータ15の出力はLow(異常なし)のままである(図7(h)、図7(i))。
The sampling circuit 8 is composed of a pulse signal generator. When an ON command is input from the control circuit 2, the sampling circuit 8 outputs a pulse 8a during a preset period within the turn-on transient period (FIG. 7C). The timing and pulse width at which the pulse 8a is output depend on the characteristics of the IGBT 1 and the drive circuit 500, but are set during the turn-on transient period of the IGBT 1 so as to include a period in which a difference occurs in the gate voltage between the normal time and the short circuit abnormality. Is done.
The abnormality detection circuit 7 includes a comparator 15, and inputs the first gate voltage signal 15 a that is the gate voltage divided by the resistors 17 and 18 to the comparator 15 only during the period of the pulse 8 a from the sampling circuit 8. 15 outputs an abnormal signal when the gate voltage signal 15a is higher than a predetermined first threshold voltage 15b. The first threshold voltage 15b is set to a predetermined voltage at which a short-circuit abnormality in the gate voltage at turn-on can be detected. In this case, the first gate voltage signal 15a is equal to or lower than the first threshold voltage 15b, and the output of the comparator 15 remains Low (no abnormality) (FIG. 7 (h), FIG. 7 (i)).

異常検出回路7は、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみゲート電圧(第1のゲート電圧信号15a)を検出するものであるが、このゲート電圧の検出は、キャンセル回路7からキャンセル信号が発生されない場合のみ動作する。この場合、キャンセル回路7からのキャンセル信号を入力とするNOT回路21の出力は図7(f)に示すようにHighであり、このHigh信号とサンプリング回路8からのパルス8aとを入力とするNAND回路20の出力は、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみLowとなる(図7(g))。NAND回路20の出力によりスイッチ19が制御され、コンパレータ15の+端子の入力は、NAND回路20の出力High時に0となり、Low時に、抵抗17、18で分圧されたゲート電圧(第1のゲート電圧信号15a)となる。   The abnormality detection circuit 7 detects the gate voltage (first gate voltage signal 15a) only during the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8. The detection of the gate voltage generates a cancel signal from the cancellation circuit 7. Only works if not. In this case, the output of the NOT circuit 21 that receives the cancel signal from the cancel circuit 7 is High as shown in FIG. 7F, and the NAND that receives the High signal and the pulse 8a from the sampling circuit 8 as inputs. The output of the circuit 20 is Low only during the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8 (FIG. 7 (g)). The switch 19 is controlled by the output of the NAND circuit 20, and the input of the + terminal of the comparator 15 becomes 0 when the output of the NAND circuit 20 is High, and the gate voltage (first gate) divided by the resistors 17 and 18 when Low. Voltage signal 15a).

キャンセル回路6は、パルス発生回路27、コンパレータ23およびパルス波形出力回路22を備える。パルス発生回路27は、制御回路2からのオン指令と同時に短いオンパルスを発生させる(図7(d))。パルス発生回路27の出力によりスイッチ25が制御され、オンパルスの期間だけ、ゲート電圧(第2のゲート電圧信号23a)はコンパレータ23の+端子に入力される。コンパレータ23は、第2のゲート電圧信号23aが所定の第2の閾値電圧23bよりも高いときにHigh信号をパルス波形出力回路22に出力する。パルス波形出力回路22は、High信号が入力されたときにキャンセル信号として一定の長さのHighパルス信号を出力する回路である。
このように、キャンセル回路6は、制御回路2からのオン指令直後のゲート電圧を検出してコンパレータ23に入力し、ゲート電圧(第2のゲート電圧信号23a)が所定の第2の閾値電圧23bよりも高いとき、パルス波形出力回路22により一定の長さのHighパルス信号をキャンセル信号として出力する。この場合、図7(e)に示すように、第2のゲート電圧信号23aは第2の閾値電圧23b以下であり、コンパレータ23の出力はLowのままで、キャンセル信号は発生されない。なお、便宜上、パルス波形出力回路22の出力およびコンパレータ23の出力の図示は省略した。
The cancel circuit 6 includes a pulse generation circuit 27, a comparator 23, and a pulse waveform output circuit 22. The pulse generation circuit 27 generates a short ON pulse simultaneously with the ON command from the control circuit 2 (FIG. 7D). The switch 25 is controlled by the output of the pulse generation circuit 27, and the gate voltage (second gate voltage signal 23a) is input to the + terminal of the comparator 23 only during the on-pulse period. The comparator 23 outputs a High signal to the pulse waveform output circuit 22 when the second gate voltage signal 23a is higher than a predetermined second threshold voltage 23b. The pulse waveform output circuit 22 is a circuit that outputs a high pulse signal having a certain length as a cancel signal when a high signal is input.
In this way, the cancel circuit 6 detects the gate voltage immediately after the ON command from the control circuit 2 and inputs it to the comparator 23, and the gate voltage (second gate voltage signal 23a) is the predetermined second threshold voltage 23b. Is higher, the pulse waveform output circuit 22 outputs a high pulse signal of a certain length as a cancel signal. In this case, as shown in FIG. 7E, the second gate voltage signal 23a is equal to or lower than the second threshold voltage 23b, the output of the comparator 23 remains low, and no cancel signal is generated. For convenience, the output of the pulse waveform output circuit 22 and the output of the comparator 23 are not shown.

次に、オフ指令からオン指令までのオフ期間が短く、IGBTのゲート電圧が下がりきらない状態でオンした場合の動作を図8に基づいて説明する。図8(a)に示す制御信号(オン、オフ指令)が制御回路2から出力されると、IGBT1のゲート電圧は図8(b)のようになる。図7で示した場合と比較すると、オフ期間が短いため、ゲート電圧が0Vまで減少する前に再び上昇しているため、ターンオン時のゲート電圧が高くなっている。
サンプリング回路8は、制御回路2からオン指令が入力されると、ターンオンの過渡期間内の予め設定された期間にパルス8aを出力する(図8(c))。
Next, an operation when the off period from the off command to the on command is short and the IGBT is turned on in a state where the gate voltage of the IGBT cannot be lowered will be described with reference to FIG. When the control signal (ON / OFF command) shown in FIG. 8A is output from the control circuit 2, the gate voltage of the IGBT 1 becomes as shown in FIG. 8B. Compared with the case shown in FIG. 7, since the off period is short, the gate voltage rises again before decreasing to 0 V, so the gate voltage at turn-on is high.
When an ON command is input from the control circuit 2, the sampling circuit 8 outputs a pulse 8a during a preset period within the turn-on transient period (FIG. 8C).

また、パルス発生回路27は、制御回路2からのオン指令と同時に短いオンパルスを発生させ(図8(d))、該オンパルスの期間だけ、第2のゲート電圧信号23aはコンパレータ23の+端子に入力される。コンパレータ23は、第2のゲート電圧信号23aが所定の第2の閾値電圧23bよりも高いときにHigh信号をパルス波形出力回路22に出力する。この場合、図8(e)に示すように、第2のゲート電圧信号23aは第2の閾値電圧23bを超え、コンパレータ23の出力はHigh信号になり、これを受けてパルス波形出力回路22はキャンセル信号として一定の長さのHighパルス信号を出力する。このHighパルス信号は、サンプリング回路8のパルス8a発生期間を包含する期間で出力され、該Highパルス信号を入力とするNOT回路21の出力は、図8(f)に示すように、パルス8a発生期間を包含する期間でLowであり、このLow信号とサンプリング回路8からのパルス8aとを入力とするNAND回路20の出力は、Highとなる(図8(g))。NAND回路20の出力によりスイッチ19が制御されてコンパレータ15の+端子の入力は0となるため、+端子の入力は第1の閾値電圧15b以下であり、コンパレータ15の出力はLow(異常なし)のままである(図8(h)、図8(i))。   The pulse generation circuit 27 generates a short on-pulse simultaneously with the on-command from the control circuit 2 (FIG. 8D), and the second gate voltage signal 23a is applied to the + terminal of the comparator 23 only during the on-pulse period. Entered. The comparator 23 outputs a High signal to the pulse waveform output circuit 22 when the second gate voltage signal 23a is higher than a predetermined second threshold voltage 23b. In this case, as shown in FIG. 8 (e), the second gate voltage signal 23a exceeds the second threshold voltage 23b, and the output of the comparator 23 becomes a High signal. A high pulse signal having a certain length is output as a cancel signal. This High pulse signal is output in a period including the pulse 8a generation period of the sampling circuit 8, and the output of the NOT circuit 21 that receives the High pulse signal is generated as shown in FIG. 8 (f). The output of the NAND circuit 20 that is Low in the period including the period and receives the Low signal and the pulse 8a from the sampling circuit 8 becomes High (FIG. 8 (g)). Since the switch 19 is controlled by the output of the NAND circuit 20 and the input of the + terminal of the comparator 15 becomes 0, the input of the + terminal is equal to or lower than the first threshold voltage 15b, and the output of the comparator 15 is Low (no abnormality). (FIG. 8 (h), FIG. 8 (i)).

このように、キャンセル回路6は、制御回路2からのオン指令直後の第2のゲート電圧信号23aを検出してコンパレータ23に入力し、第2のゲート電圧信号23aが所定の第2の閾値電圧23bよりも高いとき、パルス波形出力回路22により一定の長さのHighパルス信号をキャンセル信号として出力する。この場合、IGBTのオフ期間が短く、ゲート電圧が下がりきらない状態でオンしているため、コンパレータ23に入力される第2のゲート電圧信号23aは第2の閾値電圧23bより高くなり、Highパルス信号をキャンセル信号として出力する。上述したように、異常検出回路7は、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみゲート電圧(第1のゲート電圧信号15a)を検出するものであるが、このゲート電圧の検出は、キャンセル回路7からのHighパルス信号によりキャンセルされる。この場合、IGBT1は短絡異常を発生していないが、オフ期間が短いためゲート電圧は正常時よりも過渡的に高くなり、仮にゲート電圧を検出すれば、コンパレータ15は異常信号を出力するものである。ここでは、キャンセル回路7からのHighパルス信号によりゲート電圧の検出をキャンセルし、即ち、異常検出をキャンセルするため、誤って異常検出するのが回避できる。   In this way, the cancel circuit 6 detects the second gate voltage signal 23a immediately after the ON command from the control circuit 2 and inputs it to the comparator 23, and the second gate voltage signal 23a is a predetermined second threshold voltage. When it is higher than 23b, the pulse waveform output circuit 22 outputs a high pulse signal of a certain length as a cancel signal. In this case, since the IGBT OFF period is short and the gate voltage is on without being lowered, the second gate voltage signal 23a input to the comparator 23 becomes higher than the second threshold voltage 23b, and the High pulse The signal is output as a cancel signal. As described above, the abnormality detection circuit 7 detects the gate voltage (first gate voltage signal 15a) only during the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8. The detection of the gate voltage is performed by the cancel circuit 7. Is canceled by the high pulse signal from. In this case, the IGBT 1 does not cause a short-circuit abnormality, but the gate voltage becomes transiently higher than normal because the off period is short. If the gate voltage is detected, the comparator 15 outputs an abnormal signal. is there. Here, the detection of the gate voltage is canceled by the high pulse signal from the cancel circuit 7, that is, the abnormality detection is canceled, so that it is possible to avoid erroneously detecting the abnormality.

次に、IGBT1に短絡異常が発生した場合の動作を図9に基づいて説明する。図9(a)に示す制御信号(オン、オフ指令)が制御回路2から出力され、IGBT1がオンしたときに短絡異常が発生したとすると、ゲート電圧は図9(b)のようになる。
この場合、オフ期間は図7で示した場合と同様に充分長く、制御回路2からのオン指令直後のゲート電圧は正常時と同レベルである。このため、図9(a)〜図9(g)に示す各部の動作および波形は図7(a)〜図7(g)で示したものと同様となる。即ち、キャンセル回路6はキャンセル信号を発生せず、異常検出回路7は、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみ、抵抗17、18で分圧されたゲート電圧(第1のゲート電圧信号15a)をコンパレータ15に入力して第1の閾値電圧15bと比較する。この場合、短絡異常のため第1のゲート電圧信号15aは第1の閾値電圧15bより高く、コンパレータ15は異常信号15cを発生する(図9(h)、図9(i))。
Next, an operation when a short circuit abnormality occurs in the IGBT 1 will be described with reference to FIG. If a control signal (ON / OFF command) shown in FIG. 9A is output from the control circuit 2 and a short circuit abnormality occurs when the IGBT 1 is turned ON, the gate voltage is as shown in FIG. 9B.
In this case, the OFF period is sufficiently long as in the case shown in FIG. 7, and the gate voltage immediately after the ON command from the control circuit 2 is at the same level as in the normal state. For this reason, the operations and waveforms of the respective parts shown in FIGS. 9A to 9G are the same as those shown in FIGS. 7A to 7G. That is, the cancel circuit 6 does not generate a cancel signal, and the abnormality detection circuit 7 has a gate voltage (first gate voltage signal 15a) divided by the resistors 17 and 18 only during the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8. Is input to the comparator 15 and compared with the first threshold voltage 15b. In this case, because of the short circuit abnormality, the first gate voltage signal 15a is higher than the first threshold voltage 15b, and the comparator 15 generates the abnormality signal 15c (FIG. 9 (h), FIG. 9 (i)).

以上のように、この実施の形態では、IGBT1のターンオン過渡期間内で、サンプリング回路8からのパルス8a発生期間のみゲート電圧を検出して閾値を超えると異常を検出する異常検出回路7と、制御回路2からのオン指令直後のゲート電圧が所定値(第2の閾値)を超えるとキャンセル信号を発生するキャンセル回路6とを備え、キャンセル信号が発生されるとパルス8a発生期間にてゲート電圧を検出せず異常検出回路7による異常検出が停止されるようにした。このため、IGBT1のオフ期間が短くゲート電圧が下がりきらない状態でオンした場合に、異常検出回路7による異常検出が停止され、誤って異常検出するのが回避でき、駆動回路500の信頼性が向上する。また、誤った異常検出によりIGBT1が遮断されることがないため、IGBT1を用いた回路の動作が安定する。   As described above, in this embodiment, within the IGBT 1 turn-on transition period, the gate voltage is detected only during the pulse 8a generation period from the sampling circuit 8, and the abnormality detection circuit 7 detects an abnormality when the threshold is exceeded. And a cancel circuit 6 for generating a cancel signal when the gate voltage immediately after the ON command from the circuit 2 exceeds a predetermined value (second threshold value). When the cancel signal is generated, the gate voltage is set in the pulse 8a generation period. The detection of abnormality by the abnormality detection circuit 7 is stopped without detection. For this reason, when the IGBT 1 is turned on in a short off period and the gate voltage is not fully reduced, the abnormality detection by the abnormality detection circuit 7 is stopped, so that erroneous detection of the abnormality can be avoided, and the reliability of the drive circuit 500 is improved. improves. Further, since the IGBT 1 is not shut off due to erroneous abnormality detection, the operation of the circuit using the IGBT 1 is stabilized.

なお、半導体スイッチング素子はIGBTに限るものではなく、例えば、MOSFETなどの電圧駆動型半導体素子であってもよく、短絡異常時の検出を必要とする半導体スイッチング素子であればよい。   The semiconductor switching element is not limited to the IGBT, and may be a voltage-driven semiconductor element such as a MOSFET, for example, as long as it is a semiconductor switching element that requires detection when a short circuit is abnormal.

実施の形態2.
次に、この発明の実施の形態2による半導体スイッチング素子の駆動回路について説明する。図10は、この発明の実施の形態2によるIGBT1の駆動回路500aの構成を示す。
図10において、前述した実施の形態1の図6と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。この場合、異常検出回路7aは、ゲート抵抗4の両端電圧を差動増幅回路30に入力してゲート電流を検出してコンパレータ15の−端子に入力し、このゲート電流を閾値と比較することで短絡異常の検出を行う。
図11〜図13は、駆動回路500aの動作を説明する各部の波形図をタイムチャートで示したものである。図11はIGBT1のオフ期間が長い場合、図12はIGBT1のオフ期間が短い場合を示す。また、図13はIGBT1に短絡異常が発生した場合を示す。
Embodiment 2. FIG.
Next, a driving circuit for a semiconductor switching element according to Embodiment 2 of the present invention will be described. FIG. 10 shows a configuration of drive circuit 500a of IGBT 1 according to the second embodiment of the present invention.
10, the same reference numerals as those in FIG. 6 of the first embodiment described above denote the same or corresponding parts, and thus the description thereof is omitted. In this case, the abnormality detection circuit 7a inputs the voltage across the gate resistor 4 to the differential amplifier circuit 30, detects the gate current, inputs it to the negative terminal of the comparator 15, and compares this gate current with a threshold value. Detects short circuit abnormality.
FIGS. 11 to 13 are time charts showing waveform diagrams of respective parts for explaining the operation of the drive circuit 500a. 11 shows a case where the off period of the IGBT 1 is long, and FIG. 12 shows a case where the off period of the IGBT 1 is short. FIG. 13 shows a case where a short circuit abnormality has occurred in the IGBT 1.

まず、オフ指令からオン指令までのオフ期間が充分長くIGBT1のゲート電圧が充分下がった状態でオンし、しかもIGBT1に異常がない場合の動作を図11に基づいて説明する。図11(a)に示す制御信号(オン、オフ指令)が制御回路2から出力されると、IGBT1のゲート電流は図11(b)のようになる。
サンプリング回路8は、制御回路2からオン指令が入力されると、ターンオンの過渡期間内の予め設定された期間にパルス8aを出力する(図11(c))。
また、パルス発生回路27は、制御回路2からのオン指令と同時に短いオンパルスを発生させ(図11(d))、該オンパルスの期間だけ、第2のゲート電圧信号23aはコンパレータ23の+端子に入力される。コンパレータ23は、第2のゲート電圧信号23aが所定の第2の閾値電圧23bよりも高いときにHigh信号をパルス波形出力回路22に出力し、パルス波形出力回路22は、High信号が入力されたときにキャンセル信号として一定の長さのHighパルス信号を出力する。この場合、図11(e)に示すように、第2のゲート電圧信号23aは第2の閾値電圧23b以下であり、コンパレータ23の出力はLowのままで、キャンセル信号は発生されない。なお、便宜上、パルス波形出力回路22の出力およびコンパレータ23の出力の図示は省略した。
First, the operation when the OFF period from the OFF command to the ON command is sufficiently long and the gate voltage of the IGBT 1 is sufficiently lowered and there is no abnormality in the IGBT 1 will be described with reference to FIG. When the control signal (ON / OFF command) shown in FIG. 11A is output from the control circuit 2, the gate current of the IGBT 1 becomes as shown in FIG. 11B.
When an ON command is input from the control circuit 2, the sampling circuit 8 outputs a pulse 8a during a preset period within the turn-on transient period (FIG. 11C).
The pulse generation circuit 27 generates a short on-pulse simultaneously with the on-command from the control circuit 2 (FIG. 11 (d)), and the second gate voltage signal 23a is applied to the + terminal of the comparator 23 only during the on-pulse period. Entered. The comparator 23 outputs a High signal to the pulse waveform output circuit 22 when the second gate voltage signal 23a is higher than a predetermined second threshold voltage 23b, and the pulse waveform output circuit 22 receives the High signal. Sometimes a high pulse signal of a certain length is output as a cancel signal. In this case, as shown in FIG. 11E, the second gate voltage signal 23a is equal to or lower than the second threshold voltage 23b, the output of the comparator 23 remains Low, and no cancel signal is generated. For convenience, the output of the pulse waveform output circuit 22 and the output of the comparator 23 are not shown.

異常検出回路7aにおいて、キャンセル回路7からのキャンセル信号を入力とするNOT回路21の出力は図11(f)に示すようにHighであり、このHigh信号とサンプリング回路8からのパルス8aとを入力とするNAND回路20の出力は、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみLowとなる(図11(g))。NAND回路20の出力によりスイッチ19が制御され、コンパレータ15の+端子の入力は、NAND回路20の出力High時に0となり、Low時に、抵抗28、29で分圧された制御電圧である閾値信号15eとなる。またコンパレータ15の−端子には、上述したように差動増幅回路30からのゲート電流信号15dが入力される。即ち、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみ、閾値信号15eをコンパレータ15の+端子に入力し、コンパレータ15は、ゲート電流信号15dが閾値信号15eよりも低いときに異常信号を出力する。この場合、ゲート電流信号15dは閾値信号15e以上であり、コンパレータ15の出力はLow(異常なし)のままである(図11(h)、図11(i))。   In the abnormality detection circuit 7a, the output of the NOT circuit 21 that receives the cancel signal from the cancel circuit 7 is High as shown in FIG. 11 (f), and this High signal and the pulse 8a from the sampling circuit 8 are input. The output of the NAND circuit 20 becomes Low only during the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8 (FIG. 11 (g)). The switch 19 is controlled by the output of the NAND circuit 20, and the input of the + terminal of the comparator 15 becomes 0 when the output of the NAND circuit 20 is High, and the threshold signal 15e which is a control voltage divided by the resistors 28 and 29 when Low. It becomes. Further, the gate current signal 15 d from the differential amplifier circuit 30 is input to the negative terminal of the comparator 15 as described above. That is, only during the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8, the threshold signal 15e is input to the + terminal of the comparator 15, and the comparator 15 outputs an abnormal signal when the gate current signal 15d is lower than the threshold signal 15e. In this case, the gate current signal 15d is equal to or greater than the threshold signal 15e, and the output of the comparator 15 remains Low (no abnormality) (FIGS. 11 (h) and 11 (i)).

次に、オフ指令からオン指令までのオフ期間が短く、IGBTのゲート電圧が下がりきらない状態でオンした場合の動作を図12に基づいて説明する。図12(a)に示す制御信号(オン、オフ指令)が制御回路2から出力されると、IGBT1のゲート電流は図12(b)のようになる。図11で示した場合と比較すると、オフ期間が短いため、ゲート電流が0Aまで上昇して戻る前にオン指令により上昇するため、ターンオン時のゲート電流が低くなる。
サンプリング回路8は、制御回路2からオン指令が入力されると、ターンオンの過渡期間内の予め設定された期間にパルス8aを出力する(図12(c))。
Next, an operation in the case of turning on in a state where the off period from the off command to the on command is short and the gate voltage of the IGBT cannot be lowered will be described with reference to FIG. When the control signal (ON / OFF command) shown in FIG. 12A is output from the control circuit 2, the gate current of the IGBT 1 becomes as shown in FIG. Compared with the case shown in FIG. 11, since the off period is shorter, the gate current rises to 0 A and rises by the on command before returning, so the gate current at turn-on becomes lower.
When an ON command is input from the control circuit 2, the sampling circuit 8 outputs a pulse 8a in a preset period within the turn-on transient period (FIG. 12C).

また、パルス発生回路27は、制御回路2からのオン指令と同時に短いオンパルスを発生させ(図12(d))、該オンパルスの期間だけ、第2のゲート電圧信号23aはコンパレータ23の+端子に入力される。コンパレータ23は、第2のゲート電圧信号23aが所定の第2の閾値電圧23bよりも高いときにHigh信号をパルス波形出力回路22に出力する。この場合、図7で示した場合と同様に、オフ期間が短いためターンオン時のゲート電圧が高めになる。このため、図12(e)に示すように、第2のゲート電圧信号23aは第2の閾値電圧23bを超え、コンパレータ23の出力はHigh信号になり、これを受けてパルス波形出力回路22はキャンセル信号として一定の長さのHighパルス信号を出力する。このHighパルス信号は、サンプリング回路8のパルス8a発生期間を包含する期間で出力され、該Highパルス信号を入力とするNOT回路21の出力は、図12(f)に示すように、パルス8a発生期間を包含する期間でLowであり、このLow信号とサンプリング回路8からのパルス8aとを入力とするNAND回路20の出力は、Highとなる(図12(g))。   The pulse generation circuit 27 generates a short on-pulse simultaneously with the on-command from the control circuit 2 (FIG. 12 (d)), and the second gate voltage signal 23a is applied to the + terminal of the comparator 23 only during the on-pulse period. Entered. The comparator 23 outputs a High signal to the pulse waveform output circuit 22 when the second gate voltage signal 23a is higher than a predetermined second threshold voltage 23b. In this case, similarly to the case shown in FIG. 7, since the off period is short, the gate voltage at the time of turn-on becomes high. For this reason, as shown in FIG. 12 (e), the second gate voltage signal 23a exceeds the second threshold voltage 23b, and the output of the comparator 23 becomes a High signal. A high pulse signal having a certain length is output as a cancel signal. This High pulse signal is output in a period including the pulse 8a generation period of the sampling circuit 8, and the output of the NOT circuit 21 to which the High pulse signal is input is generated as shown in FIG. 12 (f). The period including the period is Low, and the output of the NAND circuit 20 that receives the Low signal and the pulse 8a from the sampling circuit 8 is High (FIG. 12 (g)).

NAND回路20の出力によりスイッチ19が制御されてコンパレータ15の+端子の入力は0となる。またコンパレータ15の−端子には、差動増幅回路30からのゲート電流信号15dが入力され、ゲート電流信号15dは0以上であり、コンパレータ15の出力はLow(異常なし)のままである(図12(h)、図12(i))。   The switch 19 is controlled by the output of the NAND circuit 20, and the input of the + terminal of the comparator 15 becomes zero. The gate current signal 15d from the differential amplifier circuit 30 is input to the negative terminal of the comparator 15, the gate current signal 15d is 0 or more, and the output of the comparator 15 remains Low (no abnormality) (FIG. 12 (h), FIG. 12 (i)).

この実施の形態においても、上記実施の形態1と同様のキャンセル回路6を備えて、制御回路2からのオン指令直後の第2のゲート電圧信号23aを検出してコンパレータ23に入力し、第2のゲート電圧信号23aが所定の第2の閾値電圧23bよりも高いとき、パルス波形出力回路22により一定の長さのHighパルス信号をキャンセル信号として出力する。異常検出回路7aは、ゲート電流信号15dをコンパレータ15で検出して、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみ閾値信号15eと比較して異常検出を行うものであるが、この閾値信号15eは、キャンセル回路7からのHighパルス信号によりキャンセルされる。図12の場合、IGBT1は短絡異常を発生していないが、オフ期間が短いため、ゲート電流は正常時よりも過渡的に低くなり、閾値信号15eよりも低くなるものである。ここでは、キャンセル回路7からのHighパルス信号により閾値信号15eをキャンセルし、即ち、異常検出をキャンセルするため、誤って異常検出するのが回避できる。   Also in this embodiment, the same cancel circuit 6 as in the first embodiment is provided, and the second gate voltage signal 23a immediately after the ON command from the control circuit 2 is detected and input to the comparator 23, and the second When the gate voltage signal 23a is higher than the predetermined second threshold voltage 23b, the pulse waveform output circuit 22 outputs a high pulse signal having a certain length as a cancel signal. The abnormality detection circuit 7a detects the gate current signal 15d by the comparator 15 and performs abnormality detection in comparison with the threshold signal 15e only during the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8. The threshold signal 15e is Canceled by a high pulse signal from the cancel circuit 7. In the case of FIG. 12, the IGBT 1 does not cause a short-circuit abnormality, but since the off period is short, the gate current is transiently lower than normal and lower than the threshold signal 15e. Here, the threshold signal 15e is canceled by the high pulse signal from the cancel circuit 7, that is, the abnormality detection is canceled, so that erroneous detection of the abnormality can be avoided.

次に、IGBT1に短絡異常が発生した場合の動作を図13に基づいて説明する。図13(a)に示す制御信号(オン、オフ指令)が制御回路2から出力され、IGBT1がオンしたときに短絡異常が発生したとすると、ゲート電流は図13(b)のようになる。短絡異常が発生すると、図に示すように、ターンオン時のゲート電流は過渡的に小さくなる。この場合、オフ期間は図11で示した場合と同様に充分長く、制御回路2からのオン指令直後のゲート電圧は正常時と同レベルである。
このため、図13(a)〜図13(g)に示す各部の動作および波形は図11(a)〜図11(g)で示したものと同様となる。即ち、キャンセル回路6はキャンセル信号を発生せず、異常検出回路7aは、ゲート電流信号15dをコンパレータ15で検出して、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみ閾値信号15eと比較して異常検出を行う。この場合、短絡異常のためゲート電流信号15dは閾値信号15eより低く、コンパレータ15は異常信号15fを発生する(図13(h)、図13(i))。
Next, an operation when a short circuit abnormality occurs in the IGBT 1 will be described with reference to FIG. If a control signal (ON / OFF command) shown in FIG. 13A is output from the control circuit 2 and a short circuit abnormality occurs when the IGBT 1 is turned ON, the gate current is as shown in FIG. 13B. When a short circuit abnormality occurs, the gate current at turn-on becomes transiently small as shown in the figure. In this case, the off period is sufficiently long as in the case shown in FIG. 11, and the gate voltage immediately after the on command from the control circuit 2 is at the same level as in the normal state.
For this reason, the operations and waveforms of the respective parts shown in FIGS. 13A to 13G are the same as those shown in FIGS. 11A to 11G. That is, the cancel circuit 6 does not generate a cancel signal, and the abnormality detection circuit 7a detects the gate current signal 15d by the comparator 15 and detects an abnormality by comparing with the threshold signal 15e only during the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8. I do. In this case, because of the short circuit abnormality, the gate current signal 15d is lower than the threshold signal 15e, and the comparator 15 generates the abnormality signal 15f (FIGS. 13 (h) and 13 (i)).

以上のように、この実施の形態では、IGBT1のターンオン過渡期間内で、サンプリング回路8からのパルス8a発生期間のみゲート電流を閾値と比較して異常を検出する異常検出回路7aと、制御回路2からのオン指令直後のゲート電圧が所定値(第2の閾値)を超えるとキャンセル信号を発生するキャンセル回路6とを備え、キャンセル信号が発生されるとパルス8a発生期間にてゲート電流の閾値を発生させず異常検出回路7aによる異常検出が停止されるようにした。このため、IGBT1のオフ期間が短くゲート電圧が下がりきらない状態でオンした場合に、異常検出回路7aによる異常検出が停止され、誤って異常検出するのが回避でき、駆動回路500aの信頼性が向上する。また、誤った異常検出によりIGBT1が遮断されることがないため、IGBT1を用いた回路の動作が安定する。   As described above, in this embodiment, the abnormality detection circuit 7a that detects abnormality by comparing the gate current with the threshold only during the pulse 8a generation period from the sampling circuit 8 within the turn-on transient period of the IGBT 1, and the control circuit 2 And a cancel circuit 6 for generating a cancel signal when the gate voltage immediately after the ON command exceeds a predetermined value (second threshold), and when the cancel signal is generated, the threshold of the gate current is set in the generation period of the pulse 8a. The abnormality detection by the abnormality detection circuit 7a is stopped without being generated. For this reason, when the IGBT 1 is turned on in a state where the off period is short and the gate voltage cannot be lowered, the abnormality detection by the abnormality detection circuit 7a is stopped, and it is possible to avoid erroneous abnormality detection, and the reliability of the drive circuit 500a is improved. improves. Further, since the IGBT 1 is not shut off due to erroneous abnormality detection, the operation of the circuit using the IGBT 1 is stabilized.

実施の形態3.
次に、この発明の実施の形態3による半導体スイッチング素子の駆動回路について説明する。図14は、この発明の実施の形態3によるIGBT1の駆動回路500cの構成を示す。
図14において、前述した実施の形態1の図6と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。この場合、キャンセル回路6の替わりに、異常検出回路7に異常検出を停止させるキャンセル信号を出力する異常検出キャンセル手段としてタイマ回路31を備える。タイマ回路31は、制御回路2からのオフ指令が発生された時点から、所定の一定期間、キャンセル指令となるパルス信号を出力する。
Embodiment 3 FIG.
Next, a driving circuit for a semiconductor switching element according to Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 14 shows a configuration of drive circuit 500c of IGBT 1 according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 14, the same reference numerals as those in FIG. 6 of the first embodiment described above denote the same or corresponding parts, and thus description thereof is omitted. In this case, instead of the cancel circuit 6, a timer circuit 31 is provided as an abnormality detection canceling means for outputting a cancel signal that causes the abnormality detection circuit 7 to stop detecting abnormality. The timer circuit 31 outputs a pulse signal serving as a cancel command for a predetermined period from the time when the off command from the control circuit 2 is generated.

図15は、IGBT1のオフ期間が短い場合における駆動回路500cの動作を説明する各部の波形図をタイムチャートで示したものである。
図15(a)に示す制御信号(オン、オフ指令)が制御回路2から出力されると、IGBT1のゲート電圧は図15(b)のようになる。オフ期間が短いため、ゲート電圧が0Vまで減少する前に再び上昇しているため、ターンオン時のゲート電圧が高くなっている。
サンプリング回路8は、制御回路2からオン指令が入力されると、ターンオンの過渡期間内の予め設定された期間にパルス8aを出力する(図15(c))。
タイマ回路31は、制御信号の立ち下がりエッジ、即ちオフ指令をトリガとして、一定のパルス幅でキャンセル指令パルス31aを出力する。図16に示すように、このキャンセル指令パルス31aのパルス幅は、IGBT1が、ゲート電圧が0Vまで低下してすぐに上昇するように動作した場合において、ゲート電圧が低下し始めるときから、ターンオンの過渡期間中の所定の期間に設定される。
FIG. 15 is a time chart showing the waveform of each part for explaining the operation of the drive circuit 500c when the off period of the IGBT 1 is short.
When the control signal (ON / OFF command) shown in FIG. 15A is output from the control circuit 2, the gate voltage of the IGBT 1 becomes as shown in FIG. Since the off period is short, the gate voltage rises again before decreasing to 0 V, so the gate voltage at turn-on is high.
When an ON command is input from the control circuit 2, the sampling circuit 8 outputs a pulse 8a during a preset period within the turn-on transient period (FIG. 15C).
The timer circuit 31 outputs a cancel command pulse 31a with a constant pulse width using a falling edge of the control signal, that is, an OFF command as a trigger. As shown in FIG. 16, the pulse width of the cancel command pulse 31a is such that when the gate voltage starts to decrease immediately after the IGBT 1 operates to decrease immediately after the gate voltage decreases to 0V, It is set to a predetermined period during the transition period.

この場合、キャンセル指令パルス31aは、サンプリング回路8のパルス8a発生期間を包含する期間で出力され、該パルス31aを入力とするNOT回路21の出力は、図15(e)に示すように、パルス8a発生期間を包含する期間でLowであり、このLow信号とサンプリング回路8からのパルス8aとを入力とするNAND回路20の出力は、Highとなる(図15(f))。NAND回路20の出力によりスイッチ19が制御されてコンパレータ15の+端子の入力は0となるため、+端子の入力は第1の閾値電圧15b以下であり、コンパレータ15の出力はLow(異常なし)のままである(図15(g)、図15(h))。   In this case, the cancel command pulse 31a is output in a period including the generation period of the pulse 8a of the sampling circuit 8, and the output of the NOT circuit 21 having the pulse 31a as an input is a pulse as shown in FIG. The period including the 8a generation period is Low, and the output of the NAND circuit 20 that receives the Low signal and the pulse 8a from the sampling circuit 8 is High (FIG. 15 (f)). Since the switch 19 is controlled by the output of the NAND circuit 20 and the input of the + terminal of the comparator 15 becomes 0, the input of the + terminal is equal to or lower than the first threshold voltage 15b, and the output of the comparator 15 is Low (no abnormality). (FIG. 15 (g), FIG. 15 (h)).

このように、タイマ回路31は、制御回路2からのオフ指令をトリガとして、一定のパルス幅でキャンセル指令パルス31aをキャンセル信号として出力する。このキャンセル指令パルス31aは、オフ期間の長さに応じてサンプリング回路8のパルス8a発生期間と重なる。オフ期間が長くゲート電圧が0Vまで低下してから上昇する場合は、キャンセル指令パルス31aの終了後にサンプリング回路8のパルス8aが発生され、図15で示すようにオフ期間が短い場合は、キャンセル指令パルス31aは、パルス8a発生期間を包含する期間で出力される。
上述したように、異常検出回路7は、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみゲート電圧(第1のゲート電圧信号15a)を検出するものであるが、パルス8aがキャンセル指令パルス31aと重なると、その重なり期間で、ゲート電圧の検出がキャンセルされる。この場合、オフ期間が短いためゲート電圧は正常時よりも過渡的に高くなるが、ゲート電圧の検出をキャンセルして異常検出をキャンセルするため、誤って異常検出するのが回避できる。
In this way, the timer circuit 31 outputs the cancel command pulse 31a as a cancel signal with a constant pulse width, using the OFF command from the control circuit 2 as a trigger. The cancel command pulse 31a overlaps the pulse 8a generation period of the sampling circuit 8 according to the length of the off period. When the off period is long and the gate voltage decreases to 0V and then rises, the pulse 8a of the sampling circuit 8 is generated after the end of the cancel instruction pulse 31a. When the off period is short as shown in FIG. 15, the cancel instruction The pulse 31a is output in a period including the generation period of the pulse 8a.
As described above, the abnormality detection circuit 7 detects the gate voltage (first gate voltage signal 15a) only during the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8, but when the pulse 8a overlaps with the cancel command pulse 31a. In the overlap period, the detection of the gate voltage is cancelled. In this case, since the off period is short, the gate voltage becomes transiently higher than normal. However, since the detection of the gate voltage is canceled and the abnormality detection is cancelled, erroneous detection of the abnormality can be avoided.

なお、オフ期間が長い場合のタイムチャートは便宜上省略したが、キャンセル指令パルス31aの終了後にサンプリング回路8のパルス8aが発生され、IGBT1が正常時および短絡異常時における異常検出回路7の動作は、図7、図9で示したものと同様である。   Although the time chart when the off period is long is omitted for the sake of convenience, the pulse 8a of the sampling circuit 8 is generated after the end of the cancel command pulse 31a, and the operation of the abnormality detection circuit 7 when the IGBT 1 is normal and when the short circuit is abnormal is as follows. This is the same as that shown in FIGS.

上記実施の形態3では、タイマ回路31を用いてキャンセル指令となるキャンセル指令パルス31aを発生させたが、図17に示す駆動回路500cのように、マイコンのCPU32で同様のキャンセル指令32aを作成して、異常検出回路7のNOT回路21に入力しても良い。   In the third embodiment, the cancel command pulse 31a serving as the cancel command is generated using the timer circuit 31, but a similar cancel command 32a is generated by the CPU 32 of the microcomputer as in the drive circuit 500c shown in FIG. Then, it may be input to the NOT circuit 21 of the abnormality detection circuit 7.

実施の形態4.
次に、この発明の実施の形態4による半導体スイッチング素子の駆動回路について説明する。図18は、この発明の実施の形態4によるIGBT1の駆動回路500dの構成を示す。この実施の形態は、上記実施の形態3におけるタイマ回路31を上記実施の形態2に適用したものである。即ち、タイマ回路31は、制御回路2からのオフ指令をトリガとして、一定のパルス幅でキャンセル指令パルス31aをキャンセル信号として出力する。また異常検出回路7aは、ゲート抵抗4の両端電圧を差動増幅回路30に入力してゲート電流を検出してコンパレータ15の−端子に入力し、このゲート電流を閾値と比較することで短絡異常の検出を行う。
Embodiment 4 FIG.
Next, a driving circuit for a semiconductor switching element according to Embodiment 4 of the present invention will be described. FIG. 18 shows a configuration of drive circuit 500d of IGBT 1 according to the fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the timer circuit 31 in the third embodiment is applied to the second embodiment. That is, the timer circuit 31 outputs the cancel command pulse 31a as a cancel signal with a constant pulse width, using the OFF command from the control circuit 2 as a trigger. Further, the abnormality detection circuit 7a inputs the voltage across the gate resistor 4 to the differential amplifier circuit 30, detects the gate current, inputs it to the negative terminal of the comparator 15, and compares this gate current with a threshold value to detect a short circuit abnormality. Detection is performed.

図19は、IGBT1のオフ期間が短い場合における駆動回路500dの動作を説明する各部の波形図をタイムチャートで示したものである。
なお、オフ期間が長い場合のタイムチャートは便宜上省略したが、キャンセル指令パルス31aの終了後にサンプリング回路8のパルス8aが発生され、IGBT1が正常時および短絡異常時における異常検出回路7aの動作は、図11、図13で示したものと同様である。
図19(a)に示す制御信号(オン、オフ指令)が制御回路2から出力されると、IGBT1のゲート電流は図19(b)のようになる。オフ期間が短いため、ゲート電流が0Aまで上昇して戻る前にオン指令により上昇するため、ターンオン時のゲート電流が低くなる。
サンプリング回路8は、制御回路2からオン指令が入力されると、ターンオンの過渡期間内の予め設定された期間にパルス8aを出力する(図19(c))。
タイマ回路31は、制御信号の立ち下がりエッジ、即ちオフ指令をトリガとして、一定のパルス幅でキャンセル指令パルス31aを出力する。
FIG. 19 is a time chart showing the waveform of each part for explaining the operation of the drive circuit 500d when the off-period of the IGBT 1 is short.
Although the time chart when the off period is long is omitted for the sake of convenience, the pulse 8a of the sampling circuit 8 is generated after the end of the cancel command pulse 31a, and the operation of the abnormality detection circuit 7a when the IGBT 1 is normal and when the short circuit is abnormal is as follows. This is the same as that shown in FIGS.
When the control signal (ON / OFF command) shown in FIG. 19A is output from the control circuit 2, the gate current of the IGBT 1 becomes as shown in FIG. 19B. Since the off period is short, the gate current rises to 0 A and rises by an on command before returning, so the gate current at turn-on becomes low.
When an ON command is input from the control circuit 2, the sampling circuit 8 outputs a pulse 8a during a preset period within the turn-on transient period (FIG. 19C).
The timer circuit 31 outputs a cancel command pulse 31a with a constant pulse width using a falling edge of the control signal, that is, an OFF command as a trigger.

この場合、キャンセル指令パルス31aは、サンプリング回路8のパルス8a発生期間を包含する期間で出力され、該パルス31aを入力とするNOT回路21の出力は、図19(e)に示すように、パルス8a発生期間を包含する期間でLowであり、このLow信号とサンプリング回路8からのパルス8aとを入力とするNAND回路20の出力は、Highとなる(図19(f))。
NAND回路20の出力によりスイッチ19が制御されてコンパレータ15の+端子の入力は0となる。またコンパレータ15の−端子には、差動増幅回路30からのゲート電流信号15dが入力され、ゲート電流信号15dは0以上であり、コンパレータ15の出力はLow(異常なし)のままである(図19(g)、図19(h))。
In this case, the cancel command pulse 31a is output in a period including the generation period of the pulse 8a of the sampling circuit 8, and the output of the NOT circuit 21 having the pulse 31a as an input is a pulse as shown in FIG. The period including the 8a generation period is Low, and the output of the NAND circuit 20 that receives the Low signal and the pulse 8a from the sampling circuit 8 is High (FIG. 19F).
The switch 19 is controlled by the output of the NAND circuit 20, and the input of the + terminal of the comparator 15 becomes zero. The gate current signal 15d from the differential amplifier circuit 30 is input to the negative terminal of the comparator 15, the gate current signal 15d is 0 or more, and the output of the comparator 15 remains Low (no abnormality) (FIG. 19 (g), FIG. 19 (h)).

この実施の形態においても、タイマ回路31が出力するキャンセル指令パルス31aは、オフ期間の長さに応じてサンプリング回路8のパルス8a発生期間と重なり、図19で示すようにオフ期間が短い場合は、キャンセル指令パルス31aは、パルス8a発生期間を包含する期間で出力される。異常検出回路7aは、ゲート電流信号15dをコンパレータ15で検出して、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみ閾値信号15eと比較して異常検出を行うものであるが、パルス8aがキャンセル指令パルス31aと重なると、その重なり期間で、閾値信号15eがキャンセルされる。この場合、オフ期間が短いためゲート電流は正常時よりも過渡的に低くなるが、閾値信号15eをキャンセルして異常検出をキャンセルするため、誤って異常検出するのが回避できる。   Also in this embodiment, the cancel command pulse 31a output from the timer circuit 31 overlaps with the pulse 8a generation period of the sampling circuit 8 according to the length of the off period, and when the off period is short as shown in FIG. The cancel command pulse 31a is output in a period including the generation period of the pulse 8a. The abnormality detection circuit 7a detects the gate current signal 15d by the comparator 15 and performs abnormality detection in comparison with the threshold signal 15e only during the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8, but the pulse 8a is a cancel command pulse. When it overlaps with 31a, the threshold signal 15e is canceled in the overlap period. In this case, since the off period is short, the gate current is transiently lower than that in the normal state. However, since the abnormality detection is canceled by canceling the threshold signal 15e, erroneous detection of the abnormality can be avoided.

なお、この場合も、図20に示す駆動回路500eのように、マイコンのCPU32でキャンセル指令パルス31aと同様のキャンセル指令32aを作成して、異常検出回路7aのNOT回路21に入力しても良い。   In this case as well, like the drive circuit 500e shown in FIG. 20, the CPU 32 of the microcomputer may create a cancel command 32a similar to the cancel command pulse 31a and input it to the NOT circuit 21 of the abnormality detection circuit 7a. .

実施の形態5.
次に、この発明の実施の形態5による半導体スイッチング素子の駆動回路について説明する。図21は、この発明の実施の形態5によるIGBT1の駆動回路500fの構成を示す。
図21において、前述した実施の形態2の図10と同一符号は同一または相当部分を示す。この場合、異常検出回路7bは、上記実施の形態2と同様に、ゲート抵抗4の両端電圧を差動増幅回路30に入力してゲート電流を検出してコンパレータ15の−端子に入力し、このゲート電流を閾値と比較することで短絡異常の検出を行う。ここで、コンパレータ15の−端子に入力するゲート電流信号15dをキャンセル回路6のコンパレータ23の+端子にも入力し、異常検出におけるキャンセルの要否を判定させる。
Embodiment 5 FIG.
Next, a driving circuit for a semiconductor switching element according to a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 21 shows a configuration of drive circuit 500f of IGBT 1 according to the fifth embodiment of the present invention.
In FIG. 21, the same reference numerals as those in FIG. 10 of the second embodiment described above denote the same or corresponding parts. In this case, the abnormality detection circuit 7b detects the gate current by inputting the voltage across the gate resistor 4 to the differential amplifier circuit 30 and inputs it to the negative terminal of the comparator 15, as in the second embodiment. A short circuit abnormality is detected by comparing the gate current with a threshold value. Here, the gate current signal 15d input to the negative terminal of the comparator 15 is also input to the positive terminal of the comparator 23 of the cancel circuit 6, and it is determined whether cancellation is necessary for abnormality detection.

図22は、駆動回路500fの動作を説明する各部の波形図をタイムチャートで示したもので、ある。
オン指令が制御回路2から出力されると、IGBT1のゲート電流は図22(a)のようになる。(i)は、オフ指令からオン指令までのオフ期間が長く、しかもIGBT1に異常がない場合、(ii)はオフ期間が短い場合、(iii)はオフ期間が長くIGBT1に短絡異常(アーム短絡)が発生した場合である。
パルス発生回路27は、制御回路2からのオン指令と同時に短いオンパルスを発生させ(図22(b))、該オンパルスの期間だけ、ゲート電流信号15dはコンパレータ23の+端子に入力される。コンパレータ23は、ゲート電流信号15dが所定の閾値よりも高いときにHigh信号をパルス波形出力回路22に出力し、パルス波形出力回路22は、High信号が入力されたときに一定の長さのHighパルス信号を出力する。
FIG. 22 is a time chart showing the waveform of each part for explaining the operation of the drive circuit 500f.
When the ON command is output from the control circuit 2, the gate current of the IGBT 1 becomes as shown in FIG. (i) is a case where the off period from the off command to the on command is long and there is no abnormality in the IGBT 1, (ii) is a case where the off period is short, (iii) is a long off period and a short circuit is abnormal in the IGBT 1 (arm short circuit) ) Occurs.
The pulse generation circuit 27 generates a short ON pulse simultaneously with the ON command from the control circuit 2 (FIG. 22B), and the gate current signal 15d is input to the + terminal of the comparator 23 only during the ON pulse period. The comparator 23 outputs a High signal to the pulse waveform output circuit 22 when the gate current signal 15d is higher than a predetermined threshold, and the pulse waveform output circuit 22 has a certain length of High when the High signal is input. Outputs a pulse signal.

(i)、(iii)のオフ期間が長い場合に、パルス波形出力回路22はHighパルス信号を出力する(図22(c))。
サンプリング回路8は、制御回路2からオン指令が入力されると、ターンオンの過渡期間内の予め設定された期間にパルス8aを出力する(図22(d))。
異常検出回路7bにおいて、キャンセル回路6内のパルス波形出力回路22からのHighパルス信号とサンプリング回路8からのパルス8aとを入力とするNAND回路600の出力は、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみLowとなる(図22(e))。NAND回路600の出力によりスイッチ19が制御され、コンパレータ15の+端子の入力は、NAND回路600の出力High時に0となり、Low時に、抵抗28、29で分圧された制御電圧である閾値信号15eとなる。またコンパレータ15の−端子には、上述したように差動増幅回路30からのゲート電流信号15dが入力される。即ち、サンプリング回路8からのパルス8aの期間のみ、閾値信号15eをコンパレータ15の+端子に入力し、コンパレータ15は、ゲート電流信号15dが閾値信号15eよりも低いときに異常信号を出力する。
When the off periods of (i) and (iii) are long, the pulse waveform output circuit 22 outputs a high pulse signal (FIG. 22 (c)).
When an ON command is input from the control circuit 2, the sampling circuit 8 outputs a pulse 8a during a preset period within the turn-on transition period (FIG. 22D).
In the abnormality detection circuit 7b, the output of the NAND circuit 600 that receives the high pulse signal from the pulse waveform output circuit 22 in the cancel circuit 6 and the pulse 8a from the sampling circuit 8 is the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8. Only becomes Low (FIG. 22E). The switch 19 is controlled by the output of the NAND circuit 600, and the input of the + terminal of the comparator 15 becomes 0 when the output of the NAND circuit 600 is High, and the threshold signal 15e that is a control voltage divided by the resistors 28 and 29 when Low. It becomes. Further, the gate current signal 15 d from the differential amplifier circuit 30 is input to the negative terminal of the comparator 15 as described above. That is, only during the period of the pulse 8a from the sampling circuit 8, the threshold signal 15e is input to the + terminal of the comparator 15, and the comparator 15 outputs an abnormal signal when the gate current signal 15d is lower than the threshold signal 15e.

ここでは、キャンセル回路6から出力されるHighパルス信号は反転キャンセル信号として用いられ、Highパルス信号が発生されずLowのままであれば閾値信号15eは発生されない。
以上のように、この実施の形態では、IGBT1のターンオン過渡期間内で、サンプリング回路8からのパルス8a発生期間のみゲート電流を閾値と比較して異常を検出する異常検出回路7bと、制御回路2からのオン指令直後のゲート電流が閾値を超えると反転キャンセル信号を発生するキャンセル回路7とを備え、反転キャンセル信号が発生されずLowのままのとき、パルス8a発生期間にてゲート電流の閾値を発生させず異常検出回路7bによる異常検出が停止されるようにした。このため、IGBT1のオフ期間が短くゲート電圧が下がりきらない状態でオンした場合に、異常検出回路7bによる異常検出が停止され、誤って異常検出するのが回避でき、駆動回路500fの信頼性が向上する。また、誤った異常検出によりIGBT1が遮断されることがないため、IGBT1を用いた回路の動作が安定する。
Here, the High pulse signal output from the cancel circuit 6 is used as an inversion cancel signal, and the threshold signal 15e is not generated if the High pulse signal is not generated and remains Low.
As described above, in this embodiment, the abnormality detection circuit 7b that detects the abnormality by comparing the gate current with the threshold only during the pulse 8a generation period from the sampling circuit 8 within the turn-on transient period of the IGBT 1, and the control circuit 2 And a cancel circuit 7 for generating an inversion cancel signal when the gate current immediately after the ON command from the counter exceeds the threshold value, and when the inversion cancel signal is not generated and remains low, the threshold value of the gate current is set during the pulse 8a generation period. The abnormality detection by the abnormality detection circuit 7b is stopped without being generated. For this reason, when the IGBT 1 is turned on in a short off period and the gate voltage does not fall down, the abnormality detection by the abnormality detection circuit 7b is stopped, so that erroneous detection of the abnormality can be avoided, and the reliability of the drive circuit 500f is improved. improves. Further, since the IGBT 1 is not shut off due to erroneous abnormality detection, the operation of the circuit using the IGBT 1 is stabilized.

この発明の実施の形態1によるIGBTの駆動回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the drive circuit of IGBT by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるIGBTが適用されるハーフブリッジ回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the half-bridge circuit to which IGBT by Embodiment 1 of this invention is applied. この発明の実施の形態1によるIGBTのスイッチング時のゲート電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the gate voltage waveform at the time of switching of IGBT by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるIGBTの駆動回路の部分詳細図である。It is a partial detail drawing of the drive circuit of IGBT by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるIGBTの駆動回路の別例による部分詳細図である。FIG. 5 is a partial detailed view of another example of the IGBT drive circuit according to the first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1によるIGBTの駆動回路の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the drive circuit of IGBT by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるIGBTの駆動回路の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the drive circuit of IGBT by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるIGBTの駆動回路の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the drive circuit of IGBT by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1によるIGBTの駆動回路の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the drive circuit of IGBT by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2によるIGBTの駆動回路の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the drive circuit of IGBT by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2によるIGBTの駆動回路の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the drive circuit of IGBT by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2によるIGBTの駆動回路の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the drive circuit of IGBT by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2によるIGBTの駆動回路の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the drive circuit of IGBT by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3によるIGBTの駆動回路の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the drive circuit of IGBT by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3によるIGBTの駆動回路の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the drive circuit of IGBT by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3によるタイマ回路の出力パルス幅を示す図である。It is a figure which shows the output pulse width of the timer circuit by Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3の別例によるIGBTの駆動回路の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the drive circuit of IGBT by another example of Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4によるIGBTの駆動回路の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the drive circuit of IGBT by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4によるIGBTの駆動回路の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the drive circuit of IGBT by Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4の別例によるIGBTの駆動回路の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the drive circuit of IGBT by another example of Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態5によるIGBTの駆動回路の詳細構成を示す図である。It is a figure which shows the detailed structure of the drive circuit of IGBT by Embodiment 5 of this invention. この発明の実施の形態5によるIGBTの駆動回路の動作を説明する波形図である。It is a wave form diagram explaining operation | movement of the drive circuit of IGBT by Embodiment 5 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,1a,1b IGBT、2 制御回路、6 キャンセル回路、
7,7a,7b 異常検出回路、8 サンプリング回路、
15a 第1のゲート電圧信号、15b 第1の閾値、15c,15f 異常信号、
15d ゲート電流信号、15e 閾値信号、23a 第2のゲート電圧信号、
23b 第2の閾値、31 異常検出キャンセル手段としてタイマ回路、
31a キャンセル指令パルス、32 CPU、32a キャンセル指令、
500,500a〜500f 駆動回路。
1, 1a, 1b IGBT, 2 control circuit, 6 cancel circuit,
7, 7a, 7b Abnormality detection circuit, 8 sampling circuit,
15a first gate voltage signal, 15b first threshold, 15c, 15f abnormal signal,
15d gate current signal, 15e threshold signal, 23a second gate voltage signal,
23b 2nd threshold value, 31 Timer circuit as anomaly detection cancellation means,
31a cancel command pulse, 32 CPU, 32a cancel command,
500, 500a to 500f Drive circuit.

Claims (7)

外部からの指令に基づいてオン、オフ指令を発生する制御回路を備えて、制御電極によりオンオフ動作が制御される半導体スイッチング素子の駆動回路において、
上記制御回路からオン指令が発生された後、上記制御電極のターンオン過渡期間内の予め設定された期間中、上記制御電極の制御量が閾値範囲を外れると異常を検出する異常検出手段と、上記制御回路からのオン指令発生直後の上記制御電極の制御量が所定範囲を外れると上記異常検出手段による異常検出を停止させる異常検出キャンセル手段とを備えたことを特徴とする半導体スイッチング素子の駆動回路。
In a drive circuit of a semiconductor switching element that includes a control circuit that generates an on / off command based on a command from the outside and whose on / off operation is controlled by a control electrode,
An abnormality detecting means for detecting an abnormality when a control amount of the control electrode is out of a threshold range during a preset period within a turn-on transition period of the control electrode after an on command is generated from the control circuit; A drive circuit for a semiconductor switching element, comprising: abnormality detection canceling means for stopping abnormality detection by the abnormality detection means when the control amount of the control electrode immediately after the ON command from the control circuit is out of a predetermined range .
上記異常検出キャンセル手段は、上記制御回路からのオン指令発生直後の上記制御電極の制御量としての制御電圧を検出し、該制御電圧が所定値よりも高い上記所定範囲外であるとき、上記異常検出手段による異常検出を停止させることを特徴とする請求項1記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The abnormality detection canceling means detects a control voltage as a control amount of the control electrode immediately after the ON command is generated from the control circuit, and when the control voltage is outside the predetermined range higher than a predetermined value, 2. The drive circuit for a semiconductor switching element according to claim 1, wherein abnormality detection by the detection means is stopped. 上記異常検出キャンセル手段は、上記制御回路からのオン指令発生直後の上記制御電極の制御量として該制御電極に流れる電流を検出し、該電流が所定値よりも低い上記所定範囲外であるとき、上記異常検出手段による異常検出を停止させることを特徴とする請求項1記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The abnormality detection canceling means detects a current flowing through the control electrode as a control amount of the control electrode immediately after the ON command is generated from the control circuit, and when the current is outside the predetermined range lower than a predetermined value, 2. The semiconductor switching element drive circuit according to claim 1, wherein abnormality detection by the abnormality detection means is stopped. 外部からの指令に基づいてオン、オフ指令を発生する制御回路を備えて、制御電極によりオンオフ動作が制御される半導体スイッチング素子の駆動回路において、
上記制御回路からオン指令が発生された後、上記制御電極のターンオン過渡期間内の予め設定された期間中、上記制御電極の制御量が閾値範囲を外れると異常を検出する異常検出手段と、上記制御回路からのオン指令発生前のオフ期間の長さに応じて上記異常検出手段による異常検出を停止させる異常検出キャンセル手段とを備えたことを特徴とする半導体スイッチング素子の駆動回路。
In a drive circuit of a semiconductor switching element that includes a control circuit that generates an on / off command based on a command from the outside and whose on / off operation is controlled by a control electrode,
An abnormality detecting means for detecting an abnormality when a control amount of the control electrode is out of a threshold range during a preset period within a turn-on transition period of the control electrode after an on command is generated from the control circuit; A drive circuit for a semiconductor switching element, comprising: abnormality detection canceling means for stopping abnormality detection by the abnormality detection means according to the length of an off period before an on command is generated from the control circuit.
上記異常検出キャンセル手段は、上記制御回路からオフ指令が発生された時点から所定の一定期間、キャンセル指令を発生し、該キャンセル指令の発生期間は、オフ期間の長さに応じて上記異常検出手段が異常を検出する上記予め設定された期間と重なり、該重なる期間にて上記異常検出手段による異常検出を停止させることを特徴とする請求項4記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 The abnormality detection canceling means generates a cancellation command for a predetermined fixed period from the time when the off command is generated from the control circuit, and the generation period of the cancellation command is determined according to the length of the off period. 5. The drive circuit for a semiconductor switching element according to claim 4, wherein an abnormality detection by the abnormality detection means is stopped during the overlapped period for detecting an abnormality. 上記異常検出手段は、上記制御電極の制御量として制御電圧を検出して該制御電圧が閾値を超えると異常を検出することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 6. The semiconductor switching element according to claim 1, wherein the abnormality detecting means detects a control voltage as a control amount of the control electrode, and detects an abnormality when the control voltage exceeds a threshold value. Drive circuit. 上記異常検出手段は、上記制御電極の制御量として該制御電極に流れる電流を検出して該電流が閾値未満であるとき異常を検出することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の半導体スイッチング素子の駆動回路。 6. The abnormality detection unit according to claim 1, wherein the abnormality detection unit detects an abnormality when a current flowing through the control electrode is detected as a control amount of the control electrode, and the current is less than a threshold value. The semiconductor switching element drive circuit.
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