JP5196818B2 - 半導体スイッチング素子のドライブ回路及びx線高電圧装置 - Google Patents
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また、直流電圧源23の電圧をV1とすると、DC−DCコンバータ24の出力電圧V2は、(2)式で求められる。
次に図3の動作を、図4を参照して説明する。図4のS1,S2,S3は、それぞれトランジスタQ1,Q2,Q3のベースに供給される制御信号の波形を示している。
これにより、V2=15V−(−9V)=24V となり、DC−DCコンバータ24のトランジスタQ4のオン・オフ比率を制御して、出力電圧V2として24Vを得るようにする。
11…交流電源
12…整流回路
13…平滑コンデンサ
14…インバータ回路
15…高電圧トランス
16…高電圧整流回路
18…X線管
21a〜21d…半導体スイッチング素子(IGBT)
22a〜22d…ドライブ回路
23…直流電圧源
24…昇圧型DC/DCコンバータ
Ci…入力容量
Q1,Q2,Q3…スイッチ(トランジスタ)
D1…回生用ダイオード
IC1…制御回路
Claims (9)
- ゲート電極と第1の出力電極間に入力容量が形成された半導体スイッチング素子を駆動するドライブ回路において、
第1の直流電圧源からの直流電圧によって動作し、前記半導体スイッチング素子をターン・オン制御する第1の回路と、
前記第1の直流電圧源からの直流電圧を昇圧して第2の直流電圧を生成する第2の直流電圧源と、
前記第2の直流電圧源の出力電圧端子と前記半導体スイッチング素子の前記第1の出力電極間に設けられ、前記半導体スイッチング素子をターン・オフさせる第2の回路と、
前記半導体スイッチング素子のターン・オン時に前記入力容量に蓄積された電荷をターン・オフ時に前記第1の直流電圧源に回生する回生回路と、を具備したことを特徴とする半導体スイッチング素子のドライブ回路。 - 前記半導体スイッチング素子は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタであ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ドライブ回路。
- 前記第2の直流電圧源は、前記第1の直流電圧源からの直流電圧を昇圧する昇圧型DC/DCコンバータで成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ドライブ回路。
- 前記第1の回路は、前記第1の直流電圧源の出力電圧端子と前記半導体スイッチング素子のゲート電極間に接続した第1のスイッチと、前記半導体スイッチング素子の前記第1の出力電極と前記第1の直流電圧源の基準電位端子間に接続した第2のスイッチを有し、
第2の回路は、前記第2の直流電圧源の出力電圧端子と前記半導体スイッチング素子の前記第1の出力電極間に接続された第3のスイッチを有して成り、
前記第1,第2のスイッチのオンによって前記半導体スイッチング素子をターン・オンさせ、前記第1,第2のスイッチのオフ期間に前記第3のスイッチをオンして前記半導体スイッチング素子をターン・オフ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ドライブ回路。 - ゲート電極及び第1,第2の出力電極を有し前記ゲート電極と前記第1の出力電極間に入力容量が形成された半導体スイッチング素子を駆動するドライブ回路であって、
第1の直流電圧源の出力電圧端子と前記半導体スイッチング素子のゲート電極間に主導電路が接続され、この主導電路と並列に逆極性のダイオードが接続された第1のトランジスタと、
前記半導体スイッチング素子の前記第1の出力電極と前記第1の直流電圧源の基準電位端子間に主導電路が接続された第2のトランジスタと、
前記第1の直流電圧源からの直流電圧を昇圧して第2の直流電圧を生成する第2の直流電圧源と、
前記第2の直流電圧源の出力電圧端子と前記半導体スイッチング素子の前記第1の出力電極間に主導電路が接続された第3のトランジスタと、
前記第1及び第2のトランジスタと、前記第3のトランジスタを交互にオン・オフ制御する制御回路と、を具備し、
前記第1及び第2のトランジスタの導通によって前記半導体スイッチング素子をターン・オンさせて前記入力容量を充電し、前記第3のトランジスタの導通によって前記半導体スイッチング素子をターン・オフさせて前記入力容量の充電電荷を前記ダイオードを介して前記第1の直流電圧源に回生することを特徴とする半導体スイッチング素子のドライブ回路。 - 前記半導体スイッチング素子は、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ(IGBT)であることを特徴とする請求項5記載の半導体スイッチング素子のドライブ回路。
- 前記第2の直流電圧源は、前記第1の直流電圧源からの直流電圧を昇圧する昇圧型DC/DCコンバータで成ることを特徴とする請求項5記載の半導体スイッチング素子のドライブ回路。
- 交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換する直流電源部と、
複数の半導体スイッチング素子を含み、これら複数の半導体スイッチング素子をオン・オフ制御して前記直流電源部からの直流電圧を交流電圧に変換して出力するインバータ回路と、
前記インバータ回路からの交流出力電圧を昇圧する高電圧トランスと、
前記高電圧トランスの出力電圧を直流電圧に変換してX線管に供給する高電圧整流回路とから成り、
前記インバータ回路の複数の半導体スイッチング素子をそれぞれ駆動するため、請求項1又は請求項5に記載のドライブ回路を用いたことを特徴とするX線高電圧装置。 - 前記インバータ回路は、
前記直流電源部の直流電圧端子と基準電位端子間に接続された、第1,第2半導体スイッチング素子で成る直列回路と、第3,第4半導体スイッチング素子で成る直列回路とを具備し、
第1,第2半導体スイッチング素子の接続点と、前記第3,第4半導体スイッチング素子の接続点との間に前記高電圧トランスの一次巻線を接続し、
前記第1,第4の半導体スイッチング素子と、前記第2,第3の半導体スイッチング素子を交互にオン・オフ制御することを特徴とする請求項8記載のX線高電圧装置。
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