JP5700095B2 - Power device control circuit and IPM using the same - Google Patents

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Description

本発明はパワーデバイスのゲート電圧を制御するパワーデバイス制御回路およびそれを用いたIPMに関する。   The present invention relates to a power device control circuit for controlling a gate voltage of a power device and an IPM using the power device control circuit.

大電流を制御する場合は高耐圧を要するためIGBT(Insulated bipolar Transistor)やMOSFETなどのパワーデバイスが多用される。パワーデバイスは電圧駆動または電流駆動によりオンオフの制御が行われる。パワーデバイスのオンオフの制御を行う部分はパワーデバイス制御回路と呼ばれる。   When controlling a large current, a high breakdown voltage is required, and power devices such as IGBTs (Insulated Bipolar Transistors) and MOSFETs are often used. The power device is on / off controlled by voltage driving or current driving. The part that controls on / off of the power device is called a power device control circuit.

パワーデバイス制御回路は、dv/dtとスイッチングロスを低減するようにパワーデバイスを制御することが望ましい。ここで、dv/dtとはゲート電圧の時間変化量のことである。dv/dtが大きくなるとEMIノイズ(Electromagnetic Interference)が大きくなる。EMIノイズは電子機器の制御を妨害するものであるため抑制しなければならない。一方、スイッチングロスとはパワーデバイスをターンオン、ターンオフする際に生じる電力ロスのことである。スイッチングロスは低消費電力化の観点から抑制しなければならない。   The power device control circuit desirably controls the power device so as to reduce dv / dt and switching loss. Here, dv / dt is a time change amount of the gate voltage. As dv / dt increases, EMI noise (Electromagnetic Interference) increases. Since EMI noise interferes with control of electronic equipment, it must be suppressed. On the other hand, the switching loss is a power loss that occurs when the power device is turned on and off. Switching loss must be suppressed from the viewpoint of lower power consumption.

たとえば、特許文献1にはdv/dtを高速化しスイッチング損失を低減するパワーデバイス制御回路が開示される。特許文献1に開示のパワーデバイス制御回路はスイッチング素子(パワーデバイス)の主回路電流とゲート電圧を検出する。そして、主回路電流が大きい場合で、かつ、ゲート電圧がミラー期間の間にゲート抵抗を低減させる(特許文献1明細書段落0014)。これにより、スイッチング素子の大電流駆動時にもdi/dt、dv/dtを高速化することができ、スイッチング損失も低減できる。なお特許文献1ではパワーデバイス制御回路をゲート駆動回路または駆動回路と表現している。   For example, Patent Document 1 discloses a power device control circuit that speeds up dv / dt and reduces switching loss. The power device control circuit disclosed in Patent Document 1 detects a main circuit current and a gate voltage of a switching element (power device). Then, when the main circuit current is large, and the gate voltage reduces the gate resistance during the mirror period (paragraph 0014 of Patent Document 1). As a result, di / dt and dv / dt can be speeded up even when the switching element is driven with a large current, and the switching loss can be reduced. In Patent Document 1, the power device control circuit is expressed as a gate drive circuit or a drive circuit.

特開2007−228447号公報JP 2007-228447 A 特開平02−280675号公報Japanese Patent Laid-Open No. 02-280675 特開平11−262243号公報JP-A-11-262243 特開2000−232347号公報JP 2000-232347 A 特開2005−065029号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-065029 特開2006−324963号公報JP 2006-324963 A 特開2008−029059号公報JP 2008-029059 A 特開2008−182835号公報JP 2008-182835 A 特開2008−092663号公報JP 2008-092663 A

電圧駆動のパワーデバイスの場合、dv/dtを低減してEMIを抑制するためにはゲート抵抗を大きくすることが多い。また、電流駆動のパワーデバイスの場合は駆動電流を小さくすることが多い。ここで、dv/dtとスイッチングロスの関係について図10を参照して説明する。図10はIGBTのVg、Ic、Vce、スイッチングロスの波形を説明する図である。図10において実線はdv/dtが大きい場合であり、破線はdv/dtが小さい場合である。dv/dtを高めるとEMIノイズは増大するがスイッチングは短期間で終わる。よってスイッチングロスは小さい。一方、dv/dtを低減するとミラー期間が延びスイッチングがゆっくり行われる。よってEMIノイズの問題は抑制されるがスイッチングロスが増大する。つまり、dv/dt低減とスイッチングロス低減はトレードオフの関係にある。そのため、EMIノイズの低減とスイッチングロスの低減を一緒に実現することは困難であるという問題があった。   In the case of a voltage-driven power device, the gate resistance is often increased in order to reduce dv / dt and suppress EMI. In the case of a current-driven power device, the drive current is often reduced. Here, the relationship between dv / dt and switching loss will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining the waveforms of IGBT Vg, Ic, Vce, and switching loss. In FIG. 10, the solid line is when dv / dt is large, and the broken line is when dv / dt is small. When dv / dt is increased, EMI noise increases, but switching ends in a short period. Therefore, the switching loss is small. On the other hand, when dv / dt is reduced, the mirror period is extended and switching is performed slowly. Therefore, the problem of EMI noise is suppressed, but the switching loss increases. That is, dv / dt reduction and switching loss reduction are in a trade-off relationship. Therefore, there is a problem that it is difficult to realize the reduction of EMI noise and the reduction of switching loss together.

ところで、特許文献1に記載のパワーデバイス制御回路ではゲート電圧を制御に利用する。具体的にはゲート電圧判定機52なる部分を備える。そして、ゲート電圧がミラー期間における電圧であるか判定する。ここで、パワーデバイスのゲート電圧はMOSFET、IGBTの場合それぞれ10〜12V、15V程度である。ところが、パワーデバイス制御回路の動作電圧は数Vであることが多い。したがって、特許文献1に記載のパワーデバイス制御回路でゲート電圧の制御を行うためにはレベルシフト回路が必要となる。よって特許文献1に記載の方法では制御が複雑になるなどの問題があった。   Incidentally, in the power device control circuit described in Patent Document 1, the gate voltage is used for control. More specifically, a gate voltage determination unit 52 is provided. Then, it is determined whether the gate voltage is a voltage in the mirror period. Here, the gate voltage of the power device is about 10 to 12 V and 15 V in the case of MOSFET and IGBT, respectively. However, the operating voltage of the power device control circuit is often several volts. Therefore, in order to control the gate voltage with the power device control circuit described in Patent Document 1, a level shift circuit is required. Therefore, the method described in Patent Document 1 has problems such as complicated control.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、簡素な構成でEMIノイズとスイッチングロスを抑制できるパワーデバイス制御回路およびそれを用いたIPMを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a power device control circuit capable of suppressing EMI noise and switching loss with a simple configuration, and an IPM using the power device control circuit.

本願の発明にかかるパワーデバイス制御回路は、パワーデバイスにゲート駆動信号を伝送するパワーデバイス制御回路であって、該パワーデバイスのゲートと接続された複数の駆動素子を有する駆動回路と、該パワーデバイスのゲート電圧のアナログ値をデジタル化してゲート電圧デジタル値に変換する変換回路と、一定のばらつきを有する該パワーデバイスの現実の閾値をデジタル化して閾値デジタルデータとして記憶した閾値設定回路と、該ゲート電圧デジタル値と該閾値デジタルデータとを比較して該駆動回路の駆動能力の切り替えを行う比較回路と、該パワーデバイスの温度を測定する温度センサと、該温度センサで測定した温度をデジタル化しデジタル温度値に変換する温度変換回路と、を備え、該閾値設定回路には該パワーデバイスの温度に対応した複数の閾値デジタルデータが記憶され、該比較回路は、該複数の閾値デジタルデータのなかから該デジタル温度値に対応した閾値デジタルデータを選択し該ゲート電圧デジタル値と比較することを特徴とする。
本願の発明にかかる他のパワーデバイス制御装置は、パワーデバイスにゲート駆動信号を伝送するパワーデバイス制御回路であって、該パワーデバイスのゲートと接続された複数の駆動素子を有する駆動回路と、該パワーデバイスのゲート電圧のアナログ値をデジタル化してゲート電圧デジタル値に変換する変換回路と、一定のばらつきを有する該パワーデバイスの現実の閾値をデジタル化して閾値デジタルデータとして記憶した閾値設定回路と、該ゲート電圧デジタル値と該閾値デジタルデータとを比較して該駆動回路の駆動能力の切り替えを行う比較回路と、該パワーデバイスの通流電流を測定する電流検出素子と、該電流検出素子により測定された通流電流をデジタル化しデジタル通流電流値に変換する通流電流変換回路と、を備え、該閾値設定回路には該パワーデバイスの通流電流に対応した複数の閾値デジタルデータが記憶され、該比較回路は、該複数の閾値デジタルデータのなかから該デジタル通流電流値に対応した閾値デジタルデータを選択し該ゲート電圧デジタル値と比較することを特徴とする。
A power device control circuit according to the invention of the present application is a power device control circuit that transmits a gate drive signal to a power device, the drive device having a plurality of drive elements connected to the gate of the power device, and the power device A conversion circuit that digitizes an analog value of the gate voltage of the power device and converts it into a digital value of the gate voltage, a threshold setting circuit that digitizes an actual threshold value of the power device having a certain variation and stores it as threshold digital data, A comparison circuit that compares the voltage digital value and the threshold digital data to switch the drive capability of the drive circuit, a temperature sensor that measures the temperature of the power device, and a digital that digitizes the temperature measured by the temperature sensor A temperature conversion circuit for converting the temperature value into a temperature value, and the threshold setting circuit includes the power device. A plurality of threshold digital data corresponding to the temperature of the memory is stored, and the comparison circuit selects threshold digital data corresponding to the digital temperature value from the plurality of threshold digital data and compares it with the gate voltage digital value. It is characterized by that.
Another power device control apparatus according to the invention of the present application is a power device control circuit that transmits a gate drive signal to a power device, the drive circuit having a plurality of drive elements connected to the gate of the power device, A conversion circuit that digitizes an analog value of the gate voltage of the power device and converts it to a digital value of the gate voltage; a threshold setting circuit that digitizes an actual threshold value of the power device having a certain variation and stores it as threshold digital data; A comparison circuit that switches the drive capability of the drive circuit by comparing the digital value of the gate voltage and the threshold digital data, a current detection element that measures the current flowing through the power device, and a measurement by the current detection element A current conversion circuit that digitizes the converted current and converts it into a digital current value, The threshold setting circuit stores a plurality of threshold digital data corresponding to the conduction current of the power device, and the comparison circuit selects the threshold digital data corresponding to the digital conduction current value from the plurality of threshold digital data. Is selected and compared with the digital value of the gate voltage.

本願の発明にかかるIPMは上述のパワーデバイス制御回路の全体または一部を制御ICまたはマイコンに内蔵したことを特徴とする。   The IPM according to the invention of the present application is characterized in that the whole or a part of the power device control circuit described above is built in a control IC or a microcomputer.

本願の発明にかかる他のIPMは該パワーデバイスの一部に形成されたSiCを材料とするダイオードと、上述のパワーデバイス制御回路とを備えたことを特徴とする。   Another IPM according to the invention of the present application is characterized by including a diode made of SiC formed in a part of the power device and the power device control circuit described above.

本発明によれば、EMIノイズとスイッチングロスを抑制したパワーデバイス制御回路およびそれを用いたIPMを簡素な構成により製造できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power device control circuit which suppressed EMI noise and switching loss, and IPM using the same can be manufactured by simple structure.

実施形態1のIPMの構成を説明する概念図である。2 is a conceptual diagram illustrating a configuration of an IPM according to Embodiment 1. FIG. パワーデバイス制御回路の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of a power device control circuit. ゲート波形について説明する図である。It is a figure explaining a gate waveform. パワーデバイスの温度を考慮した制御について説明する図である。It is a figure explaining the control which considered the temperature of the power device. パワーデバイスの通流電流を考慮した制御について説明する図である。It is a figure explaining the control which considered the flowing current of the power device. 実施形態2の駆動回路であって、抵抗素子を備える駆動回路について説明する図である。It is a drive circuit of Embodiment 2, and is a diagram for explaining a drive circuit including a resistance element. MOSFETを備える駆動回路について説明する図である。It is a figure explaining a drive circuit provided with MOSFET. 実施形態3の駆動回路であって、2の抵抗素子を備える駆動回路について説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a drive circuit according to a third embodiment, the drive circuit including two resistance elements. 2のMOSFETを備える駆動回路について説明する図である。It is a figure explaining a drive circuit provided with 2 MOSFET. 課題を説明する図である。It is a figure explaining a subject.

実施の形態1
本実施形態は図1−5を参照して説明する。なお、同一材料または同一、対応する構成要素には同一の符号を付して複数回の説明を省略する場合がある。他の実施形態でも同様である。
Embodiment 1
This embodiment will be described with reference to FIGS. In some cases, the same material or the same and corresponding components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted a plurality of times. The same applies to other embodiments.

図1は本実施形態のパワーデバイス制御回路およびそれを用いたIPMの概念図である。図1にはパワーデバイス制御回路10とパワーデバイス12が表されている。パワーデバイス制御回路10とパワーデバイス12をまとめてIPMと称することがある。パワーデバイス制御回路10はIGBT26にゲート駆動信号を伝送する回路である。一方、パワーデバイス12はIGBT26とダイオード28を備える。以後、パワーデバイス制御回路10の構成について説明する。   FIG. 1 is a conceptual diagram of a power device control circuit of this embodiment and an IPM using the same. FIG. 1 shows a power device control circuit 10 and a power device 12. The power device control circuit 10 and the power device 12 may be collectively referred to as IPM. The power device control circuit 10 is a circuit that transmits a gate drive signal to the IGBT 26. On the other hand, the power device 12 includes an IGBT 26 and a diode 28. Hereinafter, the configuration of the power device control circuit 10 will be described.

パワーデバイス制御回路10は変換回路14を備える。変換回路14はIGBT26のゲート配線と接続され、ゲート電圧をモニタする。さらに、変換回路14はゲート電圧をアナログ値からデジタル値へ変換する。以後、変換回路14でデジタル値に変換されたゲート電圧は「ゲート電圧デジタル値」と称する。   The power device control circuit 10 includes a conversion circuit 14. The conversion circuit 14 is connected to the gate wiring of the IGBT 26 and monitors the gate voltage. Further, the conversion circuit 14 converts the gate voltage from an analog value to a digital value. Hereinafter, the gate voltage converted into a digital value by the conversion circuit 14 is referred to as a “gate voltage digital value”.

さらに、パワーデバイス制御回路10は閾値設定回路18を備える。閾値設定回路18は記憶装置と読み出し回路から構成される。記憶装置には、IGBT26の閾値がデジタルデータとして保存される。記憶装置にはたとえばEPROMやFlashメモリが用いられる。以後、閾値設定回路18に保存されたIGBT26の閾値のデジタルデータを「閾値デジタルデータ」と称する。   Further, the power device control circuit 10 includes a threshold setting circuit 18. The threshold setting circuit 18 includes a storage device and a reading circuit. In the storage device, the threshold value of the IGBT 26 is stored as digital data. For example, EPROM or Flash memory is used as the storage device. Hereinafter, the threshold digital data of the IGBT 26 stored in the threshold setting circuit 18 is referred to as “threshold digital data”.

さらに、パワーデバイス制御回路10は比較回路16を備える。比較回路16はゲート電圧デジタル値と閾値デジタルデータとを比較して後述する駆動回路20の駆動能力の切り替えを行う部分である。比較回路16は変換回路14および閾値設定回路18と接続される。また、比較回路16は駆動回路20の駆動能力を切り替えるために駆動回路20に接続される。なお、比較回路16の動作については後述する。   Further, the power device control circuit 10 includes a comparison circuit 16. The comparison circuit 16 is a portion that compares the gate voltage digital value and the threshold digital data to switch the drive capability of the drive circuit 20 described later. The comparison circuit 16 is connected to the conversion circuit 14 and the threshold setting circuit 18. The comparison circuit 16 is connected to the drive circuit 20 in order to switch the drive capability of the drive circuit 20. The operation of the comparison circuit 16 will be described later.

さらに、パワーデバイス制御回路10は駆動回路20を備える。駆動回路20は複数の駆動素子22を有する。複数の駆動素子22はIGBT26のゲートに並列に接続される。駆動回路20の駆動能力は比較回路16の制御対象である。すなわち、比較回路16からの制御により複数の駆動素子22のうちいくつの駆動素子を利用するかが定められる。
本実施形態のパワーデバイス制御回路10は上述の構成である。以後、図2を参照してパワーデバイス制御回路10の動作について説明する。
Further, the power device control circuit 10 includes a drive circuit 20. The drive circuit 20 has a plurality of drive elements 22. The plurality of drive elements 22 are connected in parallel to the gate of the IGBT 26. The drive capability of the drive circuit 20 is a control target of the comparison circuit 16. In other words, the number of drive elements to be used among the plurality of drive elements 22 is determined by the control from the comparison circuit 16.
The power device control circuit 10 of the present embodiment has the above-described configuration. Hereinafter, the operation of the power device control circuit 10 will be described with reference to FIG.

図2はIGBT26のターンオンの際のパワーデバイス制御回路10の動作を説明するフローチャートである。まずステップ50にて、変換回路14がIGBT26のゲート電圧の値を取得する。ゲート電圧の値の取得は、変換回路14とゲート配線を接続する配線により行われる。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation of the power device control circuit 10 when the IGBT 26 is turned on. First, at step 50, the conversion circuit 14 acquires the value of the gate voltage of the IGBT 26. Acquisition of the value of the gate voltage is performed by wiring connecting the conversion circuit 14 and the gate wiring.

次いで、ステップ52へと処理が進められる。ステップ52では、変換回路14はゲート電圧をアナログ値からデジタル値へAD変換する。これによりゲート電圧デジタル値が得られる。ここで、比較回路16はたとえばマイコンなどの低耐圧制御回路である。よって典型的には12V程度であるIGBT26のゲート電圧をそのまま比較回路16に入力することはできない。そのため、ゲート電圧デジタル値は比較回路16で取り扱うことができる程度の電圧となるようにAD変換が行われる。   Next, the process proceeds to step 52. In step 52, the conversion circuit 14 AD converts the gate voltage from an analog value to a digital value. Thereby, a gate voltage digital value is obtained. Here, the comparison circuit 16 is a low breakdown voltage control circuit such as a microcomputer. Therefore, the gate voltage of the IGBT 26, which is typically about 12V, cannot be input to the comparison circuit 16 as it is. Therefore, AD conversion is performed so that the gate voltage digital value becomes a voltage that can be handled by the comparison circuit 16.

次いでステップ54へと処理が進められる。ステップ54では、比較回路16にてゲート電圧デジタル値と閾値デジタルデータとが比較される。ここで、前述のとおり、比較回路16は低耐圧制御回路である。しかしながらゲート電圧デジタル値と閾値デジタルデータはいずれもデジタル信号であるから、比較回路はこれらをそのまま使うことができる。ゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータより低い場合は再度ステップ50へ戻る。一方、ゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータ以上であるときはステップ56へ処理が進められる。なお、ゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータより低い場合は複数の駆動素子22のいくつかは未使用である。   Next, the process proceeds to step 54. In step 54, the comparison circuit 16 compares the gate voltage digital value with the threshold digital data. Here, as described above, the comparison circuit 16 is a low breakdown voltage control circuit. However, since the gate voltage digital value and the threshold digital data are both digital signals, the comparison circuit can use them as they are. If the gate voltage digital value is lower than the threshold digital data, the process returns to step 50 again. On the other hand, when the gate voltage digital value is equal to or greater than the threshold digital data, the process proceeds to step 56. When the gate voltage digital value is lower than the threshold digital data, some of the plurality of drive elements 22 are unused.

ステップ56について説明する。ステップ56では、比較回路16が駆動回路20の駆動能力を高めるように駆動回路20を制御する。すなわち、ステップ56では 比較回路16の制御により複数の駆動素子22のうち未使用であった駆動素子のいくつかがオン状態とされる。これにより、駆動回路20の駆動能力が高まり、IGBT26のゲート電圧のdV/dtが高められる。換言すれば、ステップ56ではIGBT26のスイッチング速度が加速される。なお、ここでは使用する駆動素子の数を増やすことで駆動能力を向上させた。しかしながら使用する駆動素子の切り替えにより駆動能力を増大させてもよい。   Step 56 will be described. In step 56, the comparison circuit 16 controls the drive circuit 20 so as to enhance the drive capability of the drive circuit 20. That is, in step 56, some of the unused drive elements among the plurality of drive elements 22 are turned on by the control of the comparison circuit 16. Thereby, the drive capability of the drive circuit 20 is increased, and the gate voltage dV / dt of the IGBT 26 is increased. In other words, at step 56, the switching speed of the IGBT 26 is accelerated. Here, the driving capability is improved by increasing the number of driving elements used. However, the driving capability may be increased by switching the driving element to be used.

図2のフローチャートに基づいてパワーデバイス制御回路10を動作させると、図3の実線のようなゲート波形が得られる。図3について説明する。図3においてゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータに到達する前の区間は区間1である。区間1においてはdv/dtが小さい状態で制御が行われる。これは、駆動回路20の駆動能力が低い状態である。そして、ゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータと同等となる区間が区間2である。区間2はミラー期間である。前述のとおり、区間2では駆動回路20の駆動能力が高められる。よって区間1と同等の駆動能力で制御継続した場合と比較してミラー期間は短縮される。ここで、図3における一点破線の波形は一定の駆動能力を維持してIGBTのターンオン動作を行ったときのゲート波形である。   When the power device control circuit 10 is operated based on the flowchart of FIG. 2, a gate waveform as shown by the solid line in FIG. 3 is obtained. With reference to FIG. In FIG. 3, the section before the gate voltage digital value reaches the threshold digital data is section 1. In section 1, control is performed with dv / dt being small. This is a state where the drive capability of the drive circuit 20 is low. A section in which the gate voltage digital value is equivalent to the threshold digital data is section 2. Section 2 is a mirror period. As described above, in the section 2, the drive capability of the drive circuit 20 is increased. Therefore, the mirror period is shortened as compared with the case where the control is continued with the driving capability equivalent to that of the section 1. Here, the dashed-dotted waveform in FIG. 3 is a gate waveform when the IGBT is turned on while maintaining a constant driving capability.

そして、ゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータより高い区間が区間3である。区間3では駆動回路20の駆動能力が高められた状態が維持される。よって区間3は区間1よりdv/dtの高い区間である。
本実施形態のパワーデバイス制御回路10の動作は上述のとおりである。
A section in which the gate voltage digital value is higher than the threshold digital data is section 3. In the section 3, the state in which the drive capability of the drive circuit 20 is increased is maintained. Therefore, section 3 is a section having a higher dv / dt than section 1.
The operation of the power device control circuit 10 of this embodiment is as described above.

本実施形態のパワーデバイス制御回路10を用いれば、EMIノイズとスイッチングロスを抑制できる。すなわち、ゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータより低い段階ではdv/dtの低い状態を維持するためEMIノイズが抑制される。一方ゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータ以上となると駆動回路20の駆動能力が高められる。よってミラー期間が短縮され、かつ、その後のスイッチングも加速されるからスイッチングロスが抑制される。このように、本実施形態のパワーデバイス制御回路10の構成によればIGBT26のゲート波形を最適化できる。   If the power device control circuit 10 of this embodiment is used, EMI noise and switching loss can be suppressed. That is, EMI noise is suppressed in order to maintain a low dv / dt state when the gate voltage digital value is lower than the threshold digital data. On the other hand, when the gate voltage digital value is equal to or greater than the threshold digital data, the drive capability of the drive circuit 20 is enhanced. Therefore, since the mirror period is shortened and the subsequent switching is accelerated, the switching loss is suppressed. Thus, according to the configuration of the power device control circuit 10 of the present embodiment, the gate waveform of the IGBT 26 can be optimized.

本実施形態のパワーデバイス制御回路10を用いれば、簡素な構成で容易にEMIノイズとスイッチングロスの抑制ができる。本実施形態では比較回路16が利用するゲート電圧デジタル値と閾値デジタルデータはいずれもデジタル化されている。よって、IGBT26のゲート電圧を、レベルシフト回路などを用いることなしに駆動回路20の制御に利用することができる。ゆえに、簡素な構成で容易にEMIノイズとスイッチングロスを抑制できる。また、変換回路14で生成したゲート電圧デジタル値をほかの制御に応用することもできる。ゆえに、ゲート電圧の値をアナログ値のまま用いた場合と比較して制御性、応用性の面で優れる。   If the power device control circuit 10 of this embodiment is used, EMI noise and switching loss can be easily suppressed with a simple configuration. In the present embodiment, both the gate voltage digital value and the threshold digital data used by the comparison circuit 16 are digitized. Therefore, the gate voltage of the IGBT 26 can be used for controlling the drive circuit 20 without using a level shift circuit or the like. Therefore, EMI noise and switching loss can be easily suppressed with a simple configuration. The gate voltage digital value generated by the conversion circuit 14 can also be applied to other controls. Therefore, it is superior in terms of controllability and applicability as compared with the case where the gate voltage value is used as it is.

本実施形態のパワーデバイス制御回路10を用いれば、閾値の微調整が可能となる。すなわち、閾値デジタルデータの調整ビット数を増加させる。そして、閾値デジタルデータをより現実の閾値と一致させるように微調整する。たとえば微調整は、製造ばらつきなどにより一定のばらつきを有する現実の閾値と閾値デジタルデータを一致させるように行う。これにより精度の高い制御を実行できる。このような微調整は閾値の情報(閾値デジタルデータ)がデジタル化されているから可能となるものである。   If the power device control circuit 10 of the present embodiment is used, the threshold value can be finely adjusted. That is, the number of adjustment bits of the threshold digital data is increased. Then, the threshold digital data is finely adjusted so as to match the actual threshold. For example, the fine adjustment is performed so that an actual threshold value having a certain variation due to manufacturing variation or the like matches the threshold digital data. Thereby, highly accurate control can be performed. Such fine adjustment is possible because threshold information (threshold digital data) is digitized.

本実施形態のパワーデバイス制御回路10を用いれば、ひとつのパワーデバイス制御回路で複数のパワーデバイスの制御を成しうる。この場合、パワーデバイス制御回路は多様な閾値を有するパワーデバイスのそれぞれについての閾値デジタルデータを保存する。そして、多様な閾値を有するパワーデバイスのそれぞれについてゲート電圧デジタル値を生成する。このようにすれば、ひとつのパワーデバイス制御回路で複数のパワーデバイスの制御が可能となる。   If the power device control circuit 10 of the present embodiment is used, a plurality of power devices can be controlled by a single power device control circuit. In this case, the power device control circuit stores threshold digital data for each power device having various thresholds. Then, a gate voltage digital value is generated for each power device having various threshold values. In this way, it is possible to control a plurality of power devices with one power device control circuit.

本実施形態のパワーデバイス制御回路10を用いれば、パワーデバイス制御回路またはIPMの検証(テスト)を容易化できる。本実施形態の閾値設定回路18はIGBT26の閾値のデータをデジタル化した閾値デジタルデータを保存している。そのため、部品の付け替えなどによる回路構成部品の変更を要せずにパワーデバイス制御回路またはIPMの検証(テスト)が可能となる。   If the power device control circuit 10 of the present embodiment is used, verification (test) of the power device control circuit or the IPM can be facilitated. The threshold setting circuit 18 of the present embodiment stores threshold digital data obtained by digitizing the threshold data of the IGBT 26. Therefore, it is possible to verify (test) the power device control circuit or the IPM without the need to change the circuit components by changing parts.

以後、本実施形態の変形例について説明する。
たとえば、図4に示すパワーデバイス制御回路100を用いると本発明の効果を高めることができる。図4に示すパワーデバイス制御回路100はパワーデバイス12の温度を駆動回路20の制御に反映する点に特徴がある。図4に示すとおり、パワーデバイス12を構成するチップにオンチップダイオード114が搭載される。オンチップダイオード114によりパワーデバイス12の温度が測定される。測定した温度は温度変換回路112にてデジタル温度値に変換される。また、温度レベル閾値設定回路110には温度レベル閾値が保存される。温度レベル閾値設定回路110は閾値設定回路18とともに閾値設定部分106に配置される。パワーデバイス制御回路100にはさらに、デジタル温度値と温度レベル閾値を比較する温度比較回路104が配置される。
Hereinafter, modifications of the present embodiment will be described.
For example, when the power device control circuit 100 shown in FIG. 4 is used, the effect of the present invention can be enhanced. The power device control circuit 100 shown in FIG. 4 is characterized in that the temperature of the power device 12 is reflected in the control of the drive circuit 20. As shown in FIG. 4, an on-chip diode 114 is mounted on a chip constituting the power device 12. The temperature of the power device 12 is measured by the on-chip diode 114. The measured temperature is converted into a digital temperature value by the temperature conversion circuit 112. The temperature level threshold setting circuit 110 stores the temperature level threshold. The temperature level threshold setting circuit 110 is arranged in the threshold setting part 106 together with the threshold setting circuit 18. The power device control circuit 100 further includes a temperature comparison circuit 104 that compares the digital temperature value with the temperature level threshold.

図4の構成ではゲート電圧のデジタル化処理なども行われるが上述したので省略する。ただし、閾値設定回路18にはパワーデバイスの温度が高い場合の閾値デジタルデータ(高温用閾値デジタルデータ)とパワーデバイスの温度が低い場合の閾値デジタルデータ(低温用閾値デジタルデータ)が保存される。つまり、閾値設定回路18には2種類の閾値デジタルデータが保存されているものとする。   In the configuration of FIG. 4, digitization processing of the gate voltage is also performed, but the description thereof is omitted here. However, the threshold setting circuit 18 stores threshold digital data when the temperature of the power device is high (high-temperature threshold digital data) and threshold digital data when the power device is low (low-temperature threshold digital data). That is, it is assumed that the threshold setting circuit 18 stores two types of threshold digital data.

温度比較回路104ではデジタル温度値と温度レベル閾値が比較されてその比較結果が駆動回路20の制御に反映される。具体的には、温度比較回路104の比較結果により閾値設定回路18に保存された2種類の閾値デジタルデータのいずれを用いるか選択される。デジタル温度値が温度レベル閾値よりも高い場合は高温用閾値デジタルデータが用いられる。デジタル温度値が温度レベル閾値よりも低い場合は低温用閾値デジタルデータが用いられる。よって、比較回路16で用いる閾値デジタルデータは、パワーデバイス12の温度により定められることになる。IGBT26の閾値電圧はパワーデバイスの温度によって変動することが知られている。よって、上述のようにパワーデバイスの温度に応じて適切な閾値デジタルデータを利用することにより駆動回路20を高精度で制御できる。よってパワーデバイスの動作環境に適した駆動回路20の制御が可能となる。   In the temperature comparison circuit 104, the digital temperature value and the temperature level threshold are compared, and the comparison result is reflected in the control of the drive circuit 20. Specifically, one of the two types of threshold digital data stored in the threshold setting circuit 18 is selected based on the comparison result of the temperature comparison circuit 104. When the digital temperature value is higher than the temperature level threshold, high temperature threshold digital data is used. When the digital temperature value is lower than the temperature level threshold value, low-temperature threshold digital data is used. Therefore, the threshold digital data used in the comparison circuit 16 is determined by the temperature of the power device 12. It is known that the threshold voltage of the IGBT 26 varies depending on the temperature of the power device. Therefore, the drive circuit 20 can be controlled with high accuracy by using appropriate threshold digital data according to the temperature of the power device as described above. Therefore, it is possible to control the drive circuit 20 suitable for the operating environment of the power device.

なお、閾値設定回路18には2種類の閾値デジタルデータでなく3種類以上の閾値デジタルデータを保存することとしても良い。また、温度比較回路による比較を行わずに、デジタル温度値が直接に閾値設定回路18または比較回路16へ伝送される構成も考えられる。また、オンチップダイオード114に代えてサーミスタなどの他の温度センサを用いてもよい。   The threshold setting circuit 18 may store three or more types of threshold digital data instead of two types of threshold digital data. Further, a configuration in which the digital temperature value is directly transmitted to the threshold setting circuit 18 or the comparison circuit 16 without performing the comparison by the temperature comparison circuit is also conceivable. Further, instead of the on-chip diode 114, another temperature sensor such as a thermistor may be used.

別の変形例について図5を参照して説明する。
たとえば、図5に示すパワーデバイス制御回路200を用いると本発明の効果を高めることができる。図5に示すパワーデバイス制御回路200はIGBT26の通流電流を駆動回路20の制御に反映する点に特徴がある。図5に示すとおり、パワーデバイス制御回路200にはシャント抵抗208が配置される。シャント抵抗208の両端はIGBT26のコレクタ電流を検出できるようにIGBT26に接続される。シャント抵抗208で検出した通流電流は通流電流変換回路206にてデジタル通流電流値に変換される。また、電流レベル閾値設定回路204には電流レベル閾値が保存される。電流レベル閾値設定回路204は閾値設定回路18とともに閾値設定部分202に配置される。パワーデバイス制御回路200にはさらに、デジタル通流電流値と電流レベル閾値を比較する通流電流比較回路220が配置される。
Another modification will be described with reference to FIG.
For example, when the power device control circuit 200 shown in FIG. 5 is used, the effect of the present invention can be enhanced. The power device control circuit 200 shown in FIG. 5 is characterized in that the current flowing through the IGBT 26 is reflected in the control of the drive circuit 20. As shown in FIG. 5, a shunt resistor 208 is disposed in the power device control circuit 200. Both ends of the shunt resistor 208 are connected to the IGBT 26 so that the collector current of the IGBT 26 can be detected. The conduction current detected by the shunt resistor 208 is converted into a digital conduction current value by the conduction current conversion circuit 206. The current level threshold setting circuit 204 stores a current level threshold. The current level threshold setting circuit 204 is arranged in the threshold setting part 202 together with the threshold setting circuit 18. The power device control circuit 200 further includes a conduction current comparison circuit 220 that compares the digital conduction current value with a current level threshold value.

図5の構成ではゲート電圧のデジタル化処理なども行われるが上述したので省略する。ただし、閾値設定回路18にはパワーデバイスの通流電流が高い場合の閾値デジタルデータ(高通流電流用閾値デジタルデータ)とパワーデバイスの通流電流が低い場合の閾値デジタルデータ(低通流電流用閾値デジタルデータ)が保存される。つまり、閾値設定回路18には2種類の閾値デジタルデータが保存されているものとする。   In the configuration of FIG. 5, digitization processing of the gate voltage is also performed. However, the threshold setting circuit 18 includes threshold digital data when the power device current is high (threshold digital data for high current) and threshold digital data when the power device current is low (for low current). Threshold digital data) is stored. That is, it is assumed that the threshold setting circuit 18 stores two types of threshold digital data.

通流電流比較回路220ではデジタル通流電流値と電流レベル閾値が比較されてその比較結果が駆動回路20の制御に反映される。具体的には、通流電流比較回路220の比較結果により閾値設定回路18に保存された2種類の閾値デジタルデータのいずれを用いるか選択される。デジタル通流電流値が電流レベル閾値よりも高い場合は高通流電流用閾値デジタルデータが用いられる。デジタル通流電流値が電流レベル閾値よりも低い場合は低通流電流用閾値デジタルデータが用いられる。したがって、閾値設定回路18から比較回路16に伝送される閾値デジタルデータは、パワーデバイス12の通流電流により定められることになる。閾値デジタルデータの選択にデジタル通流電流の値を利用すると駆動回路20を高精度で制御できる。よってパワーデバイスの動作環境に適した駆動回路20の制御が可能となる。   In the conduction current comparison circuit 220, the digital conduction current value is compared with the current level threshold value, and the comparison result is reflected in the control of the drive circuit 20. Specifically, one of the two types of threshold digital data stored in the threshold setting circuit 18 is selected based on the comparison result of the conduction current comparison circuit 220. When the digital current value is higher than the current level threshold value, high current threshold digital data is used. When the digital flow current value is lower than the current level threshold value, low flow current threshold digital data is used. Therefore, the threshold digital data transmitted from the threshold setting circuit 18 to the comparison circuit 16 is determined by the flowing current of the power device 12. The drive circuit 20 can be controlled with high accuracy by using the value of the digital conduction current to select the threshold digital data. Therefore, it is possible to control the drive circuit 20 suitable for the operating environment of the power device.

なお、閾値設定回路18には2種類の閾値デジタルデータでなく3種類以上の閾値デジタルデータを保存することとしても良い。また、シャント抵抗208に代えてカレントトランスやパワーデバイス12のチップ上に形成されたカレントセンス等の電流検出素子を用いてもよい。   The threshold setting circuit 18 may store three or more types of threshold digital data instead of two types of threshold digital data. Further, a current detection element such as a current sense formed on the chip of the current transformer or the power device 12 may be used instead of the shunt resistor 208.

別の変形例について説明する。
パワーデバイス制御回路10の全体または一部を制御ICまたはマイコンに内蔵してもよい。これによりディスクリート部品で構成するよりも搭載部品、回路構成部品を少なくできる。そのため、コスト低減でき、不良率も低減できる。
Another modification will be described.
The whole or a part of the power device control circuit 10 may be built in a control IC or a microcomputer. As a result, it is possible to reduce the number of mounted parts and circuit components rather than the discrete parts. Therefore, the cost can be reduced and the defect rate can also be reduced.

別の変形例について説明する。
図1などに記載したダイオード28をSiCを材料として製造してもよい。SiCは耐電圧性が高いため、電流密度を大きくすることができる。よってダイオードを小型化できるからIPMを小型化できる。
Another modification will be described.
The diode 28 described in FIG. 1 and the like may be manufactured using SiC as a material. Since SiC has a high voltage resistance, the current density can be increased. Therefore, since the diode can be reduced in size, the IPM can be reduced in size.

別の変形例について説明する。
パワーデバイス12を構成するIGBT26、ダイオード28はSiCを材料として製造してもよい。上述と同様にしてIPMを小型化できる。また、パワーデバイスがバイポーラトランジスタやMOSFETを備える場合はそれらをSiCで製造しても同様である。
Another modification will be described.
The IGBT 26 and the diode 28 constituting the power device 12 may be manufactured using SiC as a material. The IPM can be reduced in size as described above. Further, when the power device includes a bipolar transistor or a MOSFET, the same applies even if they are made of SiC.

別の変形例について説明する。
パワーデバイス12はSiCを材料として製造されたRC(Reverse-Conductive)−IGBTで構成してもよい。この場合SiCを用いているため上述と同様にIPMを小型化できる。また、IGBTに逆並列にダイオードを接続する必要がなく、IPMの組み立てを容易化できる。
Another modification will be described.
The power device 12 may be composed of an RC (Reverse-Conductive) -IGBT manufactured using SiC as a material. In this case, since SiC is used, the IPM can be reduced in size as described above. Further, it is not necessary to connect a diode in reverse parallel to the IGBT, and the assembly of the IPM can be facilitated.

他にも、たとえばパワーデバイス12はIGBT26に代えてMOSFETを有する構成としてもよい。MOSFETのゲート電圧は10〜12V程度である。そのような高い電圧を、比較回路で処理できる低い電圧のデジタル値へ変換すると本発明の効果を得ることができる。   In addition, for example, the power device 12 may have a MOSFET instead of the IGBT 26. The gate voltage of the MOSFET is about 10-12V. If such a high voltage is converted into a digital value having a low voltage that can be processed by the comparison circuit, the effect of the present invention can be obtained.

実施の形態2
本実施形態は図6、7を参照して説明する。本実施形態は、比較回路により制御される駆動回路の構成に関する。比較回路への入力については実施形態1と同様であるから省略する。図6に示されるように本実施形態の駆動回路302は複数の駆動素子304として複数の抵抗素子を備える。各抵抗素子はすべて同一抵抗値である。また、複数の抵抗素子は並列に配置されている。そして、ひとつの抵抗素子を除き比較回路16と接続され比較回路16からオンオフの制御が行われる。
Embodiment 2
This embodiment will be described with reference to FIGS. The present embodiment relates to a configuration of a drive circuit controlled by a comparison circuit. Since the input to the comparison circuit is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted. As shown in FIG. 6, the drive circuit 302 of this embodiment includes a plurality of resistance elements as the plurality of drive elements 304. Each resistance element has the same resistance value. The plurality of resistance elements are arranged in parallel. Then, except for one resistance element, it is connected to the comparison circuit 16, and ON / OFF control is performed from the comparison circuit 16.

本実施形態ではゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータ未満の区間は比較回路16に接続されていない抵抗のみでゲート駆動を行う。したがってこの区間では駆動能力が低く、dv/dtの値は小さい。そしてゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータ以上となると抵抗素子の幾つかは電源と接続される。したがってこの区間では駆動能力が高く、dv/dtの値は大きい。   In the present embodiment, gate driving is performed only with a resistor not connected to the comparison circuit 16 in a section where the gate voltage digital value is less than the threshold digital data. Therefore, the driving capability is low in this section, and the value of dv / dt is small. When the gate voltage digital value is equal to or greater than the threshold digital data, some of the resistance elements are connected to the power source. Therefore, the driving capability is high in this section, and the value of dv / dt is large.

結果的に図3の実線のようなゲート波形が得られる。よって実施形態1と同じ効果を得ることができる。特に複数の駆動素子304が同一抵抗値の抵抗素子で構成されるから以下の二点において優れる。一点目は複数の駆動素子304のうちのひとつの特性を把握すれば並列使用の場合の特性およびばらつきを把握できることである。二点目は、閾値ばらつきを調整できることである。つまり現実の閾値に合うように抵抗素子のオンオフを制御できる。   As a result, a gate waveform as shown by the solid line in FIG. 3 is obtained. Therefore, the same effect as Embodiment 1 can be acquired. In particular, since the plurality of driving elements 304 are composed of resistance elements having the same resistance value, the following two points are excellent. The first point is that if one characteristic of the plurality of driving elements 304 is grasped, the characteristic and variation in the case of parallel use can be grasped. The second point is that the threshold variation can be adjusted. That is, the on / off state of the resistance element can be controlled to meet the actual threshold value.

本実施形態では抵抗素子で複数の駆動素子を構成したが本発明はこれに限定されない。たとえば抵抗素子に代えてMOSFETを用いてもよい。複数の駆動素子として複数のMOSFETを利用した構成について図7を参照して説明する。パワーデバイス制御回路400は駆動回路402を備える。駆動回路402はMOSFET410とMOSFET412を備える。MOSFET410とMOSFET412は同一の特性を有する。また、MOSFET410とMOSFET412は並列に配置されている。MOSFET410とMOSFET412はそれぞれ第1ドライブ回路404と第2ドライブ回路406と接続される。第1ドライブ回路404と第2ドライブ回路406は比較回路16と接続される。   In the present embodiment, a plurality of driving elements are configured by resistance elements, but the present invention is not limited to this. For example, a MOSFET may be used instead of the resistance element. A configuration using a plurality of MOSFETs as a plurality of driving elements will be described with reference to FIG. The power device control circuit 400 includes a drive circuit 402. The drive circuit 402 includes a MOSFET 410 and a MOSFET 412. MOSFET 410 and MOSFET 412 have the same characteristics. Further, the MOSFET 410 and the MOSFET 412 are arranged in parallel. MOSFET 410 and MOSFET 412 are connected to first drive circuit 404 and second drive circuit 406, respectively. The first drive circuit 404 and the second drive circuit 406 are connected to the comparison circuit 16.

そして、ゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータ未満の区間はMOSFET410のみでゲート駆動を行う。したがってこの区間では駆動能力が低く、dv/dtの値は小さい。そしてゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータ以上となると、MOSFET410に加えてMOSFET412も使用される。したがってこの区間では駆動能力が高く、dv/dtの値は大きい。よって複数の抵抗素子を用いた場合と同様の効果を得ることができる。   In a section where the gate voltage digital value is less than the threshold digital data, gate driving is performed only by the MOSFET 410. Therefore, the driving capability is low in this section, and the value of dv / dt is small. When the gate voltage digital value is equal to or greater than the threshold digital data, the MOSFET 412 is used in addition to the MOSFET 410. Therefore, the driving capability is high in this section, and the value of dv / dt is large. Therefore, the same effect as when a plurality of resistance elements are used can be obtained.

ところで、図6の構成のように抵抗を用いた構成をIC化すると、MOSFETを用いた場合と比較してパワーデバイス制御回路を小面積化できる。よってコスト低減が可能である。   By the way, if the configuration using resistors as in the configuration of FIG. 6 is made into an IC, the area of the power device control circuit can be reduced compared to the case where MOSFETs are used. Therefore, the cost can be reduced.

なお、抵抗素子の数とMOSFETの数は駆動能力の観点などから適宜定められる。その他、実施形態1相当の変形をなしうる。   Note that the number of resistance elements and the number of MOSFETs are appropriately determined from the viewpoint of driving capability. In addition, modifications corresponding to the first embodiment can be made.

実施の形態3
本実施形態は図8、9を参照して説明する。本実施形態は、比較回路により制御される駆動回路の構成に関する。比較回路への入力については実施形態1と同様であるから省略する。図8に示されるように本実施形態の駆動回路502は抵抗504と抵抗506を備える。抵抗504は抵抗506より抵抗値が低い。また、抵抗504と抵抗506は並列に配置されている。そして、抵抗504と抵抗506はともに比較回路16と接続され比較回路16によりオンオフの制御が行われる。
Embodiment 3
This embodiment will be described with reference to FIGS. The present embodiment relates to a configuration of a drive circuit controlled by a comparison circuit. Since the input to the comparison circuit is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted. As shown in FIG. 8, the drive circuit 502 of this embodiment includes a resistor 504 and a resistor 506. The resistor 504 has a lower resistance value than the resistor 506. Further, the resistor 504 and the resistor 506 are arranged in parallel. The resistors 504 and 506 are both connected to the comparison circuit 16 and are controlled to be turned on / off by the comparison circuit 16.

本実施形態ではゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータ未満の区間は抵抗506のみでゲート駆動を行う。したがってこの区間では駆動能力が低く、dv/dtの値は小さい。そしてゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータ以上となると抵抗504のみでゲート駆動を行う。したがってこの区間では駆動能力が高く、dv/dtの値は大きい。   In the present embodiment, the gate drive is performed only by the resistor 506 in the section where the gate voltage digital value is less than the threshold digital data. Therefore, the driving capability is low in this section, and the value of dv / dt is small. When the gate voltage digital value is equal to or greater than the threshold digital data, gate driving is performed only by the resistor 504. Therefore, the driving capability is high in this section, and the value of dv / dt is large.

結果的に図3の実線のようなゲート波形が得られる。よって実施形態1と同じ効果を得ることができる。特に駆動回路502が抵抗値の異なる複数の抵抗素子で構成されるから以下の三点において優れる。一点目は駆動素子の数を最小2素子にまで低減できる点である。つまり、図3に記載の区間1で用いるための抵抗と、区間2、3で用いるための抵抗の2素子でよい。よってパワーデバイス制御回路500を小型化できる。二点目は、部品点数が減るのでコスト低減、不良率低下ができる点である。三点目は、駆動回路502をIC化することにより小型化できる点である。   As a result, a gate waveform as shown by the solid line in FIG. 3 is obtained. Therefore, the same effect as Embodiment 1 can be acquired. In particular, since the drive circuit 502 includes a plurality of resistance elements having different resistance values, the following three points are excellent. The first point is that the number of drive elements can be reduced to a minimum of two elements. That is, the two elements of the resistor for use in section 1 and the resistor for use in sections 2 and 3 shown in FIG. Therefore, the power device control circuit 500 can be reduced in size. The second point is that the cost can be reduced and the defective rate can be reduced because the number of parts is reduced. The third point is that the drive circuit 502 can be miniaturized by making it an IC.

本実施形態では2の抵抗素子で駆動素子を構成したがこれに限定されない。たとえば抵抗素子に代えてMOSFETを用いてもよい。駆動素子として2のMOSFETを利用した構成について図9を参照して説明する。パワーデバイス制御回路600は駆動回路602を備える。駆動回路602はMOSFET604とMOSFET606を備える。MOSFET604はMOSFET606よりも電流容量が大きい。また、MOSFET604とMOSFET606は並列に配置されている。MOSFET604とMOSFET606はそれぞれ第1ドライブ回路610と第2ドライブ回路612と接続される。第1ドライブ回路610と第2ドライブ回路612は比較回路16と接続される。   In the present embodiment, the driving element is configured by the two resistance elements, but the present invention is not limited to this. For example, a MOSFET may be used instead of the resistance element. A configuration using two MOSFETs as drive elements will be described with reference to FIG. The power device control circuit 600 includes a drive circuit 602. The drive circuit 602 includes a MOSFET 604 and a MOSFET 606. MOSFET 604 has a larger current capacity than MOSFET 606. Further, the MOSFET 604 and the MOSFET 606 are arranged in parallel. MOSFET 604 and MOSFET 606 are connected to first drive circuit 610 and second drive circuit 612, respectively. The first drive circuit 610 and the second drive circuit 612 are connected to the comparison circuit 16.

そして、ゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータ未満の区間はMOSFET606のみでゲート駆動を行う。したがってこの区間では駆動能力が低く、dv/dtの値は小さい。そしてゲート電圧デジタル値が閾値デジタルデータ以上となるとMOSFET604が使用される。したがってこの区間では駆動能力が高く、dv/dtの値は大きい。よって前述した2の抵抗素子を用いた場合と同様の効果を得ることができる。なお、抵抗素子の数とMOSFETの数は駆動能力の観点などから適宜定められる。その他、実施形態1相当の変形をなしうる。   In a section where the gate voltage digital value is less than the threshold digital data, gate driving is performed only by the MOSFET 606. Therefore, the driving capability is low in this section, and the value of dv / dt is small. When the gate voltage digital value is equal to or greater than the threshold digital data, the MOSFET 604 is used. Therefore, the driving capability is high in this section, and the value of dv / dt is large. Therefore, it is possible to obtain the same effect as when the above-described resistance element 2 is used. Note that the number of resistance elements and the number of MOSFETs are appropriately determined from the viewpoint of driving capability. In addition, modifications corresponding to the first embodiment can be made.

10 パワーデバイス制御回路、 12 パワーデバイス、 14 変換回路、 16 比較回路、 18 閾値設定回路、 20 駆動回路、 22 複数の駆動素子、 26 IGBT、 28 ダイオード   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power device control circuit, 12 Power device, 14 Conversion circuit, 16 Comparison circuit, 18 Threshold setting circuit, 20 Drive circuit, 22 Multiple drive elements, 26 IGBT, 28 Diode

Claims (6)

パワーデバイスにゲート駆動信号を伝送するパワーデバイス制御回路であって、
前記パワーデバイスのゲートと接続された複数の駆動素子を有する駆動回路と、
前記パワーデバイスのゲート電圧のアナログ値をデジタル化してゲート電圧デジタル値に変換する変換回路と、
一定のばらつきを有する前記パワーデバイスの現実の閾値をデジタル化して閾値デジタルデータとして記憶した閾値設定回路と、
前記ゲート電圧デジタル値と前記閾値デジタルデータとを比較して前記駆動回路の駆動能力の切り替えを行う比較回路と
前記パワーデバイスの温度を測定する温度センサと、
前記温度センサで測定した温度をデジタル化しデジタル温度値に変換する温度変換回路と、を備え、
前記閾値設定回路には前記パワーデバイスの温度に対応した複数の閾値デジタルデータが記憶され、
前記比較回路は、前記複数の閾値デジタルデータのなかから前記デジタル温度値に対応した閾値デジタルデータを選択し前記ゲート電圧デジタル値と比較することを特徴とするパワーデバイス制御回路。
A power device control circuit for transmitting a gate drive signal to a power device,
A drive circuit having a plurality of drive elements connected to the gate of the power device;
A conversion circuit that digitizes an analog value of the gate voltage of the power device and converts it to a digital value of the gate voltage;
A threshold setting circuit that digitizes an actual threshold value of the power device having a certain variation and stores it as threshold digital data;
A comparison circuit that compares the gate voltage digital value and the threshold digital data to switch the drive capability of the drive circuit ;
A temperature sensor for measuring the temperature of the power device;
A temperature conversion circuit that digitizes the temperature measured by the temperature sensor and converts it into a digital temperature value;
The threshold setting circuit stores a plurality of threshold digital data corresponding to the temperature of the power device,
The comparison circuit selects threshold value digital data corresponding to the digital temperature value from the plurality of threshold value digital data, and compares it with the gate voltage digital value.
パワーデバイスにゲート駆動信号を伝送するパワーデバイス制御回路であって、
前記パワーデバイスのゲートと接続された複数の駆動素子を有する駆動回路と、
前記パワーデバイスのゲート電圧のアナログ値をデジタル化してゲート電圧デジタル値に変換する変換回路と、
一定のばらつきを有する前記パワーデバイスの現実の閾値をデジタル化して閾値デジタルデータとして記憶した閾値設定回路と、
前記ゲート電圧デジタル値と前記閾値デジタルデータとを比較して前記駆動回路の駆動能力の切り替えを行う比較回路と
前記パワーデバイスの通流電流を測定する電流検出素子と、
前記電流検出素子により測定された通流電流をデジタル化しデジタル通流電流値に変換する通流電流変換回路と、を備え、
前記閾値設定回路には前記パワーデバイスの通流電流に対応した複数の閾値デジタルデータが記憶され、
前記比較回路は、前記複数の閾値デジタルデータのなかから前記デジタル通流電流値に対応した閾値デジタルデータを選択し前記ゲート電圧デジタル値と比較することを特徴とするパワーデバイス制御回路。
A power device control circuit for transmitting a gate drive signal to a power device,
A drive circuit having a plurality of drive elements connected to the gate of the power device;
A conversion circuit that digitizes an analog value of the gate voltage of the power device and converts it to a digital value of the gate voltage;
A threshold setting circuit that digitizes an actual threshold value of the power device having a certain variation and stores it as threshold digital data;
A comparison circuit that compares the gate voltage digital value and the threshold digital data to switch the drive capability of the drive circuit ;
A current detection element for measuring a current flowing through the power device;
A conduction current conversion circuit that digitizes the conduction current measured by the current detection element and converts it into a digital conduction current value;
The threshold setting circuit stores a plurality of threshold digital data corresponding to the current flowing through the power device,
The comparison circuit selects threshold digital data corresponding to the digital conduction current value from the plurality of threshold digital data, and compares the digital digital value with the gate voltage digital value.
請求項1又は2に記載のパワーデバイス制御回路の全体または一部を制御ICまたはマイコンに内蔵したことを特徴とするIPM。  An IPM characterized in that the power device control circuit according to claim 1 or 2 is entirely or partially incorporated in a control IC or a microcomputer. 請求項1又は2に記載のパワーデバイス制御回路と、  The power device control circuit according to claim 1 or 2,
前記パワーデバイス制御回路と接続されゲート駆動信号を受けるパワーデバイスと、  A power device connected to the power device control circuit and receiving a gate drive signal;
前記パワーデバイスの一部に形成されたSiCを材料とするダイオードとを備えたことを特徴とするIPM。  An IPM comprising: a diode made of SiC formed in a part of the power device.
前記パワーデバイスを構成する素子はSiCを材料とすることを特徴とする請求項3又は4に記載のIPM。  The IPM according to claim 3 or 4, wherein the element constituting the power device is made of SiC. 前記パワーデバイスはRC−IGBTであることを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載のIPM。  The IPM according to claim 3, wherein the power device is an RC-IGBT.
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