JP5761215B2 - ゲート駆動回路 - Google Patents
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Description
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態について図1〜図8を参照して説明する。
図1に示すインバータ装置1は、車載バッテリから電源線2、3を介してバッテリ電圧VBATの供給を受け、マイコンなどから構成される制御部(図2に符号4を付して示す)からフォトカプラを介して与えられるPWM制御信号Dup、Dvp、Dwp、Dun、Dvn、Dwnに従ってブラシレスDCモータ5に交流電圧を出力する。
VOM1<VCL1 …(1)
VOM2<VCL2 …(2)
以下、本発明の第2の実施形態について図9を参照して説明する。
図9に示すように、本実施形態のゲート駆動回路41は、第1の実施形態のゲート駆動回路7に対し、ゲート電圧生成回路11に代えてゲート電圧生成回路42を備えている点が異なる。
以下、本発明の第3の実施形態について図10を参照して説明する。
図10に示すように、本実施形態のゲート駆動回路51は、第1の実施形態のゲート駆動回路7に対し、ゲートオン駆動回路12に代えてゲートオン駆動回路52を備えている点が異なる。
以下、本発明の第4の実施形態について図11を参照して説明する。
図11に示すように、本実施形態のゲート駆動回路61は、第1の実施形態のゲート駆動回路7に対し、ゲート電圧生成回路11に代えてゲート電圧生成回路62を備えている点と、ゲート電圧制限回路14に代えてゲート電圧制限回路63を備えている点とが異なる。
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
ゲート駆動回路の駆動対象としては、IGBTに限らずともよく、例えばMOSトランジスタなど、電圧駆動型半導体素子(トランジスタ)であればよい。
ゲート電圧生成回路11、42、62は、図2、図9、図11に示した構成に限らずともよく、同様の機能を発揮するものであれば、他の回路構成であってもよい。例えば、ゲート電圧生成回路11、42、62は、シリーズレギュレータ形式の電源回路であったが、これに代えて、スイッチングレギュレータ形式の電源回路であってもよい。トランジスタ16については、PNP形のバイポーラトランジスタ、MOSトランジスタなどに変更することが可能である。ゲートオン駆動回路52は、図10に示した構成に限らずともよく、同様の機能を発揮するものであれば、他の回路構成であってもよい。例えば、トランジスタ53については、Nチャネル型のMOSトランジスタ、バイポーラトランジスタなどに変更することが可能である。
Claims (9)
- トランジスタ(6、6up〜6wn)をオン駆動するための駆動電圧を生成する駆動電圧生成回路(11、42)と、
オン指令が入力されると前記駆動電圧生成回路(11、42)の出力端子から前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート端子に至る電圧供給経路を導通させ、オフ指令が入力されると前記電圧供給経路を遮断するゲートオン駆動回路(12、52)と、
前記オン指令が入力されると、少なくとも前記トランジスタ(6、6up〜6wn)に故障判定基準値を超える電流が流れるか否かの判定が終了するまでの第1期間、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート電圧を、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)への印加電圧にかかわらず前記トランジスタ(6、6up〜6wn)に流れる電流が最大許容電流以下になるように決められた第1制限電圧以下に制限し、その後の第2期間、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)への印加電圧にかかわらず前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート電圧を前記第1制限電圧より高い第2制限電圧以下に制限するゲート電圧制限回路(14)と、
を備え、
前記駆動電圧生成回路(11、42)は、前記第2期間にあっては、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート耐圧および前記トランジスタ(6、6up〜6wn)の飽和領域でのオン動作時における損失に基づいて決定される第2設定値の駆動電圧を生成し、
前記第2制限電圧は、前記駆動電圧の第2設定値よりも所定値だけ高い値に設定され、
前記駆動電圧生成回路(11、42)は、前記第1期間にあっては、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)の閾値電圧より高く且つ前記第2設定値より低い第1設定値の駆動電圧を生成し、
前記第1制限電圧は、前記駆動電圧の第1設定値よりも所定値だけ高い値に設定されることを特徴とするゲート駆動回路。 - 前記ゲート電圧制限回路(14)は、
前記トランジスタのゲートおよびグランド線の間に接続された電圧制限用トランジスタ(35)と、
前記駆動電圧を基準とした定電圧回路により構成され、前記第2制限電圧を生成する制限電圧生成回路(33)と、
前記制限電圧生成回路(33)の出力電圧および前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート電圧を比較し、前記ゲート電圧が前記制限電圧生成回路(33)の出力電圧以上のときに前記電圧制限用トランジスタ(35)をオンする電圧制限動作制御回路(36)と、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のゲート駆動回路。 - トランジスタ(6、6up〜6wn)をオン駆動するための駆動電圧を生成する駆動電圧生成回路(11、42)と、
オン指令が入力されると前記駆動電圧生成回路(11、42)の出力端子から前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート端子に至る電圧供給経路を導通させ、オフ指令が入力されると前記電圧供給経路を遮断するゲートオン駆動回路(12、52)と、
前記オン指令が入力されると、少なくとも前記トランジスタ(6、6up〜6wn)に故障判定基準値を超える電流が流れるか否かの判定が終了するまでの第1期間、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート電圧を、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)への印加電圧にかかわらず前記トランジスタ(6、6up〜6wn)に流れる電流が最大許容電流以下になるように決められた第1制限電圧以下に制限し、その後の第2期間、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)への印加電圧にかかわらず前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート電圧を前記第1制限電圧より高い第2制限電圧以下に制限するゲート電圧制限回路(14)と、
を備え、
前記駆動電圧生成回路(11、42)は、前記第2期間にあっては、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート耐圧および前記トランジスタ(6、6up〜6wn)の飽和領域でのオン動作時における損失に基づいて決定される第2設定値の駆動電圧を生成し、
前記第2制限電圧は、前記駆動電圧の第2設定値よりも所定値だけ高い値に設定され、
前記ゲート電圧制限回路(14)は、
前記トランジスタのゲートおよびグランド線の間に接続された電圧制限用トランジスタ(35)と、
前記駆動電圧を基準とした定電圧回路により構成され、前記第2制限電圧を生成する制限電圧生成回路(33)と、
前記制限電圧生成回路(33)の出力電圧および前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート電圧を比較し、前記ゲート電圧が前記制限電圧生成回路(33)の出力電圧以上のときに前記電圧制限用トランジスタ(35)をオンする電圧制限動作制御回路(36)と、
を備えていることを特徴とするゲート駆動回路。 - 前記ゲート電圧制限回路(14)は、
前記トランジスタのゲートおよびグランド線の間に接続された電圧制限用トランジスタ(35)と、
前記駆動電圧を基準とした定電圧回路により構成され、前記第1制限電圧および前記第2制限電圧を生成する制限電圧生成回路(33)と、
前記制限電圧生成回路(33)の出力電圧および前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート電圧を比較し、前記ゲート電圧が前記制限電圧生成回路(33)の出力電圧以上のときに前記電圧制限用トランジスタ(35)をオンする電圧制限動作制御回路(36)と、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のゲート駆動回路。 - トランジスタ(6、6up〜6wn)をオン駆動するための駆動電圧を生成する駆動電圧生成回路(62)と、
オン指令が入力されると前記駆動電圧生成回路(62)の出力端子から前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート端子に至る電圧供給経路を導通させ、オフ指令が入力されると前記電圧供給経路を遮断するゲートオン駆動回路(12)と、
前記オン指令が入力されると、少なくとも前記トランジスタ(6、6up〜6wn)に故障判定基準値を超える電流が流れるか否かの判定が終了するまでの第1期間、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート電圧を、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)への印加電圧にかかわらず前記トランジスタ(6、6up〜6wn)に流れる電流が最大許容電流以下になるように決められた第1制限電圧以下に制限し、その後の第2期間、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)への印加電圧にかかわらず前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート電圧を前記第1制限電圧より高い第2制限電圧以下に制限するゲート電圧制限回路(63)と、
を備え、
前記駆動電圧生成回路(62)は、前記第2期間にあっては、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート耐圧および前記トランジスタ(6、6up〜6wn)の飽和領域でのオン動作時における損失に基づいて決定される第2設定値の駆動電圧を生成し、
前記第2制限電圧は、前記駆動電圧の第2設定値よりも所定値だけ高い値に設定され、
前記駆動電圧生成回路(62)は、
前記第1期間および前記第2期間のいずれにおいても、前記第2設定値の駆動電圧を生成することを特徴とするゲート駆動回路。 - 前記駆動電圧生成回路(11)は、
レギュレータ形式の電源回路により構成されており、その基準電圧を2段階に切り替えることにより、前記駆動電圧を前記第1設定値または前記第2設定値に切り替えることを特徴とする請求項1記載のゲート駆動回路。 - 前記駆動電圧生成回路(42)は、
レギュレータ形式の電源回路により構成されており、その帰還電圧のゲインを2段階に切り替えることにより、前記駆動電圧を前記第1設定値または前記第2設定値に切り替えることを特徴とする請求項1記載のゲート駆動回路。 - オフ指令が入力されると前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート容量を放電するゲートオフ駆動回路(13)を備え、
前記ゲートオフ駆動回路(13)は、
通常時にオフ指令が入力された場合、第1経路を介してゲート容量を放電し、
前記トランジスタ(6、6up〜6wn)に故障判定基準値を超える電流が流れていると判定されている時にオフ指令が入力された場合、前記第1経路より抵抗値の高い第2経路を介してゲート容量を放電することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載のゲート駆動回路。 - トランジスタ(6、6up〜6wn)をオン駆動するための駆動電圧を生成する駆動電圧生成回路(11、42、62)と、
オン指令が入力されると前記駆動電圧生成回路(11、42、62)の出力端子から前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート端子に至る電圧供給経路を導通させ、オフ指令が入力されると前記電圧供給経路を遮断するゲートオン駆動回路(12、52)と、
前記オン指令が入力されると、少なくとも前記トランジスタ(6、6up〜6wn)に故障判定基準値を超える電流が流れるか否かの判定が終了するまでの第1期間、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート電圧を、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)への印加電圧にかかわらず前記トランジスタ(6、6up〜6wn)に流れる電流が最大許容電流以下になるように決められた第1制限電圧以下に制限し、その後の第2期間、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)への印加電圧にかかわらず前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート電圧を前記第1制限電圧より高い第2制限電圧以下に制限するゲート電圧制限回路(14、63)と、
を備え、
前記駆動電圧生成回路(11、42、62)は、前記第2期間にあっては、前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート耐圧および前記トランジスタ(6、6up〜6wn)の飽和領域でのオン動作時における損失に基づいて決定される第2設定値の駆動電圧を生成し、
前記第2制限電圧は、前記駆動電圧の第2設定値よりも所定値だけ高い値に設定され、
オフ指令が入力されると前記トランジスタ(6、6up〜6wn)のゲート容量を放電するゲートオフ駆動回路(13)を備え、
前記ゲートオフ駆動回路(13)は、
通常時にオフ指令が入力された場合、第1経路を介してゲート容量を放電し、
前記トランジスタ(6、6up〜6wn)に故障判定基準値を超える電流が流れていると判定されている時にオフ指令が入力された場合、前記第1経路より抵抗値の高い第2経路を介してゲート容量を放電することを特徴とするゲート駆動回路。
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