JP6003819B2 - Transistor drive circuit - Google Patents
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Description
本発明は、トランジスタを駆動する回路に関する。 The present invention relates to a circuit for driving a transistor.
特許文献1では、液晶を駆動するICを含む半導体装置と、半導体装置を試験するための半導体テスタを用いた半導体テストシステムが提案されている。この半導体装置は、ICの内部回路と、内部回路の出力端子と電気的に接続された複数のパッドと、出力端子と複数のパッドとの間に設けられたマルチプレクサとを備える。 Patent Document 1 proposes a semiconductor test system using a semiconductor device including an IC for driving liquid crystal and a semiconductor tester for testing the semiconductor device. The semiconductor device includes an internal circuit of the IC, a plurality of pads electrically connected to the output terminals of the internal circuit, and a multiplexer provided between the output terminals and the plurality of pads.
複数のパッドには、半導体テスタのテスタ端子が接続されるが、パッドの数に対してテスタ端子の数が少ないことがある。そこで、半導体テスタから制御信号を内部回路へ入力し、内部回路によりマルチプレクサを制御して、パッドに接続される出力端子を切り替えさせている。このようにして、内部回路の全ての出力端子についてオープン不良の検出を行っている。 A plurality of pads are connected to tester terminals of a semiconductor tester, but the number of tester terminals may be smaller than the number of pads. Therefore, a control signal is input from the semiconductor tester to the internal circuit, and the multiplexer is controlled by the internal circuit to switch the output terminal connected to the pad. In this way, open defects are detected for all output terminals of the internal circuit.
特許文献1では、ICの内部回路は、複数の出力信号を出力する端子以外に、パッドに接続される出力端子を切り替えるための制御信号を入力する端子を備える必要がある。しかしながら、内部回路の端子数には限りがあるため、制御信号用の端子を削減したいという要望がある。 In Patent Document 1, an internal circuit of an IC needs to include a terminal for inputting a control signal for switching an output terminal connected to a pad, in addition to a terminal for outputting a plurality of output signals. However, since the number of terminals in the internal circuit is limited, there is a desire to reduce the number of terminals for control signals.
なお、液晶を駆動するICに限らず、一般にトランジスタを駆動するトランジスタ駆動回路(IC)でも、概ね共通した要望がある。 In addition, not only the IC that drives the liquid crystal but also the transistor drive circuit (IC) that drives the transistor generally has a common demand.
本発明は、上記実情を鑑み、設定用の端子を削減することが可能なトランジスタ駆動回路を提供することを主たる目的とする。 In view of the above circumstances, it is a primary object of the present invention to provide a transistor drive circuit capable of reducing setting terminals.
上記課題を解決するため、第1の構成は、所定端子と、トランジスタをオン駆動する信号を出力する出力端子と、前記出力端子から前記信号を出力している時に所定処理を行い、且つ前記出力端子から前記信号を出力していない時に前記所定処理を行わない処理回路と、前記トランジスタの駆動に関する設定を行う設定回路と、を備える駆動回路であって、前記処理回路は、前記出力端子から前記信号を出力している時に前記所定端子を介した入出力により前記所定処理を行い、前記設定回路は、前記出力端子から前記信号を出力していない時に前記所定端子に入力される入力電圧により前記設定を行う。 In order to solve the above-described problem, the first configuration includes a predetermined terminal, an output terminal that outputs a signal for driving the transistor on, a predetermined process when the signal is output from the output terminal, and the output A driving circuit comprising: a processing circuit that does not perform the predetermined processing when the signal is not output from a terminal; and a setting circuit that performs settings related to driving of the transistor, wherein the processing circuit is connected to the output terminal from the output terminal. When the signal is output, the predetermined process is performed by input / output through the predetermined terminal, and the setting circuit is configured to input the input voltage to the predetermined terminal when the signal is not output from the output terminal. Set up.
第1の構成によれば、トランジスタをオン駆動する信号を出力する駆動回路は、オン駆動する信号を出力している時に所定処理を行い、信号を出力していない時に所定処理を行わない処理回路と、トランジスタの駆動に関する設定を行う設定回路を備える。 According to the first configuration , the drive circuit that outputs a signal for driving the transistor on performs a predetermined process when the signal for driving on is output, and a processing circuit that does not perform the predetermined process when the signal is not output And a setting circuit for performing setting related to driving of the transistor.
本発明者は、トランジスタをオン駆動する信号が出力されていない時に、処理回路に対して入出力に使用する所定端子が使用されないことに着目し、信号が出力されていない時に、所定端子を設定回路の入力端子として使用することにした。 The inventor pays attention to the fact that the predetermined terminal used for input / output is not used for the processing circuit when the signal for driving the transistor on is not output, and sets the predetermined terminal when the signal is not output. I decided to use it as the input terminal of the circuit.
そこで、トランジスタをオン駆動する信号が出力されていない時に、所定端子から設定回路に入力される電圧によりトランジスタの駆動に関する設定が行われる。よって、トランジスタをオン駆動する信号を出力していない時に使用しない所定端子と、設定用の入力端子とを共通化できるため、駆動回路の端子数を削減できる。 Therefore, when the signal for driving the transistor on is not output, the setting for driving the transistor is performed by the voltage input from the predetermined terminal to the setting circuit. Therefore, since a predetermined terminal that is not used when a signal for driving the transistor to be turned on is not output and a setting input terminal can be shared, the number of terminals of the driving circuit can be reduced.
また、第2の構成は、トランジスタのオフ状態を保持するオフ保持回路と、前記オフ保持回路が作動している時に作動しないオフ駆動回路と、前記オフ駆動回路及び前記トランジスタの制御端子に接続されているオフ駆動端子と、前記トランジスタの駆動に関する設定を行う設定回路と、を備える駆動回路であって、前記オフ保持回路が作動していない時に、前記オフ駆動端子を前記設定回路から切断し、前記オフ保持回路が作動している時に、前記オフ駆動端子を前記設定回路に接続するとともに、前記設定回路は、前記オフ駆動端子に入力される入力電圧により前記設定を行う。 Further, the second configuration is connected to an off holding circuit that holds the off state of the transistor, an off drive circuit that does not operate when the off holding circuit is operating, the off drive circuit, and a control terminal of the transistor. A drive circuit comprising: an off drive terminal being configured; and a setting circuit configured to perform settings related to driving of the transistor, wherein the off drive terminal is disconnected from the setting circuit when the off hold circuit is not operating, When the off hold circuit is operating, the off drive terminal is connected to the setting circuit, and the setting circuit performs the setting by an input voltage input to the off drive terminal.
第2の構成によれば、オフ駆動回路によりトランジスタがオフされ、トランジスタの制御端子に印可される電圧がオンオフ閾値よりも十分に低くなると、オフ状態を保持するためのオフ保持回路が作動し、オフ駆動回路は作動しなくなる。よって、オフ駆動回路の作動時には、オフ駆動回路及びトランジスタの制御端子に接続されたオフ駆動端子は使用されるが、オフ保持回路の作動時には、オフ駆動端子は使用されない。 According to the second configuration, when the transistor is turned off by the off-driving circuit and the voltage applied to the control terminal of the transistor is sufficiently lower than the on-off threshold, the off-holding circuit for holding the off state is activated, The off drive circuit will not operate. Therefore, the off drive circuit connected to the off drive circuit and the transistor control terminal is used when the off drive circuit operates, but the off drive terminal is not used when the off hold circuit operates.
したがって、オフ保持回路を作動していない時には、オフ駆動端子を設定回路から切断する必要があるが、オフ保持回路を作動している時には、オフ駆動端子を設定回路に接続するとともに、オフ駆動端子に設定用の入力電圧を入力してもよい。 Therefore, when the off hold circuit is not operated, it is necessary to disconnect the off drive terminal from the setting circuit. However, when the off hold circuit is operated, the off drive terminal is connected to the setting circuit and the off drive terminal is connected. An input voltage for setting may be input.
そこで、オフ保持回路が作動していない時には、オフ駆動端子は設定回路から切断され、オフ保持回路が作動している時には、オフ駆動端子は設定回路に接続され、オフ駆動端子から設定回路に入力電圧が入力されて、トランジスタの駆動に関する設定が行われる。これにより、オフ駆動端子と設定用の入力端子とを共通化でき、駆動回路の端子数を削減できる。 Therefore, when the off hold circuit is not activated, the off drive terminal is disconnected from the setting circuit, and when the off hold circuit is activated, the off drive terminal is connected to the setting circuit and input from the off drive terminal to the setting circuit. A voltage is input, and settings relating to driving of the transistor are performed. As a result, the off drive terminal and the setting input terminal can be shared, and the number of terminals of the drive circuit can be reduced.
以下、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)の駆動に適用したトランジスタ駆動回路を具体化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Hereinafter, embodiments embodying a transistor drive circuit applied to drive an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, portions that are the same or equivalent to each other are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the portions with the same reference numerals is incorporated.
(第1実施形態)
第1実施形態に係るドライブIC(トランジスタ駆動回路)の構成について、図1を参照しつつ説明する。ドライブIC20は、IGBT10(トランジスタ)を駆動する駆動回路であり、駆動用電源29、オン駆動用定電流回路21、オフ駆動回路22、オフ保持回路23、電流制御回路28、クランプ回路25(処理回路)、AD変換回路30、短絡閾値設定回路31、過電流閾値設定回路32、複数の端子40を備える。なお、IGBT10は図示されていない他のIGBTと直列に接続されており、IGBT10と他のIGBTとの直列体は他の直列体と並列に接続されている。
(First embodiment)
The configuration of the drive IC (transistor drive circuit) according to the first embodiment will be described with reference to FIG. The
オン駆動用定電流回路21は、電流制御用のFET21a及び電流検出用のシャント抵抗21bを備え、IGBT10をオン駆動する信号を出力端子40aから出力する。具体的には、FET21aがオンされることにより、IGBT10の制御端子であるゲート端子に所定の定電流を流し込んで電荷を充電して、ゲート電圧をオンオフ閾値よりも高くし、IGBT10をオンする回路である。
The on-drive constant
FET(Field Effect Transistor)21aは、FET21aのゲート電圧が制御されることにより駆動され、IGBT10のゲート端子に所定の定電流を流し込んで電荷を充電する素子である。具体的には、FET21aはPチャネルMOSFETである。シャント抵抗21bは、IGBT10に流し込む電流を検出する素子である。FET21aのソース端子は、シャント抵抗21bを介して駆動用電源29の正極端子に接続されている。また、ドレイン端子は、IGBT10のゲート端子に接続されている。さらに、FET21aのゲート端子は、電流制御回路28に接続されている。
The FET (Field Effect Transistor) 21 a is an element that is driven by controlling the gate voltage of the
オフ駆動回路22は、オフ駆動用のスイッチング素子であるFET22a及びオフ駆動用のオフ抵抗22bを備え、IGBT10をオフ駆動する信号をオフ駆動端子40bから出力する。具体的には、FET22aがオンされることにより、IGBT10のゲート端子からオフ駆動端子40bを介して電荷を放電して、ゲート電圧をオンオフ閾値よりも低くし、IGBT10をオフする回路である。
The off
FET22aは、FET22aのゲート電圧が制御されることにより駆動され、IGBT10のゲート端子から電荷を放電するスイッチング素子である。具体的には、FET22aはNチャネルMOSFETである。FET22aのソース端子は、グランドに接続されている。また、FET22aのドレイン端子は、オフ抵抗22bを介してIGBT10のゲート端子に接続されている。さらに、FET22aのゲート端子は、ドライブIC20が備える制御回路(図示なし)に接続されている。
The
オフ保持回路23は、オフ保持用のスイッチング素子であるFET23aを備え、IGBT10のオフ状態を保持する回路である。具体的には、IGBT10のゲート電圧がオンオフ閾値よりも低いオフ保持閾値よりも小さくなるとFET23aがオンされ、オフ駆動回路22よりも速やかにIGBT10のゲート端子から電荷を放電して、IGBT10のオフ状態を保持する回路である。
The off
FET23aは、オフ保持端子40fからの出力によってFET23aのゲート電圧が制御されることにより駆動され、IGBT10のゲート端子から電荷を放電でするスイッチング素子である。具体的には、FET23aはNチャネルMOSFETである。FET23aのソース端子は、グランドに接続されている。また、FET23aのドレイン端子は、IGBT10のゲート端子に接続されている。さらに、FET23aのゲート端子は、ドライブIC20が備える制御回路に接続されている。
The FET 23a is a switching element that is driven by controlling the gate voltage of the FET 23a by the output from the off-
電流制御回路28は、ドライブIC20が備える制御回路に含まれ、オン駆動用定電流回路21を制御する回路である。電流制御回路28は、抵抗28a、定電流源28b、及びオペアンプ28cを備え、外部からドライブIC20に入力された駆動信号がIGBT10のオンを指示している時に、シャント抵抗21bの電圧に基づいてFET21aを制御する回路である。
The
抵抗28aと定電流源28bとは直列接続されている。抵抗28aの両端のうち定電流源28b側と反対側の一端は、シャント抵抗21bに接続されている。また、定電流源28bの両端のうち抵抗28a側と反対側の一端は、グランに接続されている。オペアンプ28cの非反転入力端子は、抵抗28aと定電流源28bとの接続点に接続されている。また、オペアンプ28cの反転入力端子は、シャント抵抗21bとFET21aのソース端子との接続点に接続されている。さらに、オペアンプ28cの出力端子は、FET21aのゲート端子に接続されている。
The resistor 28a and the constant current source 28b are connected in series. One end of the resistor 28a opposite to the constant current source 28b is connected to the
制御回路は、外部からドライブIC20に入力される駆動信号がIGBT10のオンを指示しているときに、オン駆動用定電流回路21をオンさせ、出力端子40aからIGBT10へオン駆動信号を出力させる。そして、制御回路は、外部からドライブIC20に入力される駆動信号がIGBT10のオンの指示を終了したときに、オン駆動用定電流回路21をオフするとともに、オフ駆動回路22をオンさせ、オフ駆動端子40bからIGBT10へオフ駆動信号を出力させる。また、オフ保持回路23は、IGBT10のゲート電圧に基づいて制御回路により制御される。
The control circuit turns on the on-drive constant
クランプ回路25は、スイッチング素子のFET25a及びダイオード25bを備え、IGBT10に印可されるゲート電圧を制限してIGBT10を保護する回路である。
The
FET25aは、FET25aのゲート電圧が制御されることにより駆動されるNチャネルMOSFETである。FET25aのソース端子は、グランドに接続されている。また、FET25aのドレイン端子は、ドライブIC20が備える端子40の一つであるクランプ端子40c(所定端子)と接続及び切断可能になっている。さらに、FET25aのゲート端子は、図示しない制御回路に接続されている。ダイオード25bは、IGBT10のゲート端子と、クランプ端子40cとの間に、IGBT10のゲート端子からクランプ端子40cへの向きが順方向となるように接続されている。
The
IGBT10のゲート電圧が高いほど、ダイオード25bにかかる順方向のバイアス電圧が大きくなり、ダイオード25bの順方向に電流が流れやすくなる。よって、IGBT10をオン駆動している時に、クランプ端子40cをFET25aのドレイン端子に接続してFET25aを駆動すると、FET21aのゲート端子に充電される電荷が増加するのに伴い、電荷がクランプ回路25へ放電されるようになる。それゆえ、IGBT10のゲート端子に印可される電圧が制限され、IGBT10が保護される。
The higher the gate voltage of the IGBT 10, the larger the forward bias voltage applied to the
短絡閾値設定回路31及び過電流閾値設定回路32は、IGBT10の駆動に関する設定を行う設定回路である。短絡閾値設定回路31は、図示しない短絡検出回路に含まれ、IGBT10に対して直列に接続されたIGBTと、IGBT10とがともにオンした短絡状態か否か判定するための短絡閾値を設定する回路である。短絡検出回路は、IGBT10に流れる電流が、短絡閾値設定回路31により設定された短絡閾値よりも大きければ短絡と判定する。
The short-circuit
過電流閾値設定回路32は、図示しない過電流検出回路に含まれ、IGBT10に流れ電流が過電流の状態か否か判定するための過電流閾値を設定する回路である。過電流閾値は短絡閾値よりも小さい。過電流検出回路は、IGBT10に流れる電流が、過電流閾値設定回路32により設定された過電流閾値よりも大きければ過電流と判定する。
The overcurrent
短絡検出回路及び過電流検出回路は制御回路に接続されており、短絡や過電流が検出されると、制御回路は図示しない遮断回路を制御して、オフ駆動回路22よりも緩やかにIGBT10のゲート端子から電荷を放電し、IGBT10をオフする。なお、ドライブIC20が、IGBT10とIGBT10に並列接続されたIGBTとを並列に駆動する場合は、並列接続された複数のIGBTに対して、IGBTの駆動に関する同じ設定を用いる。
The short circuit detection circuit and the overcurrent detection circuit are connected to the control circuit, and when a short circuit or overcurrent is detected, the control circuit controls a cutoff circuit (not shown) so that the gate of the IGBT 10 is more gradual than the
AD変換回路30は、後述する設定値入力用回路50から入力された電圧をAD変換して一つのデジタル値にするとともに、一つのデジタル値を変換して二つの設定値にする。AD変換回路30は、短絡閾値設定回路31及び過電流閾値設定回路32に接続されているとともに、クランプ端子40cに接続及び切断可能になっている。二つの設定値はそれぞれ、短絡閾値設定回路31及び過電流閾値設定回路32に入力され、短絡閾値及び過電流閾値として設定される。
The
なお、オン駆動用定電流回路21、オフ駆動回路22、電流制御回路28を含む制御回路、AD変換回路30、短絡閾値設定回路31を含む短絡検出回路、過電流閾値設定回路32を含む過電流検出回路は、一体的に構成されている。
It should be noted that the on-drive constant
次に、ドライブIC20に外付けする設定値入力用回路50について説明する。設定値入力用回路50は、ドライブIC20へ、IGBT10の駆動に関する設定値となる電圧を入力する回路である。設定値入力用回路50は、抵抗51、抵抗52、設定値入力用のスイッチング素子であるFET53、及び電源54を備える。具体的には、FET53は、NチャネルMOSFETである。
Next, the setting
電源54と、抵抗51と、抵抗52と、FET53とは、直列に接続されている。抵抗51の一端は電源54の正極端子に接続されており、抵抗51の他端は抵抗52と接続されている。抵抗52の両端のうち抵抗51側と反対側の一端はFET53のソース端子と接続されている。また、FET53のドレイン端子はグランドに接続されており、FET53のゲート端子は、オフ保持回路23のFET23aのゲート端子に接続されている。よって、FET23aがオンされるのに伴い、FET53もオンされる。さらに、抵抗51と抵抗52との接続点は、ドライブIC20のクランプ端子40cに接続されている。したがって、オフ保持回路23の作動に伴い、電源54を抵抗51及び抵抗52で分圧した電圧が、ドライブIC20のクランプ端子40cに入力される。
The
次に、ドライブIC20及び設定値入力用回路50の閾値設定動作について説明する。ドライブIC20がIGBT10をオン駆動する信号を出力していない時は、クランプ回路25に電流は流れない。そのため、オン駆動信号を出力していない時は、クランプ端子40cをFET25aのドレイン端子に接続していても、クランプ端子40cは入出力に使用されない。したがって、クランプ端子40cは、IGBT10をオン駆動する信号が出力されている時にクランプ回路25に接続される必要があるが、オン駆動する信号が出力されていない時にクランプ回路25に接続される必要はない。よって、IGBT10をオン駆動する信号が出力されていない時には、クランプ端子40cを設定用の入力端子として使用できる。
Next, the threshold setting operation of the
そこで、IGBT10をオン駆動する信号を出力している時には、クランプ端子40cをクランプ回路25に接続し、IGBT10をオン駆動する信号を出力していない時、特にオフ保持回路23の作動時には、クランプ端子40cをAD変換回路30を介して短絡閾値設定回路31及び過電流閾値設定回路32に接続する。詳しくは、クランプ端子40cは、オン駆動用定電流回路21の作動に伴いクランプ回路25のFET25aに接続され、オフ保持回路23の作動に伴いAD変換回路30に接続される。
Therefore, when the signal for driving the IGBT 10 to be turned on is output, the clamp terminal 40c is connected to the
これにより、IGBT10をオン駆動する信号を出力している時には、クランプ端子40cを介してIGBT10のゲート端子からクランプ回路25へ電流が流れ、IGBT10が保護される。一方、オフ保持回路23の作動時には、設定値入力用回路50のFET53がオンされ、電源54を抵抗51及び抵抗52で分圧した電圧が、クランプ端子40cを介してAD変換回路30へ入力され、入力電圧により短絡閾値及び過電流閾値が設定される。
As a result, when a signal for driving the IGBT 10 to be turned on is output, a current flows from the gate terminal of the IGBT 10 to the
以上説明した第1実施形態によれば、以下の効果を奏する。 According to 1st Embodiment described above, there exist the following effects.
・オン駆動する信号が出力されている時には、クランプ端子40cはクランプ回路25に接続され、オン駆動する信号が出力されていない時には、クランプ端子40cはAD変換回路30を介して短絡閾値設定回路31及び過電流閾値設定回路32に接続される。これにより、クランプ端子40cと設定用の入力端子とを共通化でき、ドライブIC20の端子数を削減できる。
The clamp terminal 40c is connected to the
・IGBT10の制御端子に印可される電圧がオンオフ閾値よりも十分に低くなると、オフ状態を保持するためのオフ保持回路23がオンされ、オフ保持回路23が作動を始める。したがって、オフ保持回路23の作動時には確実に、クランプ端子40cはクランプ回路25に対する入出力に使われていない。よって、オフ保持回路23の作動に伴い入力電圧がクランプ端子40cに入力されれば、クランプ回路25による処理を妨げることなく、IGBT10の駆動に関する設定を行うことができる。
When the voltage applied to the control terminal of the IGBT 10 is sufficiently lower than the on / off threshold, the off holding
・1つの値の入力電圧により複数の設定が行われるため、1つの設定用の入力端子があればよい。それゆえ、複数の入力端子にそれぞれ異なる入力電圧を入力して複数の設定を行う場合と比較して、ドライブIC20の端子数の削減効果が大きい。
-Since a plurality of settings are performed by one value of input voltage, only one setting input terminal is required. Therefore, the effect of reducing the number of terminals of the
・クランプ端子40cに入力された電圧により、短絡閾値設定回路31や過電流閾値設定回路32のような、IGBT10の異常判定を行う回路で用いる閾値を設定できる。
A threshold value used in a circuit that performs abnormality determination of the IGBT 10, such as the short-circuit
・並列に接続されたIGBTを並列駆動する場合には、各IGBTの駆動条件が同じになるため、IGBTの駆動に関して同じ設定を用いることができる。 When the IGBTs connected in parallel are driven in parallel, the driving conditions of each IGBT are the same, and therefore the same setting can be used for driving the IGBT.
・クランプ端子40cをクランプ回路25に接続した時、設定値入力用回路50の電源54の電圧がクランプ端子40cに印加されるが、クランプ回路25に電流が流れるため、問題は生じない。また、クランプ端子40cに印可される電圧によりIGBT10のゲート端子に電流が流入することは、ダイオード25bにより防ぐことができる。
When the clamp terminal 40c is connected to the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係るドライブIC20の構成について、図2を参照しつつ、第1実施形態と異なる点について説明する。第2実施形態では、ドライブIC20は、クランプ回路25の代わりにセンス回路26(処理回路)を備える。また、設定値入力用回路50が異なる。
(Second Embodiment)
Next, the configuration of the
IGBT10のエミッタ端子には、IGBT10に流れる電流を検出するためのセンス抵抗11が接続されている。センス抵抗11の両端のうちIGBT10のエミッタ端子に接続されていない側の一端は、グランドに接続されている。センス抵抗11とIGBT10のエミッタ端子との接続点は、ドライブIC20が備える端子40の一つであるセンス端子40d(所定端子)に接続されている。
A
センス回路26は、センス抵抗11に流れる電流を検出する回路であり、センス端子40dと接続及び切断可能になっている。また、AD変換回路30も、センス端子40dと接続及び切断可能になっている。
The
ドライブIC20に外付けする設定値入力用回路50は、抵抗51、抵抗52、設定値入力用のスイッチング素子であるFET53、及び電源54を備える。電源54と、抵抗51と、抵抗52とは、直列に接続されている。抵抗51の一端は電源54の正極端子に接続されており、抵抗51の他端は抵抗52と接続されている。そして、抵抗51と抵抗52との接続点は、FET53のソース端子に接続されている。また、FET53のドレイン端子はセンス端子40dに接続されており、FET53のゲート端子は、オフ保持回路23のFET23aのゲート端子に接続されている。よって、FET23aがオンされるのに伴い、FET53もオンされる。
A set
次に、ドライブIC20及び設定値入力用回路50の閾値設定動作について説明する。ドライブIC20がIGBT10をオン駆動する信号を出力していない時は、センス回路26に電流はほぼ流れない。そのため、オン駆動信号を出力していない時は、センス端子40dをセンス回路26に接続していても、センス端子40dは入出力に使用されない。したがって、センス端子40dは、IGBT10をオン駆動する信号が出力されている時にセンス回路26に接続される必要があるが、オン駆動する信号が出力されていない時にセンス回路26に接続される必要はない。よって、IGBT10をオン駆動する信号が出力されていない時には、センス端子40dを設定用の入力端子として使用できる。
Next, the threshold setting operation of the
そこで、IGBT10をオン駆動する信号を出力している時には、センス端子40dをセンス回路26に接続し、IGBT10をオン駆動する信号を出力していない時、特にオフ保持回路23の作動時には、センス端子40dをAD変換回路30を介して短絡閾値設定回路31及び過電流閾値設定回路32に接続する。詳しくは、センス端子40dは、オン駆動用定電流回路21の作動に伴いセンス回路26に接続され、オフ保持回路23の作動に伴いAD変換回路30に接続される。
Therefore, when a signal for driving the IGBT 10 to be turned on is output, the sense terminal 40d is connected to the
これにより、IGBT10をオン駆動する信号を出力している時には、センス端子40dを介してIGBT10からセンス回路26へ電流が流れ、IGBT10に流れる電流が検出される。一方、オフ保持回路23の作動時には、設定値入力用回路50のFET53がオンされ、電源54を抵抗51及び抵抗52で分圧した電圧が、FET53及びセンス端子40dを介してAD変換回路30へ入力され、入力電圧により短絡閾値及び過電流閾値が設定される。
Thus, when a signal for driving the IGBT 10 to be turned on is output, a current flows from the IGBT 10 to the
以上説明した第2実施形態によれば、オン駆動する信号が出力されている時には、センス端子40dはセンス回路26に接続され、オン駆動する信号が出力されていない時には、センス端子40dはAD変換回路30を介して短絡閾値設定回路31及び過電流閾値設定回路32に接続される。これにより、センス端子40dと設定用の入力端子とを共通化でき、ドライブIC20の端子数を削減できる。
According to the second embodiment described above, the sense terminal 40d is connected to the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係るドライブIC20の構成について、図3を参照しつつ、第1実施形態と異なる点について説明する。第3実施形態では、ドライブIC20は、過電流閾値設定回路32及びAD変換回路30を備えず、短絡閾値設定回路31のみを備える。また、オフ駆動回路22が異なる。設定値入力用回路50は第2実施形態と同じ回路になっている。
(Third embodiment)
Next, the configuration of the
短絡閾値設定回路31は、オフ駆動回路22に接続されたオフ駆動端子40bと接続及び切断可能になっている。また、設定値入力用回路50のFET53のドレイン端子は、オフ駆動端子40bに接続されている。
The short-circuit
オフ駆動回路22は、FET22a、オフ抵抗22b及びダイオード22cを備える。ダイオード22cは、FET22aのドレイン端子とオフ抵抗22bとの間に、オフ抵抗22bからFET22aのドレイン端子への向きが順方向となるように接続されている。なお、設定値入力用回路50のFET53のドレイン端子は、オフ駆動端子40bとオフ抵抗22cとの接続点に接続されている。
The
オン駆動用定電流回路21がオフされ、オフ駆動回路22がオンされたとき、IGBT10のゲート電圧はまだ高いので、ダイオード22cには順方向のバイアス電圧がかかり、IGBT10のゲート端子からオフ駆動端子40bを介してFET22aへ電荷が放電される。そして、IGBT10のゲート電圧が十分に低くなって、オフ保持回路23のFET23aがオンされたときに、設定値入力用回路50からオフ駆動端子40bにオフ保持閾値よりも十分に高い電圧を入力すると、ダイオード22cに逆方向のバイアス電圧がかかる。そのため、オフ保持回路23のFET23aがオンされると、オフ駆動回路22のFET22aがオンのままでもオフ駆動回路22は作動せず、IGBT10のゲート端子からオフ駆動端子40bを介してFET22aへ電荷が放電されない。
When the on-drive constant
次に、ドライブIC20及び設定値入力用回路50の閾値設定動作について説明する。
オン駆動用定電流回路21がオンされている時に、オフ駆動端子40bを短絡閾値設定回路31に接続すると、オン駆動用定電流回路21からIGBT10のゲート端子に流し込まれた電荷が、オフ駆動端子40bを介して短絡閾値設定回路31に放電され、IGBT10がオンされないおそれがある。また、オフ駆動回路22が作動し、IGBT10のゲート端子からオフ駆動端子40bを介して電荷が放電されている時に、オフ駆動端子40bを介して短絡閾値設定回路31に設定値を入力すると、短絡閾値が不安定になるおそれがある。
Next, the threshold setting operation of the
When the off-
一方、オフ保持回路23が作動している時には、オフ駆動回路22のFET22aがオンしていても、オフ駆動端子22bを介して電荷の放電は行われないため、オフ駆動端子40bを介して短絡閾値設定回路31に設定値を入力しても、短絡閾値が不安定になるおそれはない。
On the other hand, when the
したがって、オフ駆動端子40bは、オフ保持回路23が作動していない時には、短絡閾値設定回路31から切断される必要があるが、オフ保持回路23が作動している時には、短絡閾値設定回路31に接続されていてもよい。よって、オフ保持回路23の作動時には、オフ駆動端子40bを設定用の入力端子として使用できる。
Therefore, the
そこで、オフ保持回路23が作動していない時には、オフ駆動端子40bと短絡閾値設定回路31を切断し、オフ保持回路23が作動している時には、オフ駆動端子40bを短絡閾値設定回路31に接続する。詳しくは、オフ駆動端子40bは、オフ保持回路23の作動終了に伴い短絡閾値設定回路31から切断され、オフ保持回路23の作動に伴い短絡閾値設定回路31に接続される。
Therefore, when the
これにより、オフ保持回路23の作動時には、設定値入力用回路50のFET53がオンされ、電源54を抵抗51及び抵抗52で分圧した電圧が、オフ駆動端子40bを介して短絡閾値設定回路31へ入力され、入力電圧により短絡閾値が設定される。本実施形態では、短絡閾値のみを設定しているため、AD変換回路30は必要ない。1つの値の入力電圧により複数の設定を行う場合には、AD変換回路30が必要になる。
Thereby, when the
以上説明した第3実施形態によれば、オフ保持回路23が作動していない時には、オフ駆動端子40bは短絡閾値設定回路31から切断される。そして、オフ保持回路23が作動している時には、オフ駆動端子40bは短絡閾値設定回路31に接続され、オフ駆動端子40bから短絡閾値設定回路31に入力電圧が入力されて、IGBT10の駆動に関する設定が行われる。これにより、オフ駆動端子40bと設定用の入力端子とを共通化でき、ドライブIC20の端子数を削減できる。
According to the third embodiment described above, the
(第4実施形態)
次に、第4実施形態に係るドライブIC20の構成について、図4を参照しつつ、第1実施形態と異なる点について説明する。第4実施形態では、ドライブIC20は、クランプ回路25の代わりにDESAT回路27(処理回路、検出回路)を備える。
(Fourth embodiment)
Next, the configuration of the
DESAT回路27は、IGBT10を保護するために、IGBT10に過電流が流れる不飽和状態を検出するための回路である。DESAT回路27は、ドライブIC20が備える端子40の一つである検出端子40e(所定端子)と接続及び切断可能になっている。また、AD変換回路30も、検出端子40eと接続及び切断可能になっている。さらに、設定値入力用回路50の抵抗51と抵抗52の接続点が、検出端子40eに接続されている。また、検出端子40eとIGBT10のコレクタ端子との間には、検出端子40eからIGBT10のコレクタ端子への向きが順方向となるように、ダイオード27aが接続されている。
The
検出端子40eがDESAT回路27に接続されていると、DESAT回路27は検出端子40eに所定電圧を印可する。通常、検出端子40eの電圧は、IGBT10のコレクタ電圧よりも高い。そのため、ダイオード27aに順方向のバイアス電圧が印可され、ダイオード27aに電流が流れる。これに対して、IGBT10が不飽和状態となりコレクタ電圧が高くなると、検出端子40eの電圧よりもIGBT10のコレクタ電圧の方が高くなる。そのため、ダイオード27aに逆方向のバイアス電圧が印可され、ダイオード27aに電流が流れなくなる。よって、ダイオード27aに電流が流れない場合に、IGBT10の不飽和状態を検出する。
When the
次に、ドライブIC20及び設定値入力用回路50の閾値設定動作について説明する。ドライブIC20がIGBT10をオン駆動する信号を出力していない時は、IGBT10に過電流が流れるおそれはない。そのため、オン駆動信号を出力していない時は、検出端子40eをDESAT回路27に接続していても、過電流の検出に使用されない。したがって、検出端子40eは、IGBT10をオン駆動する信号が出力されている時にDESAT回路27に接続される必要があるが、オン駆動する信号が出力されていない時にDESAT回路27に接続される必要はない。よって、IGBT10をオン駆動する信号が出力されていない時には、検出端子40eを設定用の入力端子として使用できる。
Next, the threshold setting operation of the
そこで、IGBT10をオン駆動する信号を出力している時には、検出端子40eをDESAT回路27に接続し、IGBT10をオン駆動する信号を出力していない時、特にオフ保持回路23の作動時には、検出端子40eをAD変換回路30を介して短絡閾値設定回路31及び過電流閾値設定回路32に接続する。詳しくは、検出端子40eは、オン駆動用定電流回路21の作動に伴いDESAT回路27に接続され、オフ保持回路23の作動に伴いAD変換回路30に接続される。
Therefore, the
これにより、IGBT10をオン駆動する信号を出力している時には、DESAT回路27から検出端子40eを介してダイオード27aへ電流が流れ、IGBT10の不飽和状態が検出される。一方、オフ保持回路23の作動時には、設定値入力用回路50のFET53がオンされ、電源54を抵抗51及び抵抗52で分圧した電圧が、検出端子40eを介してAD変換回路30へ入力され、入力電圧により短絡閾値及び過電流閾値が設定される。
As a result, when a signal for turning on the IGBT 10 is output, a current flows from the
以上説明した第4実施形態によれば、オン駆動する信号が出力されている時には、検出端子40eはDESAT回路27に接続され、オン駆動する信号が出力されていない時には、検出端子40eはAD変換回路30を介して短絡閾値設定回路31及び過電流閾値設定回路32に接続される。これにより、検出端子40eと設定用の入力端子とを共通化でき、ドライブIC20の端子数を削減できる。
According to the fourth embodiment described above, the
(第5実施形態)
次に、第5実施形態に係るドライブIC20の構成について、図5を参照しつつ、第4実施形態と異なる点について説明する。第5実施形態では、AD変換回路30、短絡閾値設定回路31及び過電流閾値設定回路32を備えず、代わりに並列駆動設定回路33を備える。また、設定値入力用回路50が異なる。また、IGBT10は、他のIGBTと並列接続されている場合と、並列接続されていない場合とがある。
(Fifth embodiment)
Next, the configuration of the
並列駆動設定回路33は、並列駆動設定回路33は、検出端子40e(所定端子)と接続及び切断可能になっており、IGBT10を並列で駆動するか単一で駆動するか設定する回路である。IGBT10を他のIGBTと並列に接続して駆動する場合は、並列駆動を設定し、IGBT10を単一で駆動する場合は、単一駆動を設定する。具体的には、並列駆動設定回路33は、検出端子40eが並列駆動設定回路33に接続されている場合に、検出端子40eに入力された電圧がLowの場合には並列駆動を設定し、入力電圧がHiの場合には単一駆動を設定する。あるいは、並列駆動設定回路33は、検出端子40eに入力された電圧がLowの場合には単一駆動を設定し、入力電圧がHiの場合には並列駆動を設定してもよい。
The parallel
設定値入力用回路50は、プルダウン回路又はプルアップ回路である。図5に示す設定値入力用回路50は、プルダウン回路であり、抵抗55及びスイッチング素子であるFET53を備える。抵抗55の一端は、FET53のソース端子と接続されており、抵抗55の他端は、検出端子40eに接続されている。また、FET53のドレイン端子はグランドに接続されており、FET53のゲート端子は、オフ保持回路23のFET23aのゲート端子に接続されている。よって、オフ保持回路23の作動に伴い、FET53もオンされ、電圧0(Low)が検出端子40eに入力される。一方、設定値入力用回路50がプルアップ回路の場合は、オフ保持回路23の作動に伴い、電圧1(Hi)が検出端子40eに入力される。
The set
第4実施形態において述べたように、IGBT10をオン駆動する信号が出力されていない時には、検出端子40eを設定用の入力端子として使用できる。そこで、IGBT10をオン駆動する信号を出力している時には、検出端子40eをDESAT回路27に接続し、IGBT10をオン駆動する信号を出力していない時、特にオフ保持回路23の作動時には、検出端子40eを並列駆動設定回路33に接続する。詳しくは、検出端子40eは、オン駆動用定電流回路21の作動に伴いDESAT回路27に接続され、オフ保持回路23の作動に伴い並列駆動設定回路33に接続される。
As described in the fourth embodiment, when the signal for turning on the IGBT 10 is not output, the
これにより、IGBT10をオン駆動する信号を出力している時には、DESAT回路27から検出端子40eを介してダイオード27aへ電流が流れ、IGBT10の不飽和状態が検出される。一方、オフ保持回路23の作動時には、設定値入力用回路50のFET53がオンされ、検出端子40eにLow又はHiの電圧が入力され、IGBT10を並列駆動するか単一駆動するかが設定される。
As a result, when a signal for turning on the IGBT 10 is output, a current flows from the
以上説明した第5実施形態によれば、オン駆動する信号が出力されている時には、検出端子40eはDESAT回路27に接続され、オン駆動する信号が出力されていない時には、検出端子40eは並列駆動設定回路33に接続される。これにより、検出端子40eに入力された電圧により、並列駆動するか単一駆動するかを設定できる。
According to the fifth embodiment described above, the
(他の実施形態)
・ドライブIC20は、短絡閾値設定回路31、過電流閾値設定回路32、並列駆動設定回路33以外にも、例えば、IGBT10のオンオフ閾値やオン時間閾値等のIGBT10の駆動に関する設定を行う回路を備えていてもよい。ドライブIC20は、必要に応じた設定回路を備えていればよい。
(Other embodiments)
In addition to the short-circuit
・設定値入力用回路50から入力された1つの値の入力電圧から、IGBT10の駆動に関する3つ以上の設定を行ってもよい。この場合、AD変換回路30により、デジタル値に変換された入力電圧を、さらに3つ以上の値に変換する。
-Three or more settings related to driving of the IGBT 10 may be performed from an input voltage of one value input from the set
・ドライブICは、クランプ回路25、センス回路26及びDESAT回路27のうち2つ以上の回路を備えていてもよい。その場合、IGBT10をオン駆動する信号が出力されていない時に、2つ以上の所定端子のそれぞれに対して異なる入力電圧を入力してもよい。このようにすれば、AD変換回路30を備えていなくても、IGBT10の駆動に関する2つ以上の設定を行うことができる。
The drive IC may include two or more circuits among the
・実施形態1、2、4、5では、設定値入力用回路50のFET53のゲート端子は、オフ駆動回路22のFET22aのゲート端子と接続されていてもよい。すなわち、オフ駆動回路22のオンに伴い、設定値が設定回路に入力されるようにしてもよい。
In the first, second, fourth, and fifth embodiments, the gate terminal of the
・ドライブIC20を高耐圧回路にすると、端子削減効果がより高い。高耐圧の駆動回路では、低耐圧の駆動回路よりも必要な端子数が多いため、端子削減要求が強い。それゆえ、高耐圧の駆動回路において、使用しない端子と、設定用の入力端子とを共通化すれば、端子削減効果がより高くなる。
-If the
・ドライブIC20は、MOSFET等のIGBT10以外のトランジスタを駆動する回路であってもよい。
The
10…IGBT、20…ドライブIC、25…クランプ回路、26…センス回路、27…DESAT回路、31…短絡閾値設定回路、32…過電流閾値設定回路、33…並列駆動設定回路、40a…出力端子、40c…クランプ端子、40d…センス端子、40e…検出端子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... IGBT, 20 ... Drive IC, 25 ... Clamp circuit, 26 ... Sense circuit, 27 ... DESAT circuit, 31 ... Short-circuit threshold setting circuit, 32 ... Overcurrent threshold setting circuit, 33 ... Parallel drive setting circuit, 40a ... Output terminal 40c, clamp terminals, 40d, sense terminals, 40e, detection terminals.
Claims (10)
前記処理回路は、前記所定端子と接続及び切断可能にされており、前記出力端子から前記信号を出力している時に前記所定端子と接続されて前記所定端子を介した入出力により前記所定処理を行い、
前記設定回路は、前記所定端子と接続及び切断可能にされており、前記出力端子から前記信号を出力していない時に前記所定端子と接続されて前記所定端子に入力される入力電圧により前記設定を行うことを特徴とするトランジスタ駆動回路。 A predetermined terminal (40c, 40d, 40e), an output terminal (40a) for outputting a signal for turning on the transistor (10), a predetermined process when the signal is output from the output terminal, and the output A drive circuit comprising: a processing circuit (25, 26, 27) that does not perform the predetermined processing when the signal is not output from a terminal; and a setting circuit (31, 32, 33) that performs settings related to driving of the transistor (20)
The processing circuit can be connected to and disconnected from the predetermined terminal, and when the signal is output from the output terminal, the processing circuit is connected to the predetermined terminal and performs the predetermined processing by input / output through the predetermined terminal. Done
The setting circuit can be connected to and disconnected from the predetermined terminal, and the setting is performed by an input voltage that is connected to the predetermined terminal and input to the predetermined terminal when the signal is not output from the output terminal. A transistor driving circuit comprising:
前記所定端子は、前記信号を出力している時に前記クランプ回路に接続するクランプ端子(40c)であり、
前記信号を出力していない時に、前記クランプ端子を前記設定回路に接続する請求項1に記載のトランジスタ駆動回路。 The processing circuit is a clamp circuit (25) that limits a voltage applied to the transistor;
The predetermined terminal is a clamp terminal (40c) connected to the clamp circuit when outputting the signal,
The transistor drive circuit according to claim 1, wherein the clamp terminal is connected to the setting circuit when the signal is not output.
前記所定端子は、前記信号を出力している時に前記センス回路に接続するセンス端子(40d)であり、
前記信号を出力していない時に、前記センス端子を前記設定回路に接続する請求項1又は2に記載のトランジスタ駆動回路。 The processing circuit is a sense circuit (26) for detecting a current flowing through the transistor,
The predetermined terminal is a sense terminal (40d) connected to the sense circuit when outputting the signal,
3. The transistor driving circuit according to claim 1, wherein the sense terminal is connected to the setting circuit when the signal is not output.
前記所定端子は、前記信号を出力している時に前記検出回路に接続する検出端子(40e)であり、
前記信号を出力していない時に、前記検出端子を前記設定回路に接続する請求項1〜3のいずれかに記載のトランジスタ駆動回路。 The processing circuit is a detection circuit (27) for detecting an unsaturated state of the transistor,
The predetermined terminal is a detection terminal (40e) connected to the detection circuit when outputting the signal,
The transistor drive circuit according to claim 1, wherein the detection terminal is connected to the setting circuit when the signal is not output.
前記オフ保持回路の作動に伴い、前記入力電圧が前記所定端子に入力される請求項1〜4のいずれかに記載のトランジスタ駆動回路。 An off holding circuit (23) for holding off the transistor;
The transistor drive circuit according to claim 1, wherein the input voltage is input to the predetermined terminal in accordance with the operation of the off hold circuit.
前記複数のトランジスタに対して、前記トランジスタの駆動に関する同じ設定を用いる請求項1〜7のいずれかに記載のトランジスタ駆動回路。 Driving the plurality of transistors connected in parallel in parallel;
Wherein for a plurality of transistors, the transistor drive circuit according to any one of claims 1 to 7, using the same settings for the driving of the transistor.
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