JP7067328B2 - Gate drive circuit and pulse power supply for semiconductor switching elements - Google Patents

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Description

本発明は、パルス電源、および当該パルス電源に適用可能な半導体スイッチング素子のゲート駆動回路技術に係るものである。 The present invention relates to a pulse power supply and a gate drive circuit technique for a semiconductor switching element applicable to the pulse power supply.

種々の分野で適用されているパルス幅変調方式のパルス電源において、高圧・大電流のパルスを負荷に供給できる回路構成としては、パルスフォーミングライン(PFL),パルスフォーミングナットワーク(PFN),ブルームライン(BL)等の手段を利用する回路構成の他に、当該手段を利用せずに直流電源等からの直流電力エネルギーを半導体スイッチング素子によりパルス状に変換して負荷に直接供給する回路構成(後述の図2等では、半導体スイッチング素子SW1,SW2等によりパルス状に変換する構成;以下、単に直接供給構成と適宜称する)が、知られている(例えば特許文献1,2)。 In the pulse width modulation type pulse power supply applied in various fields, the circuit configurations capable of supplying high-voltage and large-current pulses to the load include pulse forming line (PFL), pulse forming nut work (PFN), and bloom line. In addition to a circuit configuration that uses means such as (BL), a circuit configuration that converts DC power energy from a DC power supply or the like into a pulse shape by a semiconductor switching element and directly supplies it to the load without using the means (described later). In FIG. 2 and the like, a configuration that converts into a pulse shape by semiconductor switching elements SW1, SW2 and the like; hereinafter, simply referred to as a direct supply configuration as appropriate) is known (for example, Patent Documents 1 and 2).

直接供給構成では、負荷に対する印加と同様に、半導体スイッチング素子に対して高圧・大電流が印加(例えば数kV~数十kV程度が印加)されることとなるため、当該半導体スイッチング素子には耐電圧性を有するものを適用することが望ましい。 In the direct supply configuration, a high voltage and a large current are applied to the semiconductor switching element (for example, several kV to several tens of kV are applied) in the same manner as the application to the load. It is desirable to apply one having voltage property.

また、負荷に対して所望のパルスを印加できるようにするため、半導体スイッチング素子のスイッチング動作(ターンオン・ターンオフ)の応答速度が速く(例えばパルスの立ち上がり時間/立ち下がり時間が数ns~数十ns程度に短く)、パルス幅を狭くでき(例えば数十ns~数百ns程度に狭くでき)、容易にパルス幅変調できる構成とすることが望ましい。 Further, in order to be able to apply a desired pulse to the load, the response speed of the switching operation (turn-on / turn-off) of the semiconductor switching element is fast (for example, the pulse rise time / fall time is several ns to several tens ns). It is desirable that the pulse width can be narrowed (for example, tens to hundreds of ns) and the pulse width can be easily modulated.

前述のように耐電圧性を有し所望のパルスを負荷に印加する半導体スイッチング素子としては、容量性のゲートを備えた構造(例えばSiC等を用いて成るMOSFET(MOS電界効果トランジスタ)構造)のものがあり、当該半導体スイッチング素子をゲート駆動回路で適宜動作させることが挙げられる。 As described above, the semiconductor switching element having withstand voltage and applying a desired pulse to the load is a structure having a capacitive gate (for example, a MOSFET (MOS field effect transistor) structure using SiC or the like). There is one, and the semiconductor switching element may be appropriately operated by a gate drive circuit.

ゲート駆動回路は、パルストランスの一次巻線がパルス電圧源に接続され、当該パルストランスの二次巻線が半導体スイッチング素子に接続された構成(具体的には、二次巻線一端側が半導体スイッチング素子のゲートに接続され、二次巻線他端側が当該半導体スイッチング素子のソースに接続された構成)が挙げられる。 The gate drive circuit has a configuration in which the primary winding of the pulse transformer is connected to the pulse voltage source and the secondary winding of the pulse transformer is connected to the semiconductor switching element (specifically, one end side of the secondary winding is semiconductor switching. The configuration is connected to the gate of the element and the other end side of the secondary winding is connected to the source of the semiconductor switching element).

特開2013-9216号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-9216 特開2010-193646号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-193646

前述のように半導体スイッチング素子に接続されるパルストランスの二次巻線は、当該半導体スイッチング素子のゲートまでの経路(以下、単にゲート信号経路と適宜称する)において、逆流を防止するダイオードが装備(例えばゲートに向かって順方向となるようにダイオードを直列に挿入接続して装備)される他に、抵抗器(いわゆるゲート抵抗器)等が装備されることがあり、これによりリンギングを抑制できるとされている。 As described above, the secondary winding of the pulse transformer connected to the semiconductor switching element is equipped with a diode that prevents backflow in the path to the gate of the semiconductor switching element (hereinafter, simply referred to as a gate signal path). For example, in addition to being equipped by inserting and connecting diodes in series so that they are in the forward direction toward the gate), a resistor (so-called gate resistor) may be equipped, which can suppress ringing. Has been done.

しかしながら、前述のようなゲート抵抗器によりゲート信号経路の抵抗が大きくなると、半導体スイッチング素子のスイッチング動作の応答速度が遅くなり易く、所望の高速動作ができなくなるおそれがある。 However, if the resistance of the gate signal path is increased by the gate resistor as described above, the response speed of the switching operation of the semiconductor switching element tends to be slow, and there is a possibility that the desired high-speed operation cannot be performed.

本発明は、かかる技術的課題を鑑みてなされたものであって、半導体スイッチング素子のスイッチング動作の応答速度の向上、およびリンギングの抑制に貢献する技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such technical problems, and an object of the present invention is to provide a technique that contributes to improvement of a response speed of a switching operation of a semiconductor switching element and suppression of ringing.

この発明の一態様は、一次巻線がパルス電圧源に接続されるパルストランスと、パルストランスの二次巻線一端側と二次巻線他端側との間において並列接続された放電用トランジスタおよびツェナーダイオードと、を備えた半導体スイッチング素子のゲート駆動回路である。 One aspect of the present invention is a discharge transistor in which a pulse transformer in which the primary winding is connected to a pulse voltage source is connected in parallel between one end side of the secondary winding and the other end side of the secondary winding of the pulse transformer. It is a gate drive circuit of a semiconductor switching element provided with a Zener diode and a Zener diode.

そして、パルストランスの二次巻線一端側は、半導体スイッチング素子のゲートに接続され、二次巻線一端側は、直列接続された第1,第2,第3ダイオードが、当該第1,第2,第3の順で半導体スイッチング素子のゲートに向かって順方向となるように、直列に挿入接続され、パルストランスの二次巻線他端側は、半導体スイッチング素子のソースに接続され、放電用トランジスタは、PNPトランジスタであって、エミッタが、二次巻線一端側における第2,第3ダイオードの間に接続され、コレクタが、二次巻線他端側に接続され、ベースが、二次巻線一端側における第1,第2ダイオードの間に接続、および抵抗器を介して二次巻線他端側に接続され、ツェナーダイオードは、カソードが、二次巻線一端側の第2,第3ダイオードの間における放電用トランジスタのエミッタとの接続点と、当該第3ダイオードと、の間に接続され、アノードが、二次巻線他端側に接続され、第3ダイオードのカソード側からアノード側にバイパスするバイパス回路が、接続され、半導体スイッチング素子は、容量性のゲートを有した構造であり、直流電源から負荷に供給される直流電力エネルギーをパルス状に変換することを特徴とする。 Then, one end side of the secondary winding of the pulse transformer is connected to the gate of the semiconductor switching element, and the first, second, and third diodes connected in series to the one end side of the secondary winding are the first and first diodes. The second and third terminals are inserted and connected in series so as to be forward toward the gate of the semiconductor switching element, and the other end of the secondary winding of the pulse transformer is connected to the source of the semiconductor switching element. The discharge transistor is a PNP transistor, in which the emitter is connected between the second and third diodes on one end side of the secondary winding, the collector is connected to the other end side of the secondary winding, and the base is. Connected between the first and second diodes on one end side of the secondary winding, and connected to the other end side of the secondary winding via a resistor, the Zener diode has a cathode whose cathode is on one end side of the secondary winding. 2. Connected between the connection point of the discharge transistor with the emitter between the 3rd diode and the 3rd diode, the anode is connected to the other end side of the secondary winding, and the cathode of the 3rd diode. A bypass circuit that bypasses from the side to the anode side is connected, and the semiconductor switching element has a structure with a capacitive gate, and is characterized by converting the DC power energy supplied from the DC power supply to the load into a pulse shape. And.

バイパス回路は、抵抗器が直列に挿入接続されているものであっても良い。また、半導体スイッチング素子は、SiCを用いて成るMOSFET構造であっても良い。 The bypass circuit may be one in which resistors are inserted and connected in series. Further, the semiconductor switching element may have a MOSFET structure using SiC.

他の態様は、負荷に対して直列接続される直流電源と、容量性のゲートを有し、直流電源と負荷との間に直列に挿入接続される第1の半導体スイッチング素子と、を備えたパルス電源である。そして、第1の半導体スイッチング素子は、前述のゲート駆動回路によりスイッチング動作することを特徴とする。 Another embodiment comprises a DC power source connected in series to the load and a first semiconductor switching element having a capacitive gate and inserted and connected in series between the DC power source and the load. It is a pulse power supply. The first semiconductor switching element is characterized in that the switching operation is performed by the above-mentioned gate drive circuit.

また、他の態様においては、容量性のゲートを有し、負荷に対して並列接続される第2の半導体スイッチング素子を、更に備え、第2の半導体スイッチング素子は、前述のゲート駆動回路によりスイッチング動作するものであっても良い。 Further, in another embodiment, the second semiconductor switching element having a capacitive gate and being connected in parallel to the load is further provided, and the second semiconductor switching element is switched by the above-mentioned gate drive circuit. It may be one that works.

以上示したように本発明によれば、半導体スイッチング素子のスイッチング動作の応答速度の向上、およびリンギングの抑制に貢献することが可能となる。 As shown above, according to the present invention, it is possible to contribute to the improvement of the response speed of the switching operation of the semiconductor switching element and the suppression of ringing.

実施例によるゲート駆動回路10を説明するための概略構成図。The schematic block diagram for demonstrating the gate drive circuit 10 by an Example. 本実施形態のゲート駆動回路(例えばゲート駆動回路10)の適用例であるパルス電源P1を説明するための概略構成図。The schematic block diagram for demonstrating the pulse power source P1 which is an application example of the gate drive circuit (for example, a gate drive circuit 10) of this embodiment. 図2のスイッチSW1,SW2のスイッチング動作例を説明するためのタイミングチャート図。The timing chart diagram for demonstrating the switching operation example of the switches SW1 and SW2 of FIG. 複数個直列接続されたスイッチ製品SWをスイッチング動作させるゲート駆動回路40を説明するための概略構成図。The schematic block diagram for demonstrating the gate drive circuit 40 which performs a switching operation of a plurality of switch product SW connected in series. 参照例によるゲート駆動回路50を説明するための概略構成図。The schematic block diagram for demonstrating the gate drive circuit 50 by a reference example.

本発明の実施形態における半導体スイッチング素子のゲート駆動回路は、直接供給構成のパルス電源に適用可能な半導体スイッチング素子(以下、単にスイッチと適宜称する)を適宜オン・オフするように駆動できるものであり、例えば従来の回路のように、パルストランスの二次巻線のゲート信号経路において単にゲート抵抗器等を装備した構成(以下、単に従来回路と適宜称する)とは、全く異なるものである。 The gate drive circuit for a semiconductor switching element according to the embodiment of the present invention can drive a semiconductor switching element (hereinafter, simply referred to as a switch) applicable to a pulse power supply having a direct supply configuration to be appropriately turned on and off. For example, it is completely different from a configuration in which a gate resistor or the like is simply provided in the gate signal path of the secondary winding of the pulse transformer (hereinafter, simply referred to as a conventional circuit) as in a conventional circuit.

すなわち、本実施形態は、ゲート抵抗器を装備する代わりに、パルストランスの二次巻線一端側(ゲート信号経路側)と二次巻線他端側との間において放電用トランジスタおよびツェナーダイオードを並列接続した構成である。 That is, in this embodiment, instead of equipping the gate resistor, a discharge transistor and a Zener diode are provided between one end side of the secondary winding (gate signal path side) of the pulse transformer and the other end side of the secondary winding. It is a configuration connected in parallel.

また、スイッチの過渡現象によりツェナーダイオード等を経由して流れ得る電流を、パルストランスの二次巻線一端側に備えられたバイパス回路により抑制した構成である。 Further, the current that can flow through the Zener diode or the like due to the transient phenomenon of the switch is suppressed by the bypass circuit provided on one end side of the secondary winding of the pulse transformer.

この本実施形態のような構成によれば、例えばパルストランスのゲート信号経路にゲート抵抗器を装備していなくても、スイッチのゲート・ソース間の電圧にリンギングが発生し得る場合に、ツェナーダイオードによって当該リンギングが抑制されることとなる。 According to the configuration as in this embodiment, for example, even if the gate signal path of the pulse transformer is not equipped with a gate resistor, the Zener diode can cause ringing in the voltage between the gate and the source of the switch. Will suppress the ringing.

また、前述のようにゲート抵抗器を装備しない構成により、例えば従来回路と比較して、ゲート信号経路の抵抗を小さくすることができる。これにより、スイッチのスイッチング動作の応答速度が速くなり、負荷に対して所望のパルスを供給し易くなる。 Further, as described above, the configuration without the gate resistor can reduce the resistance of the gate signal path as compared with, for example, the conventional circuit. As a result, the response speed of the switching operation of the switch becomes high, and it becomes easy to supply a desired pulse to the load.

また、前述のようにスイッチがターンオフ状態となる場合の過渡現象によって流れる電流は、電流量が大きくなると当該スイッチの誤動作を引き起こす要因の一つとなり得るが、本実施形態のように当該電流を抑制するバイパス回路を備えた構成によれば、当該スイッチの誤動作が抑制されることとなる。 Further, as described above, the current flowing due to the transient phenomenon when the switch is in the turn-off state can be one of the factors causing the switch to malfunction when the amount of current becomes large, but the current is suppressed as in the present embodiment. According to the configuration provided with the bypass circuit, the malfunction of the switch is suppressed.

本実施形態のスイッチのゲート駆動回路は、前述のようにパルストランスの二次巻線一端側と二次巻線他端側との間において放電用トランジスタおよびツェナーダイオードを並列接続し、スイッチの過渡現象によりツェナーダイオード等を経由して流れ得る電流を抑制した構成であれば、種々の分野(例えばパルス電源技術,ゲート駆動回路技術,半導体スイッチング素子技術等の分野)の技術常識を適宜適用して設計することが可能であり、その一例として以下に示すものが挙げられる。 In the gate drive circuit of the switch of the present embodiment, as described above, a discharge transistor and a Zener diode are connected in parallel between one end side of the secondary winding and the other end side of the secondary winding of the pulse transformer, and the transient of the switch. If the configuration suppresses the current that can flow through the Zener diode due to the phenomenon, the common technical knowledge of various fields (for example, the fields of pulse power supply technology, gate drive circuit technology, semiconductor switching element technology, etc.) is appropriately applied. It can be designed, and one example is shown below.

≪本実施形態によるゲート駆動回路の適用例≫
図2は、本実施形態のゲート駆動回路(例えば後述の図1に示すゲート駆動回路10)を適用できるパルス電源P1を説明するものである。
<< Application example of gate drive circuit according to this embodiment >>
FIG. 2 describes a pulse power supply P1 to which the gate drive circuit of the present embodiment (for example, the gate drive circuit 10 shown in FIG. 1 described later) can be applied.

図2に示すパルス電源P1は、負荷LDに対して直流電源EVが直列接続され、当該直流電源EVと負荷LDとの間(図2中では正極側)においてスイッチSW1が直列に挿入接続されている。直流電源EVの直流電力エネルギーを負荷LDに供給する場合に、図外のゲート駆動回路によって、スイッチSW1を適宜スイッチング動作させてターンオン・ターンオフを繰り返すことにより、当該直流電力エネルギーがパルス状に変換して負荷LDに供給される。すなわち、負荷LDに対して所望のパルスを供給できることとなる。 In the pulse power supply P1 shown in FIG. 2, a DC power supply EV is connected in series to the load LD, and a switch SW1 is inserted and connected in series between the DC power supply EV and the load LD (on the positive electrode side in FIG. 2). There is. When the DC power energy of the DC power supply EV is supplied to the load LD, the DC power energy is converted into a pulse by repeating turn-on / turn-off by appropriately switching the switch SW1 by a gate drive circuit (not shown). Is supplied to the load LD. That is, a desired pulse can be supplied to the load LD.

図2に示すパルス電源P1の場合、直流電源EVとスイッチSW1との間にコンデンサCの一端が接続され、当該コンデンサCの他端が直流電源EVの負極側に接続されている。このコンデンサCにより、直流電源EVの応答性に起因する電圧低下を抑制することができる。 In the case of the pulse power supply P1 shown in FIG. 2, one end of the capacitor C is connected between the DC power supply EV and the switch SW1, and the other end of the capacitor C is connected to the negative electrode side of the DC power supply EV. With this capacitor C, it is possible to suppress a voltage drop due to the responsiveness of the DC power supply EV.

また、スイッチSW1と負荷LDとの間に抵抗器r1直列に挿入接続されており、これにより、直流電源EVと負荷LDとの間に存在し得るインダクタンス成分L(漂遊インダクタンス)や負荷LDに起因するリンギングが抑制されることとなる。 Further, the resistor r1 is inserted and connected in series between the switch SW1 and the load LD, which is caused by the inductance component L (drifting inductance) and the load LD that may exist between the DC power supply EV and the load LD. Ringing will be suppressed.

負荷LDが容量性負荷であって直流電力エネルギーが残存すると、当該エネルギーにより、負荷LD側の電圧の立ち下り時間が長くなってしまう場合がある。このような場合には、図2に示すように、負荷LDに対してスイッチSW2を並列接続した構成が挙げられる。 If the load LD is a capacitive load and DC power energy remains, the energy may increase the fall time of the voltage on the load LD side. In such a case, as shown in FIG. 2, a configuration in which the switch SW2 is connected in parallel to the load LD can be mentioned.

具体的には、直流電源EVのスイッチSW1と負荷LDとの間に、スイッチSW2の一端を接続(図2では抵抗器r2を介して接続)し、当該スイッチSW2の他端を直流電源EVの負極側に接続した構成とし、スイッチSW1,SW2を図3のタイミングチャートに示すように適宜ターンオン・ターンオフするように、それぞれスイッチング動作させることが挙げられる。なお、図2中の抵抗器r2においても、抵抗器r1と同様に、直流電源EVと負荷LDとの間に存在し得るインダクタンス成分や負荷LDに起因するリンギングの抑制に貢献する。 Specifically, one end of the switch SW2 is connected between the switch SW1 of the DC power supply EV and the load LD (connected via the resistor r2 in FIG. 2), and the other end of the switch SW2 is connected to the DC power supply EV. It is configured to be connected to the negative electrode side, and the switches SW1 and SW2 may be switched on and off as appropriate as shown in the timing chart of FIG. The resistor r2 in FIG. 2 also contributes to the suppression of ringing caused by the inductance component and the load LD that may exist between the DC power supply EV and the load LD, similarly to the resistor r1.

このようにスイッチSW1,SW2をスイッチング動作させることにより、負荷LDに残存したエネルギーによる影響を抑制でき、負荷LD側の電圧を速やかに立ち下げることも可能となる。 By switching the switches SW1 and SW2 in this way, the influence of the energy remaining in the load LD can be suppressed, and the voltage on the load LD side can be quickly reduced.

負荷LDが抵抗負荷の場合には、前述のようにスイッチSW2等を装備していなくても、負荷LD側の電圧を速やかに立ち下げ易くなる可能性がある。 When the load LD is a resistance load, it may be easy to quickly lower the voltage on the load LD side even if the switch SW2 or the like is not equipped as described above.

スイッチSW1,SW2においては、前述のようにターンオン・ターンオフを繰り返すことにより、直流電源EVの直流電力をパルス状に変換して負荷LDに供給できる構成であれば、種々の態様を適用することが可能であり、その一例としてIGBT,MOSFET等の容量性のゲートを備えた構造のパワースイッチング素子を適用することが挙げられる。具体例としては、SiC(シリコンカーバイド)を用いて成り容量性のゲートを有したMOSFET構造の素子(いわゆるSiC素子)が挙げられる。 In the switches SW1 and SW2, various embodiments can be applied as long as the DC power of the DC power supply EV can be converted into a pulse shape and supplied to the load LD by repeating turn-on and turn-off as described above. It is possible, and one example thereof is to apply a power switching element having a structure having a capacitive gate such as an IGBT or MOSFET. As a specific example, an element having a MOSFET structure (so-called SiC element) having a capacitive gate made of SiC (silicon carbide) can be mentioned.

また、スイッチSW1,SW2においては、それぞれ目的の負荷LDに印加する高圧・大電流に応じた耐電圧性を有する構成であれば良い。例えば、ディスクリート型のスイッチ製品を適用して構成する場合、当該スイッチ製品単体の耐電圧性等が十分でなければ、当該スイッチ製品を複数個用いて適宜直列接続し、所望の耐電圧性等を持たせた構成とすることが挙げられる。 Further, the switches SW1 and SW2 may be configured to have withstand voltage resistance according to the high voltage and large current applied to the target load LD, respectively. For example, when a discrete type switch product is applied and configured, if the withstand voltage of the switch product alone is not sufficient, multiple switch products are used and connected in series as appropriate to obtain the desired withstand voltage. It is possible to have a configuration that has it.

具体例としては、図4に示すように複数個のスイッチ製品SW(図4中ではスイッチSW0,…,SWn-1,SWn)を直列接続し、各スイッチ製品SWをゲート駆動回路40により適宜スイッチング動作させることが挙げられる。 As a specific example, as shown in FIG. 4, a plurality of switch product SWs (switches SW 0 , ..., SW n-1 , SW n in FIG. 4) are connected in series, and each switch product SW is connected to the gate drive circuit 40. It is possible to perform a switching operation as appropriate.

ゲート駆動回路40においては、種々の態様が適用可能であり、例えば回路部41に、後述の図1のように放電用トランジスタQやツェナーダイオードDz等を適宜装備した構成が挙げられる。図4に示すように複数個のスイッチ製品SWを同時にスイッチング動作させる場合には、パルス電圧源(図示省略)に接続される一次巻線T1と、当該一次巻線T1に対向して配列された複数個の二次巻線T2と、を有したパルストランスPTを備えた構成が挙げられる。 Various aspects can be applied to the gate drive circuit 40, and examples thereof include a configuration in which the circuit unit 41 is appropriately equipped with a discharge transistor Q, a Zener diode Dz, or the like as shown in FIG. 1 described later. As shown in FIG. 4, when a plurality of switch product SWs are simultaneously switched, the primary winding T1 connected to a pulse voltage source (not shown) and the primary winding T1 are arranged to face each other. Examples thereof include a configuration including a pulse transformer PT having a plurality of secondary windings T2.

図4に示す一次巻線T1の場合、複数個(例えば直列接続されたスイッチ製品SWの個数分)の巻線部位Tmが所定間隔で直線状に配列(各二次巻線T2を想定して配列)された構成であり、その各巻線部位Tmに対応するように、各二次巻線T2が対向して配列されている。そして、各二次巻線T2に対し、対応するスイッチ製品SWがそれぞれ接続される構成となっている。 In the case of the primary winding T1 shown in FIG. 4, a plurality of winding portions Tm (for example, the number of switch product SWs connected in series) are linearly arranged at predetermined intervals (assuming each secondary winding T2). The configuration is arranged), and the secondary windings T2 are arranged so as to face each other so as to correspond to each winding portion Tm. The corresponding switch product SW is connected to each secondary winding T2.

また、一次巻線T1,二次巻線T2それぞれの巻数は、目的に応じて適宜設定可能である。後述の図1等では、一次巻線T1の巻線数が1Tに対し二次巻線T2が3Tに設定されている場合を描写しているが、これに限定されるものではない。図外のパルス電圧源によって発生したパルスを一次巻線T1からT2に伝達し、これによりスイッチ製品SW(後述の図1ではスイッチSW1)を所望通りに適宜スイッチング動作できる構成であれば良い。 Further, the number of turns of each of the primary winding T1 and the secondary winding T2 can be appropriately set according to the purpose. In FIG. 1 and the like described later, the case where the number of windings of the primary winding T1 is set to 1T and the secondary winding T2 is set to 3T is described, but the present invention is not limited to this. A pulse generated by a pulse voltage source (not shown) may be transmitted from the primary winding T1 to T2 so that the switch product SW (switch SW1 in FIG. 1 described later) can be appropriately switched as desired.

≪本実施形態によるゲート駆動回路の構成例≫
<参照例>
図2に示したスイッチSW1,SW2においては、前述したように容量性のゲートを備えた構造のSiC素子等のパワースイッチング素子をそれぞれ適用し、図3に示したタイミングで各々スイッチング動作させることが挙げられるが、当該スイッチSW1,SW2には、過渡現象に由来(図2の場合は、過渡現象の他にコンデンサCの影響にも由来)した電圧が印加される場合がある。
<< Configuration example of gate drive circuit according to this embodiment >>
<Reference example>
In the switches SW1 and SW2 shown in FIG. 2, a power switching element such as a SiC element having a structure having a capacitive gate can be applied as described above, and the switching operation can be performed at the timing shown in FIG. However, a voltage derived from a transient phenomenon (in the case of FIG. 2, also derived from the influence of the capacitor C in addition to the transient phenomenon) may be applied to the switches SW1 and SW2.

例えば図3の場合、タイミングt1においてスイッチSW1に過渡的な電圧が印加され、タイミングt2においてスイッチSW2に対して過渡的な電圧が印加されてしまうことが考えられる。 For example, in the case of FIG. 3, it is conceivable that a transient voltage is applied to the switch SW1 at the timing t1 and a transient voltage is applied to the switch SW2 at the timing t2.

また、スイッチSW1,SW2に適用されるSiC素子等においては、ゲート容量以外の寄生容量として、図5に示すスイッチSW1のように入力容量Ciss,出力容量Coss,帰還容量Crssが素子内部に存在する。 Further, in the SiC element or the like applied to the switches SW1 and SW2, as the parasitic capacitance other than the gate capacitance, the input capacitance Ciss, the output capacitance Coss, and the feedback capacitance Crss exist inside the element as in the switch SW1 shown in FIG. ..

このため、例えば図5に示すゲート駆動回路(図5ではスイッチSW1に適用した場合の参照例)50のように、放電用トランジスタQおよびツェナーダイオードDzを単に並列接続した構成では、スイッチSW1がターンオフ状態で過渡的な電圧が印加された場合に、ゲート駆動回路50(ツェナーダイオードDz等)に対して電流(後述のi1,i2のような経路の電流)が流れ得る。 Therefore, for example, in a configuration in which the discharge transistor Q and the Zener diode Dz are simply connected in parallel, as in the gate drive circuit (reference example when applied to the switch SW1 in FIG. 5) 50 shown in FIG. 5, the switch SW1 is turned off. When a transient voltage is applied in this state, a current (current in a path such as i1 or i2 described later) may flow through the gate drive circuit 50 (Zener diode Dz or the like).

図5のゲート駆動回路50の場合、放電用トランジスタQやツェナーダイオードDzの他に、二次巻線T2の一端側Tgの逆流を阻止するための第1,第2ダイオードD1,D2や、バイパス回路用の抵抗器R3や、静電気防止用の抵抗器R4を備えた構成となっている。また、放電用トランジスタQのベースにおいて、抵抗器R1を介して二次巻線T2の他端側Tsに接続した構成となっている。 In the case of the gate drive circuit 50 of FIG. 5, in addition to the discharge transistor Q and the Zener diode Dz, the first and second diodes D1 and D2 for preventing the backflow of the Tg on one end side of the secondary winding T2 and the bypass. It is configured to include a resistor R3 for a circuit and a resistor R4 for preventing static electricity. Further, the base of the discharge transistor Q is connected to the other end side Ts of the secondary winding T2 via the resistor R1.

抵抗器R1は、放電用トランジスタQの電流増幅率hfeやベース電流の大きさ等を考慮して適宜適用する。例えば、抵抗器R1の抵抗値が大きい場合、放電用トランジスタQにおいては、ベース電流が小さくなってしまう傾向となるものの、当該放電用トランジスタQの電流増幅率hfeが大きければ、十分な量のコレクタ電流を流すことも可能となる。 The resistor R1 is appropriately applied in consideration of the current amplification factor hfe of the discharge transistor Q, the magnitude of the base current, and the like. For example, when the resistance value of the resistor R1 is large, the base current tends to be small in the discharge transistor Q, but if the current amplification factor hfe of the discharge transistor Q is large, a sufficient amount of collector is collected. It is also possible to pass an electric current.

一方、抵抗器R1の抵抗値が小さい場合、放電用トランジスタQにおいては、ベース電流を大きくし易くなり、当該放電用トランジスタQの電流増幅率hfeが小さくても、十分な量のコレクタ電流を流すことも可能となる。 On the other hand, when the resistance value of the resistor R1 is small, it becomes easy to increase the base current in the discharge transistor Q, and even if the current amplification factor hfe of the discharge transistor Q is small, a sufficient amount of collector current flows. It is also possible.

このように、放電用トランジスタQにおいて十分な量のコレクタ電流を流せる構成であれば、スイッチSW1がターンオフ状態の場合に、当該スイッチSW1のゲート容量に残存している電荷を十分放電できることとなる。 As described above, if the discharge transistor Q is configured to allow a sufficient amount of collector current to flow, the charge remaining in the gate capacitance of the switch SW1 can be sufficiently discharged when the switch SW1 is in the turn-off state.

ここで、スイッチSW1がターンオフ状態で、ツェナーダイオードDzがツェナー動作せずに寄生容量が存在(スイッチSW1がターンオン状態の場合にツェナーダイオードDzがチャージされて存在)している状態の場合には、前述した帰還容量CrssとツェナーダイオードDzの寄生容量を介して、ループi1のような経路で電流が流れ得る。また、抵抗器R1の抵抗値が小さい場合には、ループi2のような経路でも電流が流れ得る。 Here, when the switch SW1 is in the turn-off state and the Zener diode Dz does not operate the Zener and has a parasitic capacitance (the Zener diode Dz is charged and exists when the switch SW1 is in the turn-on state), A current can flow through a path such as loop i1 via the above-mentioned feedback capacitance Crss and the parasitic capacitance of the Zener diode Dz. Further, when the resistance value of the resistor R1 is small, a current can flow even in a path such as loop i2.

ループi1,i2に流れる電流の電流量が大きくなると、スイッチSW1のゲート・ソース間の電圧も大きくなる。そして、当該電圧が所定のしきい値電圧を超えた場合には、スイッチSW1の誤動作(例えば意に反したターンオン状態)や、当該スイッチSW1の損傷等を引き起こすおそれがある。 As the amount of current flowing through the loops i1 and i2 increases, the voltage between the gate and source of the switch SW1 also increases. If the voltage exceeds a predetermined threshold voltage, the switch SW1 may malfunction (for example, an unexpected turn-on state) or the switch SW1 may be damaged.

なお、ツェナーダイオードDzにおいて、カソードが一端側Tgにおける第1ダイオードD1のアノード側に接続した接続構成とした場合には、ループi1のような経路の電流を第1,第2ダイオードD1,D2によってブロックするように抑制できるものの、スイッチSW1のゲート・ソース間と、ツェナーダイオードDzと、の両者間(以下、単にスイッチ・ツェナー間と適宜称する)の距離が長くなってしまう。 In the Zener diode Dz, when the cathode is connected to the anode side of the first diode D1 at the one end side Tg, the current of the path such as the loop i1 is transmitted by the first and second diodes D1 and D2. Although it can be suppressed so as to block, the distance between the gate and the source of the switch SW1 and the Zener diode Dz (hereinafter, simply referred to as simply the switch and the Zener) becomes long.

そして、スイッチ・ツェナー間の距離が長くなると、当該スイッチ・ツェナー間に存在し得るインダクタンス成分により、スイッチSW1のゲート・ソース間の電圧にリンギングが発生し易くなるおそれがある。 When the distance between the switch and the Zener is long, ringing may easily occur in the voltage between the gate and the source of the switch SW1 due to the inductance component that may exist between the switch and the Zener.

また、抵抗器R1において、抵抗値が比較的大きいものを適用することにより、ループi2の電流を抑制できるものの、放電用トランジスタQのベース電流が小さくなってしまう傾向となる。したがって、当該放電用トランジスタQの電流増幅率hfeが小さい場合には、当該放電用トランジスタQの所望の機能を十分発揮できなくなるおそれがある(例えば、コレクタ電流を十分流すことが困難になってしまう)。 Further, by applying a resistor R1 having a relatively large resistance value, the current of the loop i2 can be suppressed, but the base current of the discharge transistor Q tends to be small. Therefore, when the current amplification factor hfe of the discharge transistor Q is small, the desired function of the discharge transistor Q may not be sufficiently exhibited (for example, it becomes difficult to sufficiently flow the collector current). ).

また、ゲート駆動回路50をスイッチSW1に適用した場合の過渡現象等について説明したが、当該ゲート駆動回路50をスイッチSW2に適用した場合も、同様の過渡現象等が起こり得る。 Further, although the transient phenomenon and the like when the gate drive circuit 50 is applied to the switch SW1 have been described, the same transient phenomenon and the like may occur when the gate drive circuit 50 is applied to the switch SW2.

以上示した過渡現象等を踏まえて、ループi1,i2のような経路で流れる電流を抑制し、当該電流の電流量が大きくなり過ぎないようにすることが好ましい。その一例としては、図5のゲート駆動回路50のように放電用トランジスタQおよびツェナーダイオードDzを単に並列接続した構成を適用するのではなく、以下に示す実施例のように、一端側Tgに備えられたバイパス回路によりループi1,i2の電流を抑制できるようにした構成を適用することが挙げられる。 Based on the transient phenomenon and the like shown above, it is preferable to suppress the current flowing in the path such as loops i1 and i2 so that the current amount of the current does not become too large. As an example thereof, instead of simply applying a configuration in which the discharge transistor Q and the Zener diode Dz are connected in parallel as in the gate drive circuit 50 of FIG. 5, the one end side Tg is provided as in the following embodiment. It is possible to apply a configuration in which the current of the loops i1 and i2 can be suppressed by the bypass circuit.

<実施例>
図1に示すゲート駆動回路10は、図2のスイッチSW1,SW2それぞれに適用可能な構成の一例を説明するものである。なお、図2~図5に示すものと同様のものには同一符号を付する等により、その詳細な説明を適宜省略する。また、ゲート駆動回路10は、スイッチSW1,SW2それぞれに同様に適用できるため、スイッチSW1に適用した場合を適宜説明し、スイッチSW2に適用した場合は適宜省略する。
<Example>
The gate drive circuit 10 shown in FIG. 1 describes an example of a configuration applicable to each of the switches SW1 and SW2 in FIG. The same components as those shown in FIGS. 2 to 5 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted as appropriate. Further, since the gate drive circuit 10 can be similarly applied to each of the switches SW1 and SW2, the case where it is applied to the switch SW1 will be described as appropriate, and the case where it is applied to the switch SW2 will be appropriately omitted.

図1のゲート駆動回路10においては、パルストランスPTを備えた構成であり、そのパルストランスPTの一次巻線T1は図外のパルス電圧源に接続され、当該パルストランスPTの二次巻線T2はスイッチSW1に接続される。 The gate drive circuit 10 of FIG. 1 has a configuration including a pulse transformer PT, and the primary winding T1 of the pulse transformer PT is connected to a pulse voltage source (not shown), and the secondary winding T2 of the pulse transformer PT is connected. Is connected to the switch SW1.

二次巻線T2においては、当該二次巻線T2の一端側TgがスイッチSW1のゲートに接続され、他端側TsがスイッチSW1のソースに接続される。これにより、一端側Tgは、ゲート信号経路として機能できる構成となっている。 In the secondary winding T2, one end side Tg of the secondary winding T2 is connected to the gate of the switch SW1, and the other end side Ts is connected to the source of the switch SW1. As a result, the Tg on one end side can function as a gate signal path.

また、二次巻線T2において、一端側Tgは、直列接続された第1,第2,第3ダイオードD1,D2,D3が、当該第1,第2,第3ダイオードD1,D2,D3の順で、スイッチSW1のゲートに向かって順方向となるように、直列に挿入接続されている。 Further, in the secondary winding T2, the first, second and third diodes D1, D2 and D3 connected in series to the one end side Tg are connected to the first, second and third diodes D1, D2 and D3. In this order, they are inserted and connected in series so as to be in the forward direction toward the gate of the switch SW1.

また、二次巻線T2の一端側Tgと他端側Tsとの間において、放電用トランジスタQおよびツェナーダイオードDzが並列接続されている。 Further, a discharge transistor Q and a Zener diode Dz are connected in parallel between one end side Tg and the other end side Ts of the secondary winding T2.

放電用トランジスタQの接続構成において、エミッタは、一端側Tgにおける第2,第3ダイオードD2,D3の間に接続(図1では接続点p2に接続)され、コレクタが、他端側Tsに接続されている、ベースは、一端側Tgにおける第1,第2ダイオードD1,D2の間に接続(図1では接続点p1に接続)、および抵抗器R1を介して他端側Tsに接続されている。 In the connection configuration of the discharge transistor Q, the emitter is connected between the second and third diodes D2 and D3 at the one end side Tg (connected to the connection point p2 in FIG. 1), and the collector is connected to the other end side Ts. The base is connected between the first and second diodes D1 and D2 at one end side Tg (connected to the connection point p1 in FIG. 1), and is connected to the other end side Ts via the resistor R1. There is.

抵抗器R1においては、放電用トランジスタQの所望の機能を十分発揮できる範囲内で、比較的大きい抵抗値のものを適用することが挙げられる。 As the resistor R1, a resistor having a relatively large resistance value may be applied within a range in which the desired function of the discharge transistor Q can be sufficiently exhibited.

ツェナーダイオードDzの接続構成においては、カソードが、一端側Tgの第2,第3ダイオードD2,D3の間における放電用トランジスタQのエミッタとの接続点p2と、第3ダイオードD3と、の間に接続(図1では接続点p3に接続)され、アノードが、他端側Tsに接続された構成となっている。 In the connection configuration of the Zener diode Dz, the cathode is between the connection point p2 with the emitter of the discharge transistor Q between the second and third diodes D2 and D3 of the one end side Tg and the third diode D3. It is connected (connected to the connection point p3 in FIG. 1), and the anode is connected to the other end side Ts.

また、一端側Tgにおいては、第3ダイオードD3のカソード側からアノード側にバイパスできるように、バイパス回路BPが接続(図1では接続点p3,p4に接続)されており、当該バイパス回路BPには、抵抗器R2が直列に挿入接続されている。 Further, at one end side Tg, a bypass circuit BP is connected (connected to connection points p3 and p4 in FIG. 1) so that the third diode D3 can be bypassed from the cathode side to the anode side, and is connected to the bypass circuit BP. Is a resistor R2 inserted and connected in series.

バイパス回路BPにおいては、例えば第3ダイオードD3のターンオン状態における特性(Vf等)に応じて逆流(第3ダイオードD3のアノード側からカソード側への流れ)が生じ得るが、このような場合には、図1に示すように第4ダイオードD4を適用して逆流を阻止することが挙げられる。図1の第4ダイオードD4の場合、バイパス回路BPにおいて、スイッチSW1のゲートに向かって逆方向となるように直列に挿入接続されている。 In the bypass circuit BP, for example, backflow (flow from the anode side to the cathode side of the third diode D3) may occur depending on the characteristics (Vf, etc.) of the third diode D3 in the turn-on state. In such a case, , The fourth diode D4 may be applied to prevent backflow as shown in FIG. In the case of the fourth diode D4 of FIG. 1, in the bypass circuit BP, they are inserted and connected in series so as to be in the opposite direction toward the gate of the switch SW1.

抵抗器R2においては、スイッチSW1のゲート容量に残存している電荷を十分放電(バイパス回路BPを経由して放電用トランジスタQで放電)できる範囲内で、比較的大きい抵抗値のものを適用することが挙げられる。 In the resistor R2, a resistor having a relatively large resistance value is applied within a range in which the charge remaining in the gate capacitance of the switch SW1 can be sufficiently discharged (discharged by the discharge transistor Q via the bypass circuit BP). Can be mentioned.

以上のように構成されたゲート駆動回路10において、一次巻線T1が接続されている図外のパルス電圧源を適宜駆動して所望のパルスを発生し、当該パルスを一次巻線T1からT2に伝達させることにより、スイッチSW1を適宜スイッチング動作させることが可能となる。 In the gate drive circuit 10 configured as described above, a pulse voltage source (not shown) to which the primary winding T1 is connected is appropriately driven to generate a desired pulse, and the pulse is transferred from the primary winding T1 to T2. By transmitting the signal, the switch SW1 can be appropriately switched.

また、ツェナーダイオードDzを備えていることにより、ゲート抵抗器を装備しなくても、スイッチSW1のゲート・ソース間の電圧のリンギングを抑制できる。そして、ゲート抵抗器を装備しない構成によれば、一端側Tgにおいて抵抗を小さくし易くなり、スイッチSW1のスイッチング動作の応答速度の向上にも貢献でき、負荷LDに対して所望のパルスを供給し易くなる。 Further, by providing the Zener diode Dz, ringing of the voltage between the gate and the source of the switch SW1 can be suppressed without equipping the gate resistor. Further, according to the configuration without the gate resistor, it becomes easy to reduce the resistance at one end side Tg, it can contribute to the improvement of the response speed of the switching operation of the switch SW1, and the desired pulse is supplied to the load LD. It will be easier.

また、第3ダイオードD3のカソード側からアノード側にバイパスするバイパス回路BPにより、スイッチSW1がターンオフ状態における図5のループi1,i2のような経路の電流は、第3ダイオードD3でブロックされ、それぞれバイパス回路BPを経由することになる。このバイパス回路BPを経由する電流は、当該バイパス回路BPの抵抗値(図1では抵抗器R2の抵抗値)の大きさに応じて、抑制されることとなる。 Further, by the bypass circuit BP bypassing from the cathode side to the anode side of the third diode D3, the current of the path as in loops i1 and i2 of FIG. 5 in the turn-off state of the switch SW1 is blocked by the third diode D3, respectively. It will go through the bypass circuit BP. The current passing through the bypass circuit BP is suppressed according to the magnitude of the resistance value of the bypass circuit BP (the resistance value of the resistor R2 in FIG. 1).

これにより、例えば抵抗器R1の抵抗値を小さくし、放電用トランジスタQのベース電流を大きくしても、図5のループi2のような経路の電流を十分抑制(抵抗器R2の抵抗値の大きさに応じて抑制)することが可能となる。また、使用できる放電用トランジスタQのバリエーションが増えることにもなる。 As a result, for example, even if the resistance value of the resistor R1 is reduced and the base current of the discharge transistor Q is increased, the current in the path as shown in the loop i2 of FIG. 5 is sufficiently suppressed (the resistance value of the resistor R2 is large). It is possible to suppress it accordingly. In addition, the variation of the discharge transistor Q that can be used will increase.

ゆえに、ゲート駆動回路10のような構成によれば、ループi1,i2のような経路で流れる電流について、電流量が大きくなり過ぎないようにでき、スイッチSW1の誤動作が抑制されることとなる。 Therefore, according to the configuration such as the gate drive circuit 10, it is possible to prevent the current amount from becoming too large for the current flowing in the path such as the loops i1 and i2, and the malfunction of the switch SW1 is suppressed.

以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変更等が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変更等が特許請求の範囲に属することは当然のことである。 Although the above description has been made in detail only for the specific examples described in the present invention, it is clear to those skilled in the art that various changes and the like can be made within the scope of the technical idea of the present invention. It goes without saying that such changes belong to the scope of claims.

10,40…ゲート駆動回路
BP…バイパス回路
D1~D4…第1~第4ダイオード
Dz…ツェナーダイオード
EV…直流電源
LD…負荷
P1…パルス電源
PT…パルストランス
p1~p4…接続点
Q…放電用トランジスタ
R1,R2,r1,r2…抵抗器
SW1,SW2…スイッチ(第1,第2の半導体スイッチング素子)
T1…一次巻線
T2…二次巻線
Tg…一端側
Ts…他端側
10, 40 ... Gate drive circuit BP ... Bypass circuit D1 to D4 ... 1st to 4th diodes Dz ... Zener diode EV ... DC power supply LD ... Load P1 ... Pulse power supply PT ... Pulse transformer p1 to p4 ... Connection point Q ... For discharge Transistors R1, R2, r1, r2 ... Resistors SW1, SW2 ... Switches (first and second semiconductor switching elements)
T1 ... Primary winding T2 ... Secondary winding Tg ... One end side Ts ... End side

Claims (5)

一次巻線がパルス電圧源に接続されるパルストランスと、
パルストランスの二次巻線一端側と二次巻線他端側との間において並列接続された放電用トランジスタおよびツェナーダイオードと、
を備え、
パルストランスの二次巻線一端側は、半導体スイッチング素子のゲートに接続され、
二次巻線一端側は、直列接続された第1,第2,第3ダイオードが、当該第1,第2,第3の順で半導体スイッチング素子のゲートに向かって順方向となるように、直列に挿入接続され、
パルストランスの二次巻線他端側は、半導体スイッチング素子のソースに接続され、
放電用トランジスタは、PNPトランジスタであって、
エミッタが、二次巻線一端側における第2,第3ダイオードの間に接続され、
コレクタが、二次巻線他端側に接続され、
ベースが、二次巻線一端側における第1,第2ダイオードの間に接続、および抵抗器を介して二次巻線他端側に接続され、
ツェナーダイオードは、
カソードが、二次巻線一端側の第2,第3ダイオードの間における放電用トランジスタのエミッタとの接続点と、当該第3ダイオードと、の間に接続され、
アノードが、二次巻線他端側に接続され、
第3ダイオードのカソード側からアノード側にバイパスするバイパス回路が、接続され、
半導体スイッチング素子は、容量性のゲートを有した構造であり、直流電源から負荷に供給される直流電力エネルギーをパルス状に変換することを特徴とする半導体スイッチング素子のゲート駆動回路。
With a pulse transformer where the primary winding is connected to the pulse voltage source,
Discharge transistors and Zener diodes connected in parallel between one end of the secondary winding and the other end of the secondary winding of the pulse transformer.
Equipped with
One end of the secondary winding of the pulse transformer is connected to the gate of the semiconductor switching element,
On one end side of the secondary winding, the first, second, and third diodes connected in series are in the forward direction toward the gate of the semiconductor switching element in the order of the first, second, and third. , Inserted and connected in series,
The other end of the secondary winding of the pulse transformer is connected to the source of the semiconductor switching element,
The discharge transistor is a PNP transistor,
The emitter is connected between the second and third diodes on one end side of the secondary winding.
The collector is connected to the other end of the secondary winding,
The base is connected between the first and second diodes on one end side of the secondary winding, and is connected to the other end side of the secondary winding via a resistor.
Zener diode
The cathode is connected between the connection point of the discharge transistor with the emitter between the second and third diodes on one end side of the secondary winding and the third diode.
The anode is connected to the other end of the secondary winding,
A bypass circuit that bypasses from the cathode side to the anode side of the third diode is connected.
A semiconductor switching element has a structure having a capacitive gate, and is a gate drive circuit of a semiconductor switching element characterized by converting DC power energy supplied from a DC power supply to a load into a pulse shape.
バイパス回路は、抵抗器が直列に挿入接続されてい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ゲート駆動回路。 The gate drive circuit for a semiconductor switching element according to claim 1, wherein the bypass circuit has resistors inserted and connected in series. 半導体スイッチング素子は、SiCを用いて成るMOSFET構造であることを特徴とする請求項1または2に記載の半導体スイッチング素子のゲート駆動回路。 The gate drive circuit for a semiconductor switching element according to claim 1 or 2, wherein the semiconductor switching element has a MOSFET structure using SiC. 負荷に対して直列接続される直流電源と、
容量性のゲートを有し、直流電源と負荷との間に直列に挿入接続される第1の半導体スイッチング素子と、
を備え、
第1の半導体スイッチング素子は、請求項1~3の何れかに記載の半導体スイッチング素子のゲート駆動回路により、スイッチング動作することを特徴とするパルス電源。
A DC power supply connected in series to the load,
A first semiconductor switching element that has a capacitive gate and is inserted and connected in series between a DC power supply and a load.
Equipped with
The first semiconductor switching element is a pulse power supply characterized by switching operation by the gate drive circuit of the semiconductor switching element according to any one of claims 1 to 3.
容量性のゲートを有し、負荷に対して並列接続される第2の半導体スイッチング素子を、更に備え、
第2の半導体スイッチング素子は、請求項1~3の何れかに記載の半導体スイッチング素子のゲート駆動回路により、スイッチング動作することを特徴とする請求項4記載のパルス電源。
Further equipped with a second semiconductor switching element having a capacitive gate and connected in parallel to the load.
The pulse power supply according to claim 4, wherein the second semiconductor switching element performs switching operation by the gate drive circuit of the semiconductor switching element according to any one of claims 1 to 3.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202524281U (en) 2012-02-16 2012-11-07 江苏大学 Isolated rapid turn-off oxide field effect transistor (MOFET) driving circuit

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63139421A (en) * 1986-12-01 1988-06-11 Fuji Electric Co Ltd Gate driving circuit for mosfet
JPH0270526U (en) * 1988-07-29 1990-05-29
JP2621498B2 (en) * 1989-08-24 1997-06-18 富士電機株式会社 Gate drive circuit
EP2712082B1 (en) * 2012-09-21 2015-01-07 Ferroamp Elektronik AB Power switch circuit with planar transformer drive

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202524281U (en) 2012-02-16 2012-11-07 江苏大学 Isolated rapid turn-off oxide field effect transistor (MOFET) driving circuit

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