JPH01243721A - Power mos fet driving circuit - Google Patents

Power mos fet driving circuit

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Publication number
JPH01243721A
JPH01243721A JP63071095A JP7109588A JPH01243721A JP H01243721 A JPH01243721 A JP H01243721A JP 63071095 A JP63071095 A JP 63071095A JP 7109588 A JP7109588 A JP 7109588A JP H01243721 A JPH01243721 A JP H01243721A
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JP
Japan
Prior art keywords
power
gate
common mode
power mos
mode choke
Prior art date
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Pending
Application number
JP63071095A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeji Yamashita
茂治 山下
Kazutoshi Fuchigami
和利 渕上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Telecom Networks Ltd
Original Assignee
Fujitsu Telecom Networks Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To suppress the gate charging current of each power MOS FET to a prescribed value, and to prevent the deterioration of each power MOS FET due to a surge voltage by laying a common mode choke coil between the gates of the power MOS FET. CONSTITUTION:A common mode choke coil (current transformer) L1 is laid between the gate circuits of power MOS FETs Q1 and Q2. When a gate signal flows through the respective FETs Q1 and Q2, a charging current equivalent to the gates of the respective FETs Q1 and Q2 flows according to the low of equal ampere-turns of a common mode choke coil L1, etc., and the time for the gate voltages of the respective FETs Q1 and Q2 to arrive at a threshold voltage corresponds to each other.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は複数のパワーMOSFETを並列及び/或いは
直列駆動するスイッチング電源等において、各パワーM
OSFETのゲート充電電流のばらつきによってサージ
電圧が発生するのを抑制するために、各パワーMOSF
ETのゲート回路間にコモンモードチョークコイルを挿
入して各パワーMOSFETのゲート充電電流を所定値
に抑制し、サージ電圧によってパワーMOSFETが劣
下乃至破損するのを防止するようにしたものである。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention provides a switching power supply or the like that drives a plurality of power MOSFETs in parallel and/or series.
In order to suppress the generation of surge voltage due to variations in the gate charging current of the OSFET, each power MOSF
A common mode choke coil is inserted between the gate circuits of the ETs to suppress the gate charging current of each power MOSFET to a predetermined value, thereby preventing the power MOSFETs from being degraded or damaged by surge voltage.

〔産業上の利用分野] 本発明は、パワーMOSFET駆動回路に係り、特にス
イッチング電源等に用いられるパワーMOSFET駆動
回路に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a power MOSFET drive circuit, and particularly to a power MOSFET drive circuit used in a switching power supply or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

スイッチング電源としては各種の方式が提案されており
、これらのうち、フォワード型コンバータを有するスイ
ッチング電源等において、駆動トランスの出力を単一の
パワーMOSFETで増幅するだけでは電流容量が不足
する場合には、第6図に示されるように、駆動トランス
T1の出力回路に複数のパワーMOSFETQI、Q2
゜Q3を並列に介設してこれらを同時に駆動させる方式
が採用されている。
Various types of switching power supplies have been proposed, and among these, in switching power supplies with forward converters, if the current capacity is insufficient just by amplifying the output of the drive transformer with a single power MOSFET, , as shown in FIG. 6, a plurality of power MOSFETs QI, Q2 are connected to the output circuit of the drive transformer T1
A method is adopted in which Q3 is interposed in parallel and these are driven simultaneously.

又、単一のパワーMOSFETでは耐圧が不足する場合
には、第8図に示されるように、駆動トランスT1の各
出力でパワーMOSFETQ1、Q2を駆動する方式が
採用されている。
If a single power MOSFET does not have enough breakdown voltage, a method is adopted in which each output of the drive transformer T1 drives the power MOSFETs Q1 and Q2, as shown in FIG.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、第6図に示す方式では、FETQ1、Q
3はそれぞれオン抵抗が正の温度係数(■osドレイン
電流は負の温度係数)のため、完全なオン領域において
は、ドレイン電流はバランスするが、過渡時即ち、ター
ンオン、ターンオフ時には配線のインダクタンス、配線
による抵抗R1゜R2,R3などのバラツキで各素子間
の電流値(■。−3ドレイン電流)は、第7図に示され
るように、大きく相異するため、サージ電圧の発生によ
ってFETQ1、Q2.Q3が破損する虞があった。
However, in the system shown in FIG.
3 has a positive temperature coefficient for each on-resistance (■ os drain current has a negative temperature coefficient), so in the completely on region, the drain current is balanced, but during transitions, that is, turn-on and turn-off, the wiring inductance, As shown in Fig. 7, the current value (■.-3 drain current) between each element differs greatly due to variations in the resistances R1, R2, R3, etc. due to the wiring. Q2. There was a risk that Q3 would be damaged.

又、第8図の方式の場合においても、各FETQ1、Q
2のオフ時におけるドレインソース電圧が駆動トランス
T1の各巻線N1、N2.N3のカップリングの差や配
線抵抗、配線インダクタンスのバラツキなどによって、
第9図に示されるように、オフ時にサージ電圧のアンバ
ランスが生じ、FETQ1、Q2が破損する虞があった
Also, in the case of the method shown in Fig. 8, each FET Q1, Q
The drain-source voltage of each winding N1, N2 . Due to differences in N3 coupling, wiring resistance, wiring inductance variations, etc.
As shown in FIG. 9, an unbalanced surge voltage occurs when the FET is turned off, and there is a possibility that the FETs Q1 and Q2 may be damaged.

本発明は、前記従来の課題に鑑みて為されたものであり
、その目的は、パワーMOSFETのゲート充電電流の
アンバランスによってパワーMOSFETが破損するの
を防止することができるパワーMOSFET駆動回路を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a power MOSFET drive circuit that can prevent damage to the power MOSFET due to unbalance of the gate charging current of the power MOSFET. It's about doing.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

前記目的を達成するために、本発明は、複数のパワーM
OS  FETを並列及び/或いは駆動するスイッチン
グ電源等において、各パワーMOSFETのゲート回路
間にコモンモードチョークコイルを介設して各パワーM
OSFETのゲート充電電流を均一化するパワーMOS
FET駆動回路を構成したものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of powers M
In a switching power supply that parallels and/or drives OS FETs, a common mode choke coil is inserted between the gate circuits of each power MOSFET to connect each power MOSFET.
Power MOS that equalizes the gate charging current of OSFET
This is a configuration of an FET drive circuit.

〔作 用〕[For production]

各パワーMOSFETのゲートにはコモンモードチョー
クコイルを介してゲート電流が流れるため、コモンモー
ドチョークコイルの等アンペアターンの法則により、各
パワーMOSFETのゲート充電電流が均一化され、ゲ
ート充電電流のアンバランスによってパワーMOSFE
Tが破損するのを防止することができる。
Since the gate current flows through the gate of each power MOSFET via the common mode choke coil, the gate charging current of each power MOSFET is equalized due to the law of equal ampere turns of the common mode choke coil, and the gate charging current is unbalanced. Power MOSFE
It is possible to prevent the T from being damaged.

〔実施例〕〔Example〕

第1図には、本発明の一実施例の構成が示されている。 FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention.

本実施例は、図に示されるように、パワーMOSFET
QI、Q2のゲート回路間にコモンモードチョークコイ
ル(カレントトランス)Llを介設したものであり、他
の構成は第6図のものと同様であるので、同一のものに
は同一符号を付してそれらの説明は省略する。なお、コ
モンモードチョークコイルL1のFETQl側の巻数は
N2とされ、FETQ2例の巻数はN1=N2とされて
いる。
This embodiment uses a power MOSFET as shown in the figure.
A common mode choke coil (current transformer) Ll is interposed between the gate circuits of QI and Q2, and the other configuration is the same as that in Fig. 6, so the same parts are given the same symbols. Therefore, their explanation will be omitted. Note that the number of turns of the common mode choke coil L1 on the FETQl side is set to N2, and the number of turns of the FETQ2 example is set to N1=N2.

以上の構成において各FETQI、Q2にゲート信号が
流れると、第2図に示されるように、コモンモードチョ
ークコイルL1の等アンペアターンの法則に従って各F
ETQI、Q2のゲートには、第2図の破線で示される
ように、ゲート充電電流1g+=Igzとなる電流が流
れる。なお、コモンモードチョークコイルLlが介設さ
れていないときには、各FETQI、Q2には実線で示
されるようなゲート充電電流1g+、Igzが流れる。
In the above configuration, when a gate signal flows to each FET QI, Q2, each FET follows the law of equal ampere turns of the common mode choke coil L1, as shown in FIG.
As shown by the broken line in FIG. 2, a current of gate charging current 1g+=Igz flows through the gates of ETQI and Q2. Note that when the common mode choke coil Ll is not provided, gate charging currents 1g+ and Igz as shown by solid lines flow through each of the FETs QI and Q2.

このように、各FETQI、Q2のゲートには等しい充
電電流が流れるため、各FETQI、Q2のゲート電圧
がスレッショルド電圧に達する時間が一致し、各FET
QI、Q2のドレインソース電流は■。−31−IIl
 3+の電流が流れる。このためゲート充電電流のアン
バランスによって各FETQI、Q2の耐圧を越えたサ
ージ電圧が発生することは無く、ゲート充電電流のアン
バランスによってFETQI、Q2が破損するのを防止
することができる。
In this way, since the same charging current flows through the gates of each FETQI and Q2, the time when the gate voltage of each FETQI and Q2 reaches the threshold voltage coincides, and each FET
The drain-source currents of QI and Q2 are ■. -31-IIl
A current of 3+ flows. Therefore, a surge voltage exceeding the withstand voltage of each FET QI and Q2 is not generated due to an unbalance in the gate charging current, and damage to the FETs QI and Q2 due to an unbalance in the gate charging current can be prevented.

又、駆動トランスTの各出力信号でパワーMO5FET
QI、Q2.Q3を駆動する場合には各FETQI、Q
2、Q3のゲート回路間にコモンモードチョークコイル
LL、L2.L3を介設することによって前記実施例と
同様な効果を得ることが出来る(第3図参照)。
In addition, each output signal of the drive transformer T is connected to a power MO5FET.
QI, Q2. When driving Q3, each FETQI, Q
2, common mode choke coils LL, L2. By interposing L3, the same effect as in the previous embodiment can be obtained (see FIG. 3).

第4図には、本発明のさらに他の実施例の構成が示され
ている。
FIG. 4 shows the configuration of yet another embodiment of the present invention.

本実施例は、FETQI、Q2のゲート回路間にコモン
モードチョークコイルLlを挿入したものであり、他の
構成は第8図のものと同様であるので、第8図と同一の
もの及び相当するものには同一符号を付してそれらの説
明は省略する。
In this embodiment, a common mode choke coil Ll is inserted between the gate circuits of FETQI and Q2, and the other configuration is the same as that in FIG. 8, so it is the same as or equivalent to that in FIG. Components are given the same reference numerals and their descriptions will be omitted.

本実施例においても前記実施例と同様、FETQ1、Q
2にゲート信号を流すと、コモンモードチョークコイル
Llの等アンペアターンの法則によって、第5図の破線
で示されるように、各FETQI、Q2のゲートにはゲ
ート充電電流1g、。
In this embodiment, as in the previous embodiment, FETQ1, Q
When a gate signal is applied to FET 2, a gate charging current of 1 g is applied to the gate of each FET QI and Q2, as shown by the broken line in FIG. 5, due to the law of equal ampere turns of the common mode choke coil Ll.

Igzが流れる。即ち、FETQI、Q2のゲー   
′トには等しい充電電流が流れる。なお、コモンモード
チョークコイルL1の巻線N1、N2はN1=N2とさ
れている。
Igz flows. That is, the game of FETQI, Q2
An equal charging current flows through both. Note that the windings N1 and N2 of the common mode choke coil L1 are such that N1=N2.

このように、本実施例においても、各FETQ1、Q2
のゲートには等しい充電電流が流れるため、各FETQ
I、Q2のゲート電圧がスレッショルド電圧に達する時
間が等しくなり、各FETQ1、Q2のドレインソース
電圧は、第5図の破線で示されるように、等しくなり、
FETQI。
In this way, in this embodiment as well, each FETQ1, Q2
Since equal charging current flows through the gates of each FETQ
The time for the gate voltages of FETs I and Q2 to reach the threshold voltage becomes equal, and the drain-source voltages of each FET Q1 and Q2 become equal, as shown by the broken lines in FIG.
FETQI.

Q2がオフになるときサージ電圧■。、によってFET
QI、Q2が破損するのを防止することができる。
Surge voltage ■ when Q2 turns off. , by FET
It is possible to prevent QI and Q2 from being damaged.

なお、第1日本発明構成はステップモータ等の駆動回路
で実施し得る。
Note that the configuration of the first Japanese invention can be implemented with a drive circuit such as a step motor.

[発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、各パワーMOSF
ETのゲート回路間にコモンモードチョークコイルを挿
入して各パワーMOSFETのゲート充電電流を所定値
に抑制するようにしたため、各パワーMOSFETを並
列及び/或いは直列駆動するときに、各パワーMOSF
ETのゲート回路に配線抵抗、配線インダクタンスなど
のバラツキがあっても、各パワーMOSFETが破損す
ることなく、駆動することが出来、信顛性の向上に寄与
することができるという優れた効果が得られる。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, each power MOSF
A common mode choke coil is inserted between the gate circuits of the ETs to suppress the gate charging current of each power MOSFET to a predetermined value.
Even if there are variations in wiring resistance, wiring inductance, etc. in the ET gate circuit, each power MOSFET can be driven without being damaged, which has the excellent effect of contributing to improved reliability. It will be done.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は第1
図の動作を説明するための波形図、第3図は本発明の他
の実施例を示す回路図、第4図は本発明のさらに他の実
施例を示す回路図、第5図は第4図の作用を説明するた
めの波形図、第6図は従来例の回路図、 第7図は第6図の動作を説明するための波形図、第8図
は他の従来例の回路図、 第9図は第8図の動作を説明するための波形図である。 第1図、第3図及び第4図において、 T、TIは駆動トランス、 Q1、Q2.Q3はパワーMOSFET、L1、L2.
L3はコモンモードチョークコイルである。
Fig. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
3 is a circuit diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 4 is a circuit diagram showing still another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional example; FIG. 7 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG. 6; FIG. 8 is a circuit diagram of another conventional example. FIG. 9 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG. 8. In FIGS. 1, 3, and 4, T, TI are drive transformers, Q1, Q2. Q3 is a power MOSFET, L1, L2.
L3 is a common mode choke coil.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)複数のパワーMOSFET(Q1、Q2)を駆動
するパワーMOSFET駆動回路において、各パワーM
OSFETのゲート回路間にコモンモードチョークコイ
ル(L1、L2、L3)を介設して各パワーMOSFE
Tのゲート充電電流を均一化することを特徴とするパワ
ーMOSFET駆動回路。
(1) In a power MOSFET drive circuit that drives multiple power MOSFETs (Q1, Q2), each power
Common mode choke coils (L1, L2, L3) are interposed between the gate circuits of the OSFETs to
A power MOSFET drive circuit characterized by equalizing the gate charging current of T.
(2)前記複数のパワーMOSFETはスイッチング電
源において同時に並列にスイッチングされるパワーMO
SFETの各々であることを特徴とする請求項1記載の
パワーMOSFET駆動回路。
(2) The plurality of power MOSFETs are power MOSFETs that are simultaneously switched in parallel in a switching power supply.
The power MOSFET drive circuit according to claim 1, wherein each of the power MOSFET drive circuits is an SFET.
(3)前記複数のパワーMOSFETはステップモータ
の駆動のために同時に並列にスイッチングされるパワー
MOSFETの各々であることを特徴とする請求項1記
載ののパワーMOSFET駆動回路。
(3) The power MOSFET drive circuit according to claim 1, wherein the plurality of power MOSFETs are power MOSFETs that are switched simultaneously in parallel to drive a step motor.
(4)前記複数個のパワーMOSFETはスイッチング
電源において直列接続され同時にスイッチングされるパ
ワーMOSFETの各々であることを特徴とする請求項
1記載のパワーMOSFET駆動回路。
(4) The power MOSFET drive circuit according to claim 1, wherein the plurality of power MOSFETs are power MOSFETs connected in series and switched simultaneously in a switching power supply.
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