JPH02164218A - 半導体制御素子の保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電圧により主電流を制御する半導体制御素子
に係り、特に過電流時に好適な保護に関する。

〔従来の技術〕

従来、電圧制御形半導体素子の過電流保護については、
○ＨＭＩＩ月別冊（１９８７年１１月３０日０株式会社
オーム社発行）、第９２頁に述べられている。即ち、あ
る制御電圧で半導体制御素子を制御している最中に過電
流が流れた場合、制御電圧に従った主電流が流れ、ある
値で制限される。そして、ある時間内であれば半導体制
御素子は破壊されない。従って、その時間内に半導体制
御素子をしゃ断すれば保護される。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような過電流保護方法では、過電流発生時突入電流
が流れ半導体制御が破壊する迄の時間が短かくなるとい
う問題があった。

本発明の目的は、過電流発生時の突入電流を少なくする
ことにある。

〔課題を解決するための゛手段〕

上記目的は、過電流が流れる発生源に直列に電流を制限
する素子を挿入することにより達成される。

〔作用〕

トランジスタ、電界効果トランジスタ、ＩＧＢＴは突入
電流制限の作用を行なう。それによって電圧制御形半導
体素子に突入電流が流れなくなるので、破壊する迄の時
間が長くなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

第１図は半導体制御素子としてＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａ
ｔｅｄ　Ｇａｔｅ　Ｂｉｐｏｌａｒ　Ｔｒａｎｓｉｓｔ
ｅｒ）を電圧形インバータに使用した例である。今、何
らかの原因で上下アームが短絡したとする。この場合、
第１図の矢印に示すルートで過電流が流れるが、電流制
限用素子としてのトランジスタ１が無い場合は、第２図
に示すような突入電流が流れる。この理由は、過電流に
より直流回路の配線インダクタンス４で発生する電圧で
ＩＧＢＴ近辺の直流電圧ｖＤｃが降下するが、その後、
当初の直流電圧に戻る際のコレクタ・エミッタ間電圧の
変化（即ちｄｖ／ｄｔ）でＩＧＢＴのゲート・エミッタ
間が、第３図に示すＩＧＢＴの帰還容量Ｃｒｅｓを通っ
て、入力容量Ｃｉｅｓを充電することで上昇する。従っ
て、ＩＧＢＴのコレクタ電流は第４図に示すようにゲー
ト電圧が上昇することでコレクタ電流は増大し、突入電
流となる。

この突入電流を防ぐには、突入電流の電流源と直列にト
ランジスタ１を挿入する。このトランジスタ１は定電流
回路１１でベース電流を流すようにする。このようにす
れば、ベース電流で制限されるコレクタ電流しか流れな
いので突入電流は無くなる。又、過電流をしゃ断するの
はトランジスタ１かＩＧＢＴ５．６かは素子の特性を見
てどちらで行うか判断すればよい。

なお、コンデンサ２は電流の流入、流出があるのでトラ
ンジスタ１と逆並列にダイオード３を接続する必要があ
る。

第１図ではＩＧＢＴを例にしたが、同じ電圧制御素子で
ある電界効果トランジスタも同様である。

又、第１図では電流抑制用としてトランジスタを用いた
が、電界効果トランジスタ、ＩＧＢＴを用いてもよい。

この場合、先に述べたＩＧＢＴの突入電流が発生する原
因と同じことが電流抑制用素子でも発生する可能性があ
る。しかし、電流抑制用素子として電界効果トランジス
タやＩＧＢＴを用いた場合は、コンデンサ２の近くに取
付けるため配線インダクタンス分が少なく、又ゲート電
圧は低く設定することにより突入電流を抑えることがで
きる。

本実施例によれば、過電流発生時の突入電流を制限する
効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、過電流発生時の突入電流を制限できる
ので、電圧制御形半導体素子の破壊する迄の時間を伸ば
すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図”は本発明の一実施例を示す図、第２図は動作を
示す波形図、第３図はＩ　Ｇ　Ｂ　Ｔの浮遊容量を示す
図、第４図はＩ　Ｇ　Ｂ’Ｔの特性図である。 １・・・トランジスタ、５〜１０・・・ＩＧＢＴ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電圧により主電流を制御する半導体制御素子を使用
   する回路において、主電源又は主電源相当と直列にトラ
   ンジスタを挿入したことを特徴とする半導体制御素子の
   保護回路。 ２、主電源又は主電源相当と直列に電界効果トランジス
   タを挿入したことを特徴とする半導体制御素子の保護回
   路。 ３、主電源又は主電源相当と直列にＩＧＢＴを挿入した
   ことを特徴とする半導体制御素子の保護回路。