JPH02164280A - Driving method for insulated gate type bipolar transistor - Google Patents

Driving method for insulated gate type bipolar transistor

Info

Publication number
JPH02164280A
JPH02164280A JP63319834A JP31983488A JPH02164280A JP H02164280 A JPH02164280 A JP H02164280A JP 63319834 A JP63319834 A JP 63319834A JP 31983488 A JP31983488 A JP 31983488A JP H02164280 A JPH02164280 A JP H02164280A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
channel
short
signal
emitter
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP63319834A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Miki
広志 三木
Yasuji Seki
関 保治
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co 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
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP63319834A priority Critical patent/JPH02164280A/en
Publication of JPH02164280A publication Critical patent/JPH02164280A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a short-circuit accident by providing a period of short- circuiting a gate and an emitter with a resistor when ON and OFF states are switched. CONSTITUTION:An anti-parallel circuit of an N-channel IGBT 10 and a free wheel diode 11 is connected in series with an antiparallel circuit of a P-channel IGBT 20 and a free wheel diode 21, it is connected to a DC power source, and alternately turned ON and OFF for power conversion. A short-circuit switch 30, a short-circuit resistor, an edge detector 32A and a waiting time circuit 32 of a timer 32B are provided, and a pulse becoming a logic H signal is output only for a predetermined period of time from the time point of inputting of an ON signal. As a result, a short-circuit accident in which the series circuit of the IGBT simultaneously turned ON can be avoided.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、Nチャネルの絶縁ゲート形バイポーラトラ
ンジスタ(以下ではIC;BTと略記する)と、Pチャ
ネルのI GBTとを直列に接続し、この直列回路の両
端に直流電源を接続して、両IGBTが交互にオン・オ
フを繰返すことで電力変換を行う際に、両I GBTが
同時にオンして電源短絡となる事故を回避するためのI
 GBTの駆動方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention connects an N-channel insulated gate bipolar transistor (hereinafter abbreviated as IC; BT) and a P-channel IGBT in series, When a DC power supply is connected to both ends of this series circuit and both IGBTs are turned on and off alternately to perform power conversion, this is to avoid an accident in which both IGBTs turn on at the same time and short circuit the power supply. I
This invention relates to a method for driving a GBT.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

I GBTは、バイポーラトランジスタが存する長所、
すなわち高耐圧化と大容量化が容易である点と、金属酸
化半導体電界・効果トランジスタ(以下ではMOSFE
Tと略記する)が有する長所、すなわち高速度でのスイ
ンチングを行うことができ、かつその駆動が容易である
点とを合わせて備えている素子である。
IGBT has the advantages of bipolar transistors,
In other words, it is easy to increase the breakdown voltage and capacity, and the metal oxide semiconductor field effect transistor (hereinafter referred to as MOSFE)
This is an element that has the advantages of the T-type (abbreviated as T), that is, it can perform high-speed switching and is easy to drive.

第5図はNチャネルI GBTの等価回路を示した回路
図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of an N-channel IGBT.

この第5図に示すように、NチャネルI (1;BTは
、NチャネルMO3FETIOA、NPN)ランリスク
IOB、PNP)ランリスクIOCおよび抵抗10Dか
らなり、NチャネルMOSFETl0Aのドレイン・ソ
ース間と、NPNトランジスタIOBのコレクタ・エミ
ッタ間とを並列に接続し、かつNPNトランジスタIO
BとPNPトランジスタIOCとは、サイリスク回路を
形成するものとしてあられすことができる。
As shown in FIG. 5, it consists of an N-channel MOSFET I (1; BT is N-channel MO3FETIOA, NPN) run risk IOB, PNP) run risk IOC and a resistor 10D. The collector and emitter of the transistor IOB are connected in parallel, and the NPN transistor IO
B and the PNP transistor IOC can be used to form a circuit.

このNチャネルI GBTをオンにするには、これのゲ
ート(符号G)とエミッタ(符号E)との間に順バイア
ス電圧を印加する。その結果、NチャネルMO3FET
IOAにチャネルが形成されてこれが導通状態になり、
PNP )ランリスク10Cのエミッタ・ベース間が順
バイアスされるので、当富亥NチャネルI GBTのコ
レクタ(符号C)とエミッタEとの間が導通ずる。
To turn on this N-channel IGBT, a forward bias voltage is applied between its gate (labeled G) and emitter (labeled E). As a result, N-channel MO3FET
A channel is formed in the IOA, which becomes conductive,
Since the emitter-base of the PNP run risk 10C is forward biased, conduction occurs between the collector (symbol C) of the N-channel IGBT and the emitter E.

これとは逆に、このNチャネルI GBTのゲートG・
エミッタE間に逆バイアス電圧を印加すると、Nチャネ
ルM OS F E Tl0Aがオフとなり、PNP 
トランジスタIOCのベース電流が遮断されて当該PN
P トランジスタIOCがオフになるため、二〇Nチャ
ネルI GBTはオフとなる。
On the contrary, the gate G of this N-channel IGBT
When a reverse bias voltage is applied across the emitter E, the N-channel MOSFET Tl0A turns off and the PNP
The base current of the transistor IOC is cut off and the corresponding PN
Since the P transistor IOC is turned off, the 20N channel IGBT is turned off.

第6図はPチャネルI CBTの等桶回路を示した回路
図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing an isotube circuit of a P-channel ICBT.

PチャネルI GBTは、PチャネルMO3FET20
ASP N P トランジスタ20B、NPNトランジ
スタ20Cおよび抵抗20Dとで構成されていて、二〇
PチャネルI GBTをオンするには、これのゲートG
・エミッタE間に逆バイアス電圧を印加する。その結果
、PチャネルMOSFET20Aにチャネルが形成され
てこれが導通状態になるため、NP、N)ランリスク2
0Cのベース・エミッタ間が順バイアスとなり、当1亥
PチャネルI GBTの導通を開始する。
P channel I GBT is P channel MO3FET20
It is composed of an ASP N P transistor 20B, an NPN transistor 20C, and a resistor 20D, and in order to turn on the 20P channel IGBT, the gate G of this
・Apply reverse bias voltage between emitter E. As a result, a channel is formed in the P-channel MOSFET 20A and it becomes conductive, so NP, N) run risk 2
A forward bias is applied between the base and emitter of 0C, and the current P-channel IGBT starts to conduct.

また、PチャネルIGBTのゲートG・エミッタE間に
順バイアス電圧を印加すると、PチャネルMO3FET
2OAはオフとなり、NPN トランジスタ20Cへの
ベース電流が遮断されるので、このNPN トランジス
タ20Cがオフとなり、その結果、当8亥PチャネルI
 GBTがオフとなる。
Furthermore, when a forward bias voltage is applied between the gate G and emitter E of the P-channel IGBT, the P-channel MO3FET
2OA is turned off, cutting off the base current to the NPN transistor 20C, which turns off this NPN transistor 20C, and as a result, this 8P channel I
GBT is turned off.

ところで、2個のI GBTを直列に接続して、この直
列回路の両端に電源を接続して、両IGBTを交互にオ
ンとオフとを繰返させることにより、電力変換を行うこ
とができるのは周知である。
By the way, power conversion can be performed by connecting two IGBTs in series, connecting a power supply to both ends of this series circuit, and repeatedly turning both IGBTs on and off alternately. It is well known.

しかしながら、オン状態にあるIGBTにオフ信号を印
加しても、当B ■G B Tには電荷の蓄積時間が存
在するので、直ちに電流を遮断できない。
However, even if an off signal is applied to an IGBT that is in an on state, the current cannot be immediately interrupted because there is a charge accumulation time in the IGBT.

それ故、上述のように直列接続した2個のIGBTを、
交互にオン・オフ動作をさせて電力変換を行う場合に、
両者が同時にオンとなって電源短絡事故を生じることが
ないように、適切な処置を講じる必要がある。
Therefore, two IGBTs connected in series as described above,
When performing power conversion by alternately turning on and off,
Appropriate measures must be taken to prevent both from turning on at the same time and causing a power short circuit.

第7図は2個のI GBTを直列接続して電力変換を行
う場合に短絡防止機能を付加したI GBTの駆動回路
の従来例を示した回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a conventional example of an IGBT drive circuit with a short-circuit prevention function added when power conversion is performed by connecting two IGBTs in series.

この第7図において、NチャネルIGBTIOにフリー
ホイールダイオード11を逆並列接続したものと、Pチ
ャネルIGBT20にフリーホイールダイオード21を
逆並列接続したものとを直列接続し、この直列回路の両
端に直流量tA1を接続する。
In FIG. 7, an N-channel IGBTIO with a freewheeling diode 11 connected in antiparallel and a P-channel IGBT20 with a freewheeling diode 21 connected in antiparallel are connected in series, and a DC current is applied to both ends of the series circuit. Connect tA1.

これら両IGBTIOと20 とを交互にオン・オフ動
作させるI GBT駆動用のオン・オフ信号は、ホトカ
プラ2で絶縁して供給する。いま、ホトカ′プラ2の1
次側にオン・オフ信号として電流を流すと、これの2次
側に電流が流れてMOSFET8がオフになるため、ト
ランジスタ 13がオンとなる。このトランジスタ 1
3のオンにより、ゲート駆動電tA12が、このトラン
ジスタ13 と上アーム抵抗回路14を介して、Nチャ
ネルIGBTIOのゲート・エミッタ間に順バイアス電
圧として印加され、当該NチャネルIGBTをターンオ
ンするが、これと同時に、PチャネルIGBT 20の
ゲート・エミッタ間が、下アーム抵抗回路24を介して
逆バイアスされることになるので、このPチャネルIG
BT20はターンオフすることとなる。
On/off signals for driving the IGBTs that alternately turn on and off both IGBTIOs and 20 are isolated and supplied by the photocoupler 2. Now, Hotoka'Pla 2-1
When a current is passed to the next side as an on/off signal, the current flows to the secondary side of the MOSFET 8, turning off the MOSFET 8, and thus turning on the transistor 13. This transistor 1
3 turns on, the gate drive current tA12 is applied as a forward bias voltage between the gate and emitter of the N-channel IGBTIO via the transistor 13 and the upper arm resistance circuit 14, turning on the N-channel IGBTIO. At the same time, the gate-emitter of the P-channel IGBT 20 is reverse biased via the lower arm resistance circuit 24, so the P-channel IGBT 20
BT20 will be turned off.

このとき、上アーム抵抗回路14を構成しているダイオ
ード14Cは逆バイアスされているので、この上アーム
抵抗回路14 は抵抗14Aのみが作用するので、その
抵抗値は大であるが、下アーム抵抗回路24を構成して
いるダイオード24Cは順バイアスさ、れており、従っ
てこの下アーム抵抗回路24 は抵抗24Aと抵抗24
Bとの並列回路が形成されることから、その抵抗値は小
である。
At this time, since the diode 14C constituting the upper arm resistance circuit 14 is reverse biased, only the resistance 14A acts on this upper arm resistance circuit 14, so its resistance value is large, but the lower arm resistance The diode 24C constituting the circuit 24 is forward biased, so the lower arm resistor circuit 24 is connected to the resistor 24A and the resistor 24.
Since a parallel circuit with B is formed, its resistance value is small.

電圧駆動形の半導体素子は、−aに、そのゲートに接続
している抵抗の値が大になるのに従ってスイッチング時
間が長くなる。それ故、第7図に図示の回路では、上ア
ームすなわちNチャネル■GBTIOは遅くターンオン
し、下アームすなわちPチャネルIGBT20は早くタ
ーンオフすることとなる。
In a voltage-driven semiconductor element, the switching time becomes longer as the value of the resistance connected to its gate increases. Therefore, in the circuit shown in FIG. 7, the upper arm, ie, the N-channel IGBTIO, is turned on later, and the lower arm, ie, the P-channel IGBT 20, is turned off earlier.

次にホトカブラ2の1次電流をオフにすると、これの2
次f流もオフとなり、MOSFET8のゲート・ソース
間に電圧が加わって、このMOSFET8をオンにする
。その結果トランジスタ23がオンになって、ゲート駆
動電源22の電圧が、NチャネルIGBTIOのゲート
・エミッタ間に逆バイアス電圧として印加し、これをタ
ーンオフするのであるが、このときダイオード14Cは
順バイアスされるので、このNチャネルI GBTlo
のゲートに接続している上アーム抵抗回路14の抵抗値
は小となり、従って当11 NチャネルIGBTIOは
早くターンオフすることとなる。
Next, when the primary current of photocoupler 2 is turned off, this 2
The next f current is also turned off, and a voltage is applied between the gate and source of MOSFET 8, turning this MOSFET 8 on. As a result, the transistor 23 is turned on, and the voltage of the gate drive power supply 22 is applied as a reverse bias voltage between the gate and emitter of the N-channel IGBTIO, turning it off. At this time, the diode 14C is forward biased. Therefore, this N channel I GBTlo
The resistance value of the upper arm resistance circuit 14 connected to the gate of the upper arm resistor circuit 14 becomes small, so that the N-channel IGBTIO is turned off quickly.

これと同時に、ゲート駆動電a22がPチャネルIC;
BT20のゲート・エミッタ間に順バイアス電圧として
印加してこれをターンオンするが、このときダイオード
24Cは逆バイアスされていて、下アーム抵抗回路24
の抵抗値は大、従ってPチャネルIGBT20 は遅く
ターンオンすることとなる。
At the same time, the gate drive voltage a22 is connected to the P-channel IC;
A forward bias voltage is applied between the gate and emitter of BT20 to turn it on, but at this time the diode 24C is reverse biased and the lower arm resistance circuit 24
The resistance value of is large, so the P-channel IGBT 20 is turned on late.

〔発明が解決しようとする課題] 上述したように、従来のI GBT駆動回路では、ター
ンオンしようとするrGBTのゲート回路の抵抗値を大
にしてそのターンオン時間を長くし、ターンオフしよう
とするI GBTのゲート回路の抵抗値は、これとは逆
に小にしてそのターンオフ時間を短くすることにより、
上下アームが共にオンとなる短絡事故を防止している。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional IGBT drive circuit, the resistance value of the gate circuit of the rGBT that is about to be turned on is increased to lengthen the turn-on time, and the IGBT that is about to be turned off is increased. Conversely, by reducing the resistance value of the gate circuit and shortening its turn-off time,
This prevents short-circuit accidents where both the upper and lower arms are turned on.

この場合の短絡防止期間は、ゲートに接続する抵抗の値
と、■(1,BTの入力容量ならびにその時定数によっ
て左右されるため、この短絡防止期間を確実な値に設定
することができないという不都合があった。
In this case, the short-circuit prevention period depends on the value of the resistor connected to the gate, and (1) the input capacitance of the BT and its time constant, so the short-circuit prevention period cannot be set to a reliable value. was there.

そこでこの発明の目的は、2個のl GBTを直列に接
続して、両者を交互にオン・オフさせる場合に、両者が
共にオンとなる短絡状態を回避するための、確実な短絡
防止期間を設定することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a reliable short-circuit prevention period in order to avoid a short-circuit state in which both are turned on when two lGBTs are connected in series and both are turned on and off alternately. It's all about setting.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するために、この発明の駆動方法は、
Nチャネル絶縁ゲート形バイポーラトランジスタのエミ
ッタと、Pチャネル絶縁ゲート形バイポーラトランジス
タのエミッタとを結合し、これら両絶縁ゲート形バイポ
ーラトランジスタのコレクタ間に直流電源を接続して、
これら両絶縁ゲート形バイポーラトランジスタを交互に
オン・オフを繰返させる駆動方法において、前記両絶縁
ゲート形バイポーラトランジスタのオン状態とオフ状態
とを切替える際に、それぞれの絶縁ゲート形バイポーラ
トランジスタのゲートとエミッタとを、例えば抵抗を介
して短絡する期間を設けるものとする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the driving method of the present invention has the following features:
The emitter of the N-channel insulated gate bipolar transistor is coupled to the emitter of the P-channel insulated gate bipolar transistor, and a DC power source is connected between the collectors of both insulated gate bipolar transistors.
In a driving method in which both insulated gate bipolar transistors are alternately turned on and off, when switching between the on state and off state of both insulated gate bipolar transistors, the gate and emitter of each insulated gate bipolar transistor are For example, a period is provided in which they are short-circuited via a resistor.

[作用] この発明は、2個のI GBTの直列回路において1.
一方のIGBTをオンからオフに、他方のIGBTをオ
フからオンに切替える際に、それぞれのI GBTのゲ
ートとエミッタとの間を、例えば抵抗を介して一定時間
短絡することにより、これらIC;BTに蓄積していた
電荷を消滅させる。この一定時間経過後に、これらのI
 GBTに、切替えるべきオンまたはオフ信号を与える
ことにより、IGBTの直列回路に短絡事故が生じるの
を回避するとともに、確実な短絡防止期間が設定できる
ようにするものである。
[Operation] The present invention provides the following advantages in a series circuit of two IGBTs.
When switching one IGBT from on to off and the other IGBT from off to on, these ICs; Dissipates the charge accumulated in the After this certain period of time has passed, these I
By giving the GBT an on or off signal to be switched, it is possible to avoid a short-circuit accident in a series circuit of IGBTs and to set a reliable short-circuit prevention period.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の主旨をあられした機能ブロック図であ
る。
FIG. 1 is a functional block diagram showing the gist of the present invention.

この第1図において、NチャネルIGBTIOとフリー
ホイールダイオード11 との逆並列回路と、Pチャネ
ルIGBT20 とフリーホイールダイオード21 と
の逆並列回路とを直列に接続し、この直列回路を図示し
ていない直流電源に接続して、NチャネルIGBTIO
とPチャネルIGBT 20とを、交互にオン・オフ動
作を繰返させることにより、電力変換を行うものである
In FIG. 1, an anti-parallel circuit of an N-channel IGBTIO and a freewheeling diode 11 and an anti-parallel circuit of a P-channel IGBT 20 and a freewheeling diode 21 are connected in series, and this series circuit is connected to a direct current (not shown). Connect to power supply, N-channel IGBTIO
Power conversion is performed by alternately repeating on/off operations of the P-channel IGBT 20 and the P-channel IGBT 20.

いま、上アームすなわちNチャネルI GBTloがオ
フからオンになる場合を考えると、下アームすなわちP
チャネルIGBT20はオンからオフに切替わることに
なる。それ故、当初はスイッチ16はオフでスイッチ2
6はオンしている。
Now, considering the case where the upper arm, that is, N channel IGBTlo, turns from off to on, the lower arm, that is, P
Channel IGBT 20 will be switched from on to off. Therefore, initially switch 16 is off and switch 2
6 is on.

なお短絡スイッチ30 はオフである。Note that the short circuit switch 30 is off.

ここで上アームをオンにする信号すなわち論理H信号が
与えられると、反転素子33の出力は論理り信号となる
ので、論理積素子25を介して、スイッチ26は直ちに
オフとなる。これと同時に、エツジ検出回路32Aとタ
イマ32Bとで構成している待ち時間回路32は、この
オン信号入力時点から、タイマ32Bで定める所定時間
だけ論理H信号となるパルスを出力する。従って、待ち
時間回路32がパルスを発生している期間中のみ、短絡
スイッチ30はオンであり、このパルスが終了した時点
でスイッチ16 はオンとなり、ゲート駆動電源12に
よりNチャネルIGBTIOを順バイアスしてこれを導
通させる。
When a signal that turns on the upper arm, that is, a logic H signal, is applied, the output of the inverting element 33 becomes a logic OR signal, so the switch 26 is immediately turned off via the AND element 25. At the same time, the waiting time circuit 32, which is composed of an edge detection circuit 32A and a timer 32B, outputs a pulse that becomes a logic H signal for a predetermined time determined by the timer 32B from the time when this ON signal is input. Therefore, the shorting switch 30 is ON only while the wait time circuit 32 is generating a pulse, and when this pulse ends, the switch 16 is ON, and the gate drive power supply 12 forward biases the N-channel IGBTIO. Make this conductive.

短絡スイッチ30 は、上述したように上アームをオン
にする信号が出力された瞬間から所定時間(すなわち待
ち時間回路32がパルスを発生している期間)のみ閉路
しており、この短絡スイッチ30の閉路により、Nチャ
ネルrGBT10のゲートとエミッタとの間、およびP
チャネルIGBT 20のゲートとエミッタとの間が、
短絡抵抗31を介して短絡となるので、これら両IGB
T10と20のゲート・エミッタ間に零ボルト電圧を印
加した状態になり、両IGBTIOと20 とは共にオ
フとなる。
As mentioned above, the short circuit switch 30 is closed only for a predetermined period of time (that is, the period during which the waiting time circuit 32 is generating pulses) from the moment when the signal that turns on the upper arm is output. Due to the closed circuit, there is a connection between the gate and emitter of the N-channel rGBT10, and P
Between the gate and emitter of the channel IGBT 20,
Since a short circuit occurs through the short circuit resistor 31, both these IGB
A zero volt voltage is applied between the gates and emitters of T10 and T20, and both IGBTIO and T20 are turned off.

スイッチ16がオン、スイッチ26がオフの状態で、次
にオフ信号すなわち論理り信号が入力すると、論理積素
子15の出力が論理り信号に変化し、スイッチ16はた
だちにオフとなる。しかしてエツジ検出回路32Aは、
オン信号からオフ信号への切替わりのエツジを検出し、
かつタイマ32Bの働きにより、待ち時間回路32はタ
イマ32Bが定める時間幅のパルス信号を出力するので
、両IGBTIOと20のゲートとエミッタとの間は、
このパルス幅の期間だけ短絡抵抗31を介して短絡され
、このパルスの終了と同時にスイッチ26がオンとなり
、ゲート駆動電源22がPチャネル1GBT20を順バ
イアスして、これを導通させる。
When the switch 16 is on and the switch 26 is off, when an off signal, that is, a logic signal is input next, the output of the AND element 15 changes to a logic signal, and the switch 16 is immediately turned off. However, the edge detection circuit 32A is
Detects the edge of switching from an on signal to an off signal,
In addition, due to the action of the timer 32B, the wait time circuit 32 outputs a pulse signal with a time width determined by the timer 32B, so that between the gate and emitter of both IGBTIO and 20,
It is short-circuited via the short-circuiting resistor 31 for a period of this pulse width, and at the same time as this pulse ends, the switch 26 is turned on, and the gate drive power supply 22 forward biases the P-channel 1GBT 20, making it conductive.

第2図は第1図に示す本発明の機能ブロック回路の動作
をあられしたタイミングチャートであって、第2図(イ
)は入力するオン・オフ信号の変化、第2図(ロ)は待
ち時間回路32の出力信号の変化、第2図(ハ)は反転
素子34の出力信号の変化、第2図(ニ)は反転素子3
3の出力信号の変化、第2図(ホ)は論理積素子15の
出力信号の変化、第2図(へ)は論理積素子25の出力
信号の変化、第2図(ト)はI CBTのゲート・エミ
ッタ間電圧の変化を、それぞれがあられしている。
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of the functional block circuit of the present invention shown in FIG. Changes in the output signal of the time circuit 32, FIG. 2(c) shows changes in the output signal of the inverting element 34, and FIG.
Figure 2 (e) shows the change in the output signal of the AND element 15, Figure 2 (e) shows the change in the output signal of the AND element 25, and Figure 2 (g) shows the change in the output signal of the AND element 25. Each of them shows the change in gate-emitter voltage of .

この第2図であきらかなように、待ち時間回路32がパ
ルス信号を出力している期間中は、ICBTのゲート・
エミッタ間電圧は零であり、このパルス信号が終了して
から、いずれかのI GBTにオン信号が与えられるよ
うになっていることがわかる。
As is clear from FIG. 2, during the period when the waiting time circuit 32 is outputting the pulse signal, the ICBT gate
It can be seen that the emitter voltage is zero, and after this pulse signal ends, an on signal is given to one of the IGBTs.

第3図は第1図に示す本発明の機能ブロック回路を実施
した例を示した回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of implementing the functional block circuit of the present invention shown in FIG. 1.

この第3図において、NチャネルIGBTIO1Pチャ
ネルIC,BT20、フリーホイールダイオード11 
と21、ゲート駆動電源12と22)および短絡抵抗3
1の名称・用途・機能は、第1図の機能ブロック回路で
既述のものと同じであるから、これらの説明は省略する
In this FIG. 3, N-channel IGBTIO1P-channel IC, BT20, freewheel diode 11
and 21), gate drive power supplies 12 and 22) and short circuit resistor 3
Since the name, purpose, and function of 1 are the same as those already described in the functional block circuit of FIG. 1, their explanation will be omitted.

第3図に示す実施例回路の動作は次のとおりである。す
なわち、ホトカプラ2にオン信号が入力して、これの1
次側に電流が流れると、ホトダイオード2Aを介してホ
トトランジスタ2Bに電流が流れるので、シュミット反
転素子45の入力は論理り信号になり、これの出力は論
理H信号となる。
The operation of the embodiment circuit shown in FIG. 3 is as follows. In other words, an on signal is input to photocoupler 2, and one of these
When a current flows to the next side, the current flows to the phototransistor 2B via the photodiode 2A, so the input of the Schmitt inversion element 45 becomes a logic low signal, and the output thereof becomes a logic high signal.

抵抗47Aとコンデンサ47Bならびに排他的論理和素
子47Cとで待ち時間回路47を構成しており、シュミ
ット反転素子45からの論理り信号が論理H信号に(あ
るいは論理H信号から論理り信号へ)変化した時点から
、抵抗47Aとコンデンサ47Bの時定数によって定ま
る時間が経過するまでの期間中、この待ち時間回路47
の出力は論理H信号であって、この時間が前述の短絡防
止期間となる。
A wait time circuit 47 is configured by a resistor 47A, a capacitor 47B, and an exclusive OR element 47C, and the logic signal from the Schmitt inversion element 45 changes to a logic H signal (or from a logic H signal to a logic OR signal). The wait time circuit 47
The output is a logic H signal, and this time becomes the aforementioned short circuit prevention period.

ホトカプラ2にオン信号が入力して、上述のように、シ
ュミット反転素子45の出力が論理H信号のとき、反転
素子48の出力は論理り信号のため、論理積素子27の
出力も論理り信号となる。
When the ON signal is input to the photocoupler 2 and the output of the Schmitt inversion element 45 is a logic H signal as described above, the output of the inversion element 48 is a logic logic signal, so the output of the AND element 27 is also a logic logic signal. becomes.

従って第1図におけるスイッチ26に対応しているMO
3FET28のゲート電位が零ボルトとなり、当8亥M
O3FET28 はオフとなる。これと同時に、前述し
た待ち時間回路47の出力パルスにより、第1図におけ
る短絡スイッチ30に対応しているMO3FET40が
、このパルス期間中のみオンとなる。その結果、Nチャ
ネルIGBT10のゲート・エミッタ間の寄生容量に蓄
積していた電荷、ならびにPチャネル[GBT20の同
様の蓄積電荷は、このM OS F E T、 40 
と短絡抵抗31 とを介して放電する。
Therefore, the MO corresponding to switch 26 in FIG.
The gate potential of 3FET28 becomes zero volts, and the current
O3FET28 is turned off. At the same time, the output pulse of the waiting time circuit 47 described above turns on the MO3FET 40, which corresponds to the shorting switch 30 in FIG. 1, only during this pulse period. As a result, the charges accumulated in the parasitic capacitance between the gate and emitter of the N-channel IGBT 10 and the similar accumulated charges in the P-channel IGBT 20 are
and the short-circuit resistor 31.

待ち時間回路47の出力パルス期間の終了、すなわち短
絡防止期間の終了でその出力が論理り信号に変化すると
、MO3FET40はオフとなるが、これと同時に反転
素子4Gの出力は論理H信号に変化するので、否定論理
積素子17の出力は論理り信号となる。従って、第1図
におけるスイッチ16に対応しているMO3FET1B
 は、そのエミッタ電位がHであるのに対してゲート電
位がLになるので、当PjMO3FET18 はオンと
なる。これによりゲート駆・動電源12の電圧が、MO
3FET18−抵抗41→短絡抵抗31 の経路でNチ
ャネルIGBTIOとPチャネルIGBT 20それぞ
れのゲート・エミッタ間に印加され、その結果、Pチャ
ネルIGBT20はオフのままであるが、NチャネルI
C,BTIOはオンとなる。
At the end of the output pulse period of the waiting time circuit 47, that is, at the end of the short-circuit prevention period, when its output changes to a logic high signal, the MO3FET 40 turns off, but at the same time, the output of the inverting element 4G changes to a logic high signal. Therefore, the output of the NAND element 17 becomes a logical OR signal. Therefore, MO3FET1B corresponding to switch 16 in FIG.
Since its emitter potential is H and its gate potential is L, the PjMO3FET 18 is turned on. As a result, the voltage of the gate drive/driving power supply 12 is changed to MO
The voltage is applied between the gate and emitter of the N-channel IGBTIO and the P-channel IGBT 20 through the path of 3FET 18 - resistor 41 → short-circuit resistor 31, and as a result, the P-channel IGBT 20 remains off, but the N-channel IGBTIO
C, BTIO is turned on.

次にホトカプラ2の1次側電流をオフにすると、2次側
のホトトランジスタ2Bがオフとなってシュミット反転
素子45の入力が論理H信号に変化し、その出力は論理
り信号となり、この論理信号の変化を受けて待ち時間回
路47は前述と同じ時間幅のパルス信号を出力する。こ
のパルス信号の出力期間中は、前述と同様にMO3FE
T40がオンとなって、両IGBTIOと20のゲート
・エミッタ間を短絡抵抗31を介して短絡することで、
その蓄積電荷を放電する。このとき、それまでオンであ
ったNチャネルIGBTIOはオフとなり、オフ状態の
PチャネルI(1;BT20は、そのオフ状態を継続す
るが、短絡防止期間が終了すると、前述とは逆の動作で
、オフ状態のPチャネルIGBT20はオンになる。
Next, when the primary side current of the photocoupler 2 is turned off, the secondary side phototransistor 2B is turned off and the input of the Schmitt inversion element 45 changes to a logic H signal, and its output becomes a logic logic signal. In response to the change in the signal, the waiting time circuit 47 outputs a pulse signal having the same time width as described above. During the output period of this pulse signal, MO3FE is
By turning on T40 and shorting between both IGBTIOs and the gate/emitter of 20 via the shorting resistor 31,
The accumulated charge is discharged. At this time, the N-channel IGBTIO, which had been on until then, turns off, and the P-channel I (1; BT20, which is in the off state) continues to be in the off state, but when the short circuit prevention period ends, the operation is opposite to that described above. , the P-channel IGBT 20 in the off state is turned on.

第4図は第3図に示す実施例回路の動作をあられしたタ
イミングチャートであって、第4図(イ)はホトカプラ
2の入力端子(すなわちオン・オフ信号)の変化、第4
図(ロ)はシュミット反転素子45の出力信号の変化、
第4図(ハ)は待ち時間回路47の出力信号の変化、第
4図(ニ)は反転素子46の出力信号の変化、第4図(
ホ)は反転素子48の出力信号の変化、第4図(へ)は
否定論理積素子17の出力信号の変化、第4図(ト)は
論理積素子27の出力信号の変化、第4図(チ)はTG
BT 10 と20のゲート・エミッタ間の電圧の変化
をそれぞれがあられしている。
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the embodiment circuit shown in FIG. 3, and FIG.
Figure (b) shows changes in the output signal of the Schmitt inversion element 45,
FIG. 4(C) shows changes in the output signal of the waiting time circuit 47, FIG. 4(D) shows changes in the output signal of the inverting element 46, and FIG.
4(e) shows the change in the output signal of the inverting element 48, FIG. 4(f) shows the change in the output signal of the NAND element 17, and FIG. (ch) is TG
Each shows the change in voltage between the gate and emitter of BT 10 and BT 20.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、2個のIGETを直列にして、電力
変換を行うべく両者を交互にオン・オフさせる際に、先
づ両I GBTをオフにした状態で、これら両IGBT
のゲート・エミッタ間を一定時間抵抗を介して短絡する
ことで、蓄積電荷を放電させたのちに、いずれか一方の
I GBTをオンにするように駆動することで、I G
ETの直列回路が同時にオンとなる短絡事故を回避し、
かっこの短絡防止期間を確実に設定できる効果が得られ
る。
According to this invention, when two IGETs are connected in series and both are turned on and off alternately to perform power conversion, first, both IGBTs are turned off, and then both IGBTs are turned off.
By short-circuiting the gate and emitter of the IGBT via a resistor for a certain period of time to discharge the accumulated charge, one of the IGBTs is driven to turn on.
Avoiding short-circuit accidents where the series circuits of ETs turn on at the same time,
This provides the effect of reliably setting the short-circuit prevention period of the brackets.

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

第1図は本発明の主旨をあられした機能ブロック図、第
2図は第1図に示す本発明の機能プロンり回路の動作を
あられしたタイミングチャート、第3図は第1図に示す
本発明の機能ブロック回路を実施した例を示した回路図
、第4図は第3図に示す実施例回路の動作をあられした
タイミングチャートであり、第5図はNチャネルI G
BTの等価回路を示した回路図、第6図はPチャネルI
C。 BTの等価回路を示した回路図、第7図は2個のI G
BTを直列接続して電力変換を行う場合に短絡防止機能
を付加したfGBTの駆動回路の従来例を示した回路図
である。 1・・・直流電源、2・・・ホトカブラ、2A・・・ホ
トダイオード、2B・・・ホトトランジスタ、10・・
・NチャネルIGBT、IOA・・・NチャネルMO3
FET。 11、21・・・フリーホイールダイオード、12.2
2・・・ゲート駆動電源、14・・・上アーム抵抗回路
、20・・・PチャネルIGBT、2OA・・・Pチャ
ネルMO5FET、24・・・下アーム抵抗回路、30
・・・短絡スイッチ、31・・・短絡抵抗、32.47
・・・待ち時間回路、32A・・・エツジ第 図 て 閏 図 ぢ Σ
Fig. 1 is a functional block diagram showing the gist of the present invention, Fig. 2 is a timing chart showing the operation of the functional circuit of the invention shown in Fig. 1, and Fig. 3 is a functional block diagram showing the invention shown in Fig. 1. FIG. 4 is a timing chart showing the operation of the example circuit shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of implementing the functional block circuit of FIG.
A circuit diagram showing the equivalent circuit of BT, Figure 6 is P channel I
C. A circuit diagram showing the equivalent circuit of BT, Figure 7 shows two IG
FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional example of an fGBT drive circuit with a short-circuit prevention function added when performing power conversion by connecting BTs in series. 1... DC power supply, 2... Photocoupler, 2A... Photodiode, 2B... Phototransistor, 10...
・N-channel IGBT, IOA...N-channel MO3
FET. 11, 21...freewheel diode, 12.2
2... Gate drive power supply, 14... Upper arm resistance circuit, 20... P channel IGBT, 2OA... P channel MO5FET, 24... Lower arm resistance circuit, 30
...Short circuit switch, 31...Short circuit resistance, 32.47
...Waiting time circuit, 32A...edge diagram Σ

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)Nチャネル絶縁ゲート形バイポーラトランジスタの
エミッタと、Pチャネル絶縁ゲート形バイポーラトラン
ジスタのエミッタとを結合し、これら両絶縁ゲート形バ
イポーラトランジスタのコレクタ間に直流電源を接続し
て、これら両絶縁ゲート形バイポーラトランジスタを交
互にオン・オフを繰返させる駆動方法において、前記両
絶縁ゲート形バイポーラトランジスタのオン状態とオフ
状態とを切替える際に、それぞれの絶縁ゲート形バイポ
ーラトランジスタのゲートとエミッタとを、短絡する期
間を設けることを特徴とする絶縁ゲート形バイポーラト
ランジスタの駆動方法。 2)特許請求の範囲第1項記載の駆動方法において、そ
れぞれの絶縁ゲート形バイポーラトランジスタのゲート
とエミッタとの短絡は抵抗を介して行なわれることを特
徴とする絶縁ゲート形バイポーラトランジスタの駆動方
法。
[Claims] 1) The emitter of an N-channel insulated gate bipolar transistor is coupled to the emitter of a P-channel insulated gate bipolar transistor, and a DC power supply is connected between the collectors of both insulated gate bipolar transistors. In a driving method in which both insulated gate bipolar transistors are alternately turned on and off, when switching between the on state and off state of both insulated gate bipolar transistors, the gate of each insulated gate bipolar transistor and A method for driving an insulated gate bipolar transistor characterized by providing a period in which the emitter is short-circuited. 2) A method for driving an insulated gate bipolar transistor according to claim 1, wherein the gate and emitter of each insulated gate bipolar transistor are short-circuited via a resistor.
JP63319834A 1988-12-19 1988-12-19 Driving method for insulated gate type bipolar transistor Pending JPH02164280A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63319834A JPH02164280A (en) 1988-12-19 1988-12-19 Driving method for insulated gate type bipolar transistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63319834A JPH02164280A (en) 1988-12-19 1988-12-19 Driving method for insulated gate type bipolar transistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02164280A true JPH02164280A (en) 1990-06-25

Family

ID=18114736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63319834A Pending JPH02164280A (en) 1988-12-19 1988-12-19 Driving method for insulated gate type bipolar transistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02164280A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0435688U (en) * 1990-07-18 1992-03-25
EP1241775A2 (en) * 2001-03-13 2002-09-18 Semikron Elektronik GmbH Switching voltageconverter
EP1241777A3 (en) * 2001-03-13 2004-01-21 Semikron Elektronik GmbH Switching voltageconverter
DE10209164B4 (en) * 2002-03-01 2005-08-18 Gude, Michael, Dr. H-bridge circuit

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0435688U (en) * 1990-07-18 1992-03-25
EP1241775A2 (en) * 2001-03-13 2002-09-18 Semikron Elektronik GmbH Switching voltageconverter
DE10111913A1 (en) * 2001-03-13 2002-10-02 Semikron Elektronik Gmbh Switching voltage converter
DE10111913C2 (en) * 2001-03-13 2003-07-31 Semikron Elektronik Gmbh Switching voltage converter
EP1241775A3 (en) * 2001-03-13 2004-01-21 Semikron Elektronik GmbH Switching voltageconverter
EP1241777A3 (en) * 2001-03-13 2004-01-21 Semikron Elektronik GmbH Switching voltageconverter
DE10209164B4 (en) * 2002-03-01 2005-08-18 Gude, Michael, Dr. H-bridge circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4432215B2 (en) Semiconductor switching element gate drive circuit
US6501321B2 (en) Level shift circuit
US9954521B2 (en) Gate drive circuit for semiconductor switching devices
JP3092862B2 (en) Circuit having dv / dt interference rejection capability and gate driver for MOS circuit
JP2669117B2 (en) Drive circuit for voltage-driven semiconductor devices
JP2001094406A (en) Drive circuit
JP5993749B2 (en) Gate drive circuit of semiconductor device and power conversion device using the same
JPS6382123A (en) Driving circuit
JP3430878B2 (en) MOS gate type element driving circuit
JP4161737B2 (en) Method and apparatus for driving semiconductor device
JP2016208089A (en) Gate drive circuit for voltage-driven semiconductor element
JPH04172962A (en) Igbt driving circuit
US20160094216A1 (en) Drive Circuit for Reverse-Conducting IGBTs
JP3379562B2 (en) Inverter device
JPH1051285A (en) Drive circuit for voltage controlled transistor
JP2004080778A (en) Circuit device for driving power semiconductor transistor
JP3532377B2 (en) Gate drive circuit for voltage driven switch element
JPH02164280A (en) Driving method for insulated gate type bipolar transistor
JPH05218836A (en) Driving circuit for insulated gate element
JP4727360B2 (en) Gate circuit of insulated gate semiconductor device
US6813169B2 (en) Inverter device capable of reducing through current
JPH01133414A (en) Cascode bimos driving circuit
JP5133648B2 (en) Gate drive device for voltage controlled switching device
JP3566688B2 (en) Gate drive circuit for IGBT inverter
JP2000295838A (en) Drive circuit