JPH0328847B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0328847B2
JPH0328847B2 JP57120700A JP12070082A JPH0328847B2 JP H0328847 B2 JPH0328847 B2 JP H0328847B2 JP 57120700 A JP57120700 A JP 57120700A JP 12070082 A JP12070082 A JP 12070082A JP H0328847 B2 JPH0328847 B2 JP H0328847B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
capacitor
circuit
base drive
diode
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57120700A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5826568A (ja
Inventor
Washinton Biisurii Fuorii Jeemuzu
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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 General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JPS5826568A publication Critical patent/JPS5826568A/ja
Publication of JPH0328847B2 publication Critical patent/JPH0328847B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34Snubber circuits
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • H03K17/042Modifications for accelerating switching by feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/04213Modifications for accelerating switching by feedback from the output circuit to the control circuit in bipolar transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
    • H03K17/08146Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in bipolar transistor switches
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H02M1/34Snubber circuits
    • H02M1/348Passive dissipative snubbers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0036Means reducing energy consumption
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0081Power supply means, e.g. to the switch driver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、インバータやチヨツパ等のような
電力用スイツチング・トランジスタを用いた回路
に関し、さらに詳しくは、これら電力用スイツチ
ング・トランジスタ用のスナツバ(snubber)回
路の改良に関する。
バイポーラ・トランジスタの負荷線を制御する
従来の方法は、第1図に示すように有極性のスナ
ツバ回路をトランジスタのコレクタからエミツタ
へ接続している。詳しく述べると、(NPN)トラ
ンジスタ11がベース駆動回路12によつて制御
されて交互にターンオンおよびターンオフし、負
荷13(ここではインダクタとして示されてい
る)に電流を流しあるいは阻止する。スナツバ回
路は、トランジスタ11のコレクタ端子とエミツ
タ端子との間に直列に接続されたダイオード14
およびキヤパシタ15と、ダイオード14および
キヤパシタ15の接続点とトランジスタ11のコ
レクタ端子との間に接続された抵抗16とを有す
る。このような構成において、ベース駆動回路の
電源17(蓄電池として示されている)は、トラ
ンジスタ11をターンオンするのに必要なベース
駆動を増大するために、充分な電圧を供給しなけ
ればならない。
ダイオード14、キヤパシタ15および抵抗1
6からなるスナツバ回路の主目的は、ターンオフ
の際にトランジスタ11の電圧が上昇する前にコ
レクタ電流をダイオード14を介してキヤパシタ
15に転流することによつて、トランジスタ11
を保護することである。これによつてトランジス
タ11のスイツチング電力損が減少する。トラン
ジスタ11が次にターンオフする前にスナツバ回
路のキヤパシタ15を放電しておく必要がある。
この放電は、トランジスタ11のターンオン時に
抵抗16を介して行なわれる。
このようなスナツバ回路に伴なう問題点のひと
つは、スナツバ回路がトランジスタの容量性負荷
となるため、このスイツチング・トランジスタが
オンに転じる間スイツチング損失が増加すること
である。と云うのは、トランジスタがターンオン
時に負荷電流とスナツバ回路の放電電流との両者
を負担しなければならないからである。誘導性負
荷がクランプされている場合、トランジスタはク
ランプ・ダイオード20の逆回復電流をも負担す
る必要がある。
プツシユプル回路において発生する典型的なコ
レクタ電流波形が第2図に示されている。ターン
オン時の大きなピークコレクタ電流のためトラン
ジスタの飽和を維持するにはより大きなベース電
流駆動が必要とされる。一般に電力用トランジス
タはコレクタ電流値が大きいと甚しくその電流増
幅率βが減少するので上述したベース駆動電流に
対する必要条件が一層厳しいものとなる。大きい
コレクタ電流による低利得を補償するために必要
なベース駆動電流のピーキングは、通常、ベース
端子に直列に接続された並列RC回路によつて与
えられている。
従つて本発明の目的は、電力用スイツチング・
トランジスタに用いる改良されたスナツバ回路を
提供することである。
本発明の別な目的は、ベース駆動電流の立上り
時間を一層速くする、電力用スイツチング・トラ
ンジスタ用の改良されたスナツバ回路を提供する
ことである。
本発明にさらに別な目的は、ベース駆動回路電
源の必要条件を飽和するために、通常は消費され
ていた電力の一部を再利用することによつて電力
用スイツチング・トランジスタのスナツバ回路の
効率を改善することである。
さらに本発明の別な目的は、スナツバ回路を各
半サイクル毎に切り離すことによつてプツシユプ
ル形電力用トランジスタ・スイツチング回路の効
率を改善することである。
本発明の上述の目的及び他の目的は、従来のス
ナツバ回路を変更し、スナツバ回路のキヤパシタ
の放電を電力用スイツチング・トランジスタのコ
レクタを経由しないでベース・ターンオン回路を
経由して行うようにすることによつて達成され
る。本発明では、スナツバ回路のキヤパシタに蓄
積されたエネルギを用いてベース駆動回路に必要
とされる余分な電力を供給し、もつてベース電流
を増大(ブースト)させることにより、ターンオ
ンの瞬間に於ける電流利得を減少させる大きなコ
レクタ電流を補償する。このベース駆動増大用の
電力の全ては、通常熱として発散されていたスナ
ツバ回路のエネルギから取り出しているので、シ
ステム全体の効率が上がる。ベース駆動増大用電
力を供給するために、各々トランジスタのエミツ
タを基準とした実効的なスナツバ電源とベース・
ターンオン電源とを組み合わせる。
ベース・ターンオン電源の電圧レベルは、普
通、ベース回路の浮遊容量とターンオン時の損失
を最小にするのに必要な立上り時間とによつて決
定される。この電圧はトランジスタの飽和を維持
するのに必要な電圧よりもかなり高く、過分な電
力がベース回路においてオン時にほゞ消費されて
しまう。簡単な駆動回路においては、駆動レベル
が高くなるとベースに過剰な電荷が蓄積され、こ
のためターンオフの遅延が大きくなる。本発明の
電力帰還技術を用いることによつて、トランジス
タをターンオフするのに必要な全エネルギを供給
するために高電圧源(スナツバ回路の電荷)が利
用できる。このため、ベース・ターンオン電源の
電圧レベルを、トランジスタ飽和後のベース駆動
レベルを維持するのに充分なレベルにまで下げる
ことができる。
本発明の特質ならびに他の目的、特徴、利用お
よび利点は、以下の説明および添付の図面から明
らかになろう。
図面の第3図において、第1図の従来のスナツ
バ回路に示したのと同一もしくは類似の素子には
同一の参照数字が付されている。第3図を参照し
て具体的に説明すると、抵抗16が、ダイオード
14およびキヤパシタ15の接続点とベース駆動
回路12との間に接続されている。従つて、スナ
ツバ回路のキヤパシタ15の放電は、トランジス
タ11のコレクタ・エミツタ路ではなくベース駆
動回路12を介して行われる。ダイオード18を
ベース駆動用電源17とベース駆動回路12との
間に挿入して、ベース駆動用電源17をスナツバ
回路のキヤパシタ15の高電圧放電から隔離して
いる。ベース駆動増大用電力の全てがスナツバ回
路のキヤパシタ15の放電によつて供給されるの
で、ベース駆動用電源17は第1図に示した従来
の回路に用いられるベース駆動用電源17よりも
かなり小さくできる。この結果生じるコレクタ電
流の波形を第4図に示す。図から、ターンオン時
のピーク・コレクタ電流ICが減少し、ターンオン
時にトランジスタ11を飽和させるベース駆動電
流が少なくてすむことがわかる。
ここで第9図を参照する。第9図には本発明の
特定の実施例の回路図が示されている。スイツチ
ング・トランジスタ111はダーリントン形式の
1対のトランジスタとして示されているが、この
トランジスタ111は、用途に応じて、スイツチ
を形成するように接続された任意の数のトランジ
スタで構成し得る。スナツバ回路は、トランジス
タ111のコレクタとエミツタ端子間に接続され
たダイオード114およびキヤパシタ115を有
すると共に、ダイオード114とキヤパシタ11
5の接続点に一端が接続され、他端がベース駆動
およびターンオン・スイツチ・トランジスタ12
1と隔離ダイオード118の接続点に接続された
抵抗116を有する。
トランジスタ121は、電流制限抵抗122を
介してトランジスタ111にベース駆動電流を供
給する。トランジスタ121はNPNバイポー
ラ・トランジスタとして表わされているが、特定
の用途に応じて、単極スイツチを形成するように
接続された任意の種類の任意の数のデバイスで構
成してもよい。電力用スイツチング・トランジス
タ111をターンオフしてオフ状態に維持するた
めにターンオフ回路123が設けられている。タ
ーンオン・スイツチ・トランジスタ121とター
ンオフ回路123とを動作させる適当な信号を供
給するために制御信号回路124が設けられてい
る。ターンオフ回路123と制御信号回路124
の特定の構成は本発明の実施にとつて無関係であ
る。所期の機能を実施する構成は、本明細書に於
ける説明から当業者が容易に考えられよう。
電力用スイツチング・トランジスタ111がオ
フ状態である間、ダイオード118が逆バイアス
され、かつトランジスタ121が制御信号回路に
よつてオフに維持されているので、スナツバ回路
のキヤパシタ115は充電された状態に留まる。
この期間の間、制御信号はターンオフ回路123
を付勢し続け、電力用スイツチング・トランジス
タ111をオフ状態に保持する。
外部もしくは内部からのターンオン制御信号が
発生すると、制御信号回路はターンオフ回路12
3を不作動にするとともに、トランジスタ121
に充分なベース駆動電流を供給してこれを飽和さ
せる。トランジスタ121がターンオンすると、
スナツバ回路のキヤパシタ115を抵抗116お
よび122を介して電力用スイツチング・トラン
ジスタ111のベース・エミツタ接合に向けて放
電させる。スナツバ回路のキヤパシタの充電電位
がベース駆動用電源117の電位に下がると、ダ
イオード118が順方向バイアスとなり、その後
の定常状態のベース駆動電流をベース駆動用電源
117から供給させる。この時点ではスナツバ回
路のキヤパシタ115からはそれ以上電流が流れ
ず、キヤパシタ115の残留電荷は、ベース駆動
用電源117の電位とほゞ同一の電位にとどま
る。
ターンオン制御信号が取り除かれると、制御信
号回路124はトランジスタ121へのベース駆
動を除去し、ターンオフ回路123を付勢する。
この動作は抵抗116を放電路から切り離し、ト
ランジスタ111をターンオフする。電力用スイ
ツチング・トランジスタ111がターンオフする
と、キヤパシタ115は従来のスナツバ回路と同
じくダイオード114を介して再び充電される。
この新しい充電電荷は電力用スイツチング・トラ
ンジスタ111が次にターンオンされるまでキヤ
パシタ115に保持され、前述した過程を繰りか
えす。
第5図は本発明の好ましい特定の実施例を示
す。ダーリントン形式のトランジスタ対として示
されている電力用スイツチング・トランジスタ1
11は、用途によつては、1個もしくは複数個の
並列駆動トランジスタによつて駆動される複数個
の並列の出力トランジスタで構成してもよい。
スナツバ回路は、電力用スイツチング・トラン
ジスタ111のコレクタ端子とエミツタ端子との
間に直列に接続されたダイオード114およびキ
ヤパシタ115を有すると共に、ダイオード11
4とキヤパシタ115との接続点に一端が接続さ
れた抵抗116を有する。負荷113と電源11
9とは、電力用スイツチング・トランジスタ11
1のコレクタ端子とエミツタ端子との間に接続さ
れている。
ベース駆動回路の電源は、電力用スイツチン
グ・トランジスタ111のエミツタ端子を基準と
して端子117aと117bとの間に接続されて
いる。さらに詳しく述べると、端子117aには
電圧+Vが印加され、端子117bには電圧−V
が印加されている。電力用スイツチング・トラン
ジスタ111のエミツタ端子に接続されたゼロ・
ボルトの線が両端子117aおよび117bに印
加された電圧の中間にある。電圧降下用抵抗12
1、ツエナーダイオード122およびキヤパシタ
123は光学カプラ124用の安定な電圧源とし
て使用されている。比較的短い立上りおよび立下
り時間を持つパルス幅変調された形式のスイツチ
ング制御信号が、当業者によつて周知の信号源
(図示せず)から供給され、電力用スイツチン
グ・トランジスタ111のターンオンおよびター
ンオフを制御するために光学カプラの入力端子1
25aおよび125bに印加される。抵抗126
によつて上記ゼロ・ボルトの線に接続された光学
カプラ124の出力は、論理ゲート127の入力
に供給される。論理ゲート127はその開放コレ
クタ出力が−V端子117bを基準とする電力用
ナンド(NAND)バツフアである。論理ゲート
127の出力は、同様にナンド・バツフアである
第2の論理ゲート128に供給されるとともに、
第2の論理ゲート128の入力を保護するための
ダイオード129によつて最大ゼロ・ボルトの電
位にクランプされている。論理ゲート128の出
力端子は、電力用電界効果トランジスタ(FET)
130のゲート端子に接続されている。FET1
30はトランジスタ111を制御するスイツチと
して動作する。FET130のドレイン端子はト
ランジスタ111のベース端子に接続され、ソー
ス端子は電流制限抵抗143を介して−V端子1
17bに接続されている。4個の並列のトランジ
スタ段134a,134b,134cおよび13
4dより成るベース電流源が、トランジスタ11
1のベース端子と+V端子117aとの間に接続
されている。各トランジスタ134のエミツタ端
子は、対応するエミツタ抵抗147を介してトラ
ンジスタ111のベース端子に接続されている。
各トランジスタ134のコレクタは共通接続点に
接続され、さらに逆電流阻止ダイオード118を
介して+V端子117aに接続されている。
FET130のドレイン・ソース端子を介して
トランジスタ111のベース端子とエミツタ端子
との間に直列に接続された電荷スイーピング
(sweeping)キヤパシタ140とダンピング抵抗
141とによつて、トランジスタ111のターン
オフ時間は減少する。すなわち、FET130が
導通すると、キヤパシタ140に蓄積された逆電
荷によつてトランジスタ111のエミツタ・ベー
ス接合を介して逆電流が流れて、急速にトランジ
スタ111を非導通にする。抵抗141は1Ω以
下の抵抗値でよく、振動電流をダンピング(減
衰)するように作用する。抵抗142は、低電圧
ベース駆動電源が付勢されていない間に高電圧源
119が作動された時の、トランジスタ111の
ベース接合のための漏洩電流路を提供する。
FET137とFET136とより成るゲート回路
が、ベース電流源のトランジスタ134に供給さ
れるベース駆動電流を制御する。FET137の
ドレイン端子は+V端子117aに接続され、ソ
ース端子は電流制限抵抗131を介して論理ゲー
ト127の出力端子に接続されている。FET1
37のゲート端子は、電流制限抵抗145を介し
てダイオード139とキヤパシタ138との間の
接続点に接続されている。ダイオード139とキ
ヤパシタ138がFET137のドレインおよび
ソース端子間に直列に接続されていて、ダイオー
ド139の極性は、キヤパシタ138を+V端子
117aから充電する向きになつている。並列接
続されたスピードアツプ・キヤパシタ133と電
流設定抵抗132とを介して、駆動電流がFET
137のソース端子からトランジスタ134のベ
ース端子に結合される。
FET137は、ゲート・ソース端子間に接続
されたFET136によつて制御される。好まし
くは、FET136は接合型FETであつて、逆ゲ
ート・バイアスがかからない場合にはそのソー
ス・ドレイン間インピーダンスは比較的低い。
FET136は、ダイオード135を介して論理
ゲート128からFET136のゲート端子に結
合される信号によつて非導通にされる。プルアツ
プ抵抗144は、ゲート128の出力が開放回路
となつた時にダイオード135が逆バイアスされ
るようにするためのものである。
光学カプラ124に制御信号が印加されていな
い時、第1の論理ゲート127は飽和し、第2の
論理ゲート128は開放となる。従つて、電力用
FET130のゲート電位が電源電圧+Vにまで
引上げられ、このFET130がターンオンする。
第1の論理ゲート127は、抵抗131と、並列
接続された抵抗132およびキヤパシタ133と
を介して、4個の並列の駆動トランジスタ134
a,134b,134c、および134dのベー
スを負電位に保つ。さらに、論理ゲート127お
よび128の論理状態がダイオード135の逆バ
イアスを維持し、このためFET136のゲート
バイアスをゼロとする。このゼロ・ゲートバイア
スはFET136をオンに維持し、そしてV−
MOS形の駆動FET137をオフ状態に保つ。
トランジスタのベース駆動を行うために、光学
カプラ124の入力端子125aおよび125b
にスイツチング電流が印加される。この結果、論
理ゲートの出力はその論理状態を変える。論理ゲ
ート128の出力は−V電源電圧に引き下げられ
て、ただちにFET130をターンオフするとと
もに、FET136に負のゲートバイアスを印加
してこれをターンオフする。FET136が開放
されると、キヤパシタ138の電荷の一部が
FET137の入力容量に放出されてこのFETを
ターンオンする。FET137がターンオンする
と、そのゲートは、逆バイアスされるダイオード
139によつてブートストラツプ作用で電源電圧
以上に高くなり、FET137をオン状態に維持
する。キヤパシタ133はスピードアツプ・キヤ
パシタであつて、電流設定抵抗132をバイパス
することによつて、ターンオンの際、駆動段13
4a,134b,134c,および134dに一
層大きなベース電流を供給する。このスピードア
ツプ回路の時定数は、スナツバ回路の放電時定数
と等しいかあるいはそれより少し長めに設定され
ている。このため、電力用スイツチング・トラン
ジスタ111のターンオン時の立上り時間が改善
され、かつ、駆動トランジスタ134aから13
4dでの損失が減少する。
ターンオン時に、スナツバ回路のキヤパシタ1
15は、抵抗116、駆動段134a,134
b,134c,および134d、並びに電力用ス
イツチング・トランジスタ111のベース・エミ
ツタ接合を介して放電する。スナツバ回路のキヤ
パシタ115が放電している間、ダイオード11
8は逆バイアスされている。電荷が減少するに従
つてベース電流の電源はスナツバ回路のキヤパシ
タ115から+V電源電圧に移行する。
光学カプラ124への制御信号が除かれると、
論理ゲート127はターンオンし、論理ゲート1
28はターンオフする。その結果、FET130
はただちにターンオンする。FET136もター
ンオンしてFET137のゲートバイアス電圧も
短絡するので、FET137をターンオフする。
そこでブートストラツプ用キヤパシタ138が再
びダイオード139を介して電源電圧にまで充電
される。キヤパシタ133は駆動段のターンオフ
を早めるのに役立つ。
FET130のソース回路に接続されたキヤパ
シタ140は、ターンオフ遷移期間中の電流路を
提供する。このキヤパシタは、電力用スイツチン
グ・トランジスタ111がオン状態であり、
FET130がオフ状態になつている間、抵抗1
41を介して再び充電される。
トランジスタ111がターンオフする前にキヤ
パシタ115を放電して常にバイアス電源電圧に
まで下げておき、次に繰り返される同様のスナツ
バ機能を確実にするようなスナツバ放電時定数を
選定する必要がある。
第6Aおよび第6B図は、プツシユプル形電力
スイツチを形成するために同じ回路を2個用いた
基本的な電力スイツチ回路を示す。各々のベース
駆動回路212aおよび212bには交互に半サ
イクル毎にスイツチング信号が供給される。当業
者にとつて、第6Aおよび6B図に示される構成
は半ブリツジ形であり、また電源のセンタータツ
プを別な2個の電力スイツチ回路に置きかえるこ
とによつて全ブリツジ形にすることもできること
が理解されるであろう。このようなプツシユプル
構成は、パルス幅変調(PWM)システムに使用
されている。誘導性負荷を駆動する場合、変調周
波数が基本周波数よりもかなり高ければ、負荷は
定電流源とみなされる。ある半サイクルのとき、
負荷電流は、一方のトランジスタとその対応する
クランプ・ダイオード路220との間で交互にス
イツチングされ、他方のトランジスタとその対応
するクランプ・ダイオード220は導通しない。
第6A図に示された従来のスナツバ回路を用い
たプツシユプル形電力スイツチにおいては、交互
のスナツバ回路は負荷に接続されたまゝであり、
各PWMサイクルの間の各フリーホイール
(freewheeling)期間の間、交互のスナツバ回路
は放電抵抗を介して負荷に放電される。変調され
るトランジスタが再びターンオンすると、交互の
スナツパ回路が再度充電されるまで、大きなピー
クコレクタ電流が該スナツバ回路を介して流れ
る。このため基本周波数の両半サイクルにおいて
放電抵抗は大きな電力を消費する。さらに、大き
なピーク充電電流のため、スナツバ回路のキヤパ
シタとして過大な定格のものを使用しなければな
らない。
第6B図に示されるように、本発明の改良され
たスナツバ回路を使用することにより、スナツバ
回路のダイオード214を経由する漏洩電流を除
けば、スナツバ回路のキヤパシタ215は自動的
に半サイクルの間負荷から切り離される。交互の
スナツバ回路キヤパシタおよび変調されるトラン
ジスタの両者から大きなピーク電流が排除され
る。スナツバ回路の抵抗216は半サイクルの間
だけ電力を消費し、損失を50%減らす。第8図
は、PWMの1サイクルにおけるスナツバ回路の
キヤパシタ電流の概略を例示している。第8図の
左半分はチヨツピングの半サイクルであり、右半
分はオフの半サイクルである。一点鎖線の正弦波
は平均負荷電流をあらわす。チヨツピングおよび
オフの両半サイクルの間のパルス電流は、従来の
スナツバ回路に固有のものである。本発明の新し
いスナツバ回路を用いることによつて、オフの半
サイクルに示されているパルス電流は排除され
る。オフの半サイクルの間の大きな正のピーク電
流スパイクが排除されることにより、スナツバ回
路の部品および電力用スイツチング・トランジス
タに及ぼすストレスが少なくなる。
第6図のプツシユプル構成は、多相システムに
適用でき、その一例が第7図に示されている。具
体的に云うと、第7図は三相システムを示し、こ
れは容易にn相システムに拡張できる。この構成
においても、第6図に示した簡単なプツシユプル
構成と同様の利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のスナツバ回路の回路図、第2図
は第1図に示す従来のスナツバ回路のコレクタ電
流波形を示す波形図、第3図は本発明のスナツバ
回路の回路図、第4図は第3図に示す本発明のス
ナツバ回路のコレクタ電流波形を示す波形図、第
5図は本発明の特定の好ましい実施例を示す回路
図、第6a図は第1図に示す従来のスナツバ回路
を用いたプツシユプル構成の簡略化した回路図、
第6b図は第3図に示す回路を用いたプツシユプ
ル構成の簡略化した回路図、第7図は第6図に示
すプツシユプル構成を三相負荷に適用した回路
図、第8図はチヨツピング動作モードで動作する
プツシユプル・システムにおける、基本周波数波
形の1サイクルの間にスナツバ回路のキヤパシタ
に流入および流出する電流の概略を示す波形図、
そして、第9図は、本発明の特定の実施例の回路
図である。 11,111,211a,211b……トラン
ジスタ、12,212a,212b……ベース駆
動回路、13,113,213……負荷、14,
114,214a,214b……ダイオード、1
5,115,215a,215b……キヤパシ
タ、16,116,216a,216b……抵
抗、17,117,217a,217b……ベー
ス駆動用電源、19,119,219a,219
b……電源、18,118,218a,218b
……ダイオード、20,120,220a,22
0b……クランプ・ダイオード。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも1個の電力用トランジスタを含
    み、負荷と電源との接続および切断を交互に行う
    ために制御信号に応じて該トランジスタを導通と
    非導通状態との間で急速にスイツチングする形式
    のスイツチング・トランジスタ回路に使用される
    スナツバ回路であつて、 (a) ベース駆動用電源を有し、前記トランジスタ
    のベース端子とエミツタ端子との間に接続され
    たベース駆動回路と、 (b) 前記トランジスタのコレクタ端子とエミツタ
    端子との間に直列に接続されたダイオードなら
    びにキヤパシタと、前記キヤパシタに一端が接
    続された抵抗と、 (c) 前記抵抗の他端を前記ベース駆動回路にのみ
    接続する手段と、を有し、前記トランジスタが
    導通状態に切換えられた時、前記抵抗が前記キ
    ヤパシタの放電路を形成して、前記トランジス
    タにベース駆動増大電力を供給するようにした
    ものにおいて、前記抵抗の前記一端は、前記ダ
    イオードのカソードと前記キヤパシタの接続点
    に接続され、前記ベース駆動回路に接続された
    前記ベース駆動用電源を前記キヤパシタの放電
    から隔離する第2のダイオードを有するスナツ
    バ回路。 2 前記電力用トランジスタがダーリントン形式
    に接続された複数個のトランジスタである前記特
    許請求の範囲第1項記載のスナツバ回路。 3 (a) 各々ベース、コレクタおよびエミツタを
    有する第1および第2のバイポーラ・トランジ
    スタであつて、第1のバイポーラ・トランジス
    タのエミツタが第2のバイポーラ・トランジス
    タのコレクタに接続されている第1および第2
    のバイポーラ・トランジスタと、 (b) 各々がベース駆動用電源を有する第1および
    第2のベース駆動回路であつて、前記第1およ
    び第2のバイポーラ・トランジスタのベースと
    エミツタとの間に夫々接続されていて、交互の
    半サイクル中にパルス源に応答して前記第1お
    よび第2のバイポーラ・トランジスタをオンお
    よびオフに切換える第1および第2のベース駆
    動回路と、 (c) 前記第1のバイポーラ・トランジスタのエミ
    ツタと前記第2のバイポーラ・トランジスタの
    コレクタとの接続点に接続された負荷と、 (d) 前記第1および第2のバイポーラ・トランジ
    スタに対し夫々設けられた第1及び第2のスナ
    ツバ回路であつて、各スナツバ回路が、対応す
    るバイポーラ・トランジスタのコレクタとエミ
    ツタとの間に直列に接続されたダイオードおよ
    びキヤパシタと、前記キヤパシタに一端が接続
    された抵抗とを有する、第1および第2のスナ
    ツバ回路と、 (e) 前記第1および第2のスナツバ回路の夫々の
    前記抵抗の他端を前記第1および第2のベース
    駆動回路にのみ夫々接続する第1および第2の
    手段とを有し、前記第1および第2のバイポー
    ラ・トランジスタの内の一方のトランジスタが
    導通状態に切換えられた時、前記第1および第
    2のスナツバ回路の内の対応する前記抵抗が前
    記キヤパシタの放電路を形成して、該トランジ
    スタにベース駆動増大電力を供給するようにし
    たものにおいて、それぞれのスナツバ回路の前
    記抵抗の前記一端は前記ダイオードのカソード
    と前記キヤパシタの接続点に接続され、前記ベ
    ース駆動回路に接続された前記ベース駆動用電
    源を前記キヤパシタの放電から隔離する第2の
    ダイオードを各スナツバ回路に有する、電力用
    スイツチング・トランジスタ回路。
JP57120700A 1981-07-14 1982-07-13 電力用スイッチング・トランジスタ用のスナッバ回路 Granted JPS5826568A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/283,219 US4414479A (en) 1981-07-14 1981-07-14 Low dissipation snubber for switching power transistors
US283219 1981-07-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5826568A JPS5826568A (ja) 1983-02-17
JPH0328847B2 true JPH0328847B2 (ja) 1991-04-22

Family

ID=23085066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57120700A Granted JPS5826568A (ja) 1981-07-14 1982-07-13 電力用スイッチング・トランジスタ用のスナッバ回路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4414479A (ja)
EP (1) EP0070158B1 (ja)
JP (1) JPS5826568A (ja)
DE (1) DE3270984D1 (ja)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3240352C2 (de) * 1982-11-02 1985-07-18 Danfoss A/S, Nordborg Elektronische Schaltvorrichtung
CH653495A5 (fr) * 1983-07-05 1985-12-31 Cerac Inst Sa Circuit de commande d'un convertisseur statique.
US4588906A (en) * 1984-04-25 1986-05-13 The Grass Valley Group, Inc. Regulator circuit
JPS61131613A (ja) * 1984-11-29 1986-06-19 Mitsubishi Electric Corp 駆動回路
US4639849A (en) * 1985-05-08 1987-01-27 International Exide Electronics/Corporation Snubber circuit for H.F. bridge converter
US4654544A (en) * 1985-11-12 1987-03-31 Combustion Engineering, Inc. Darlington transistor driver with reverse base drive current
IT1200909B (it) * 1985-12-19 1989-01-27 Italtel Spa Circuito di pilotaggio del transistore di potenza in un convertitore corrente continua/corrente alternata
US4772810A (en) * 1986-09-30 1988-09-20 Hewlett-Packard Company Apparatus for non-dissipative switching transistor snubber
FR2649841B1 (fr) * 1989-07-17 1994-10-14 Sgs Thomson Microelectronics Circuit de commande de grille d'un transistor mos
JP2674341B2 (ja) * 1991-03-27 1997-11-12 三菱電機株式会社 電力変換装置のスナバ回路
US5416361A (en) * 1993-09-02 1995-05-16 At&T Corp. Low dissipation snubber for switching power transistor
US5740213A (en) * 1994-06-03 1998-04-14 Dreyer; Stephen F. Differential charge pump based phase locked loop or delay locked loop
US5565760A (en) * 1994-11-02 1996-10-15 General Electric Company Electrical propulsion systems for a golf car
USRE36454E (en) * 1994-11-02 1999-12-21 General Electric Company Electrical propulsion systems for a vehicle
US5880513A (en) * 1996-04-18 1999-03-09 Harris Corporation Asymmetric snubber resistor
JP3560432B2 (ja) * 1996-12-18 2004-09-02 株式会社日立製作所 Mosトランジスタの駆動装置
DE19920306B4 (de) * 1999-05-03 2008-02-28 Stmicroelectronics Gmbh Schaltungsvorrichtung zum Regeln des Stroms durch eine induktive Last
DE10001394A1 (de) * 2000-01-14 2001-07-26 Infineon Technologies Ag Schaltungsanordnung zum Anlegen einer Versorgungsspannung an eine Last
US6459598B1 (en) 2000-02-09 2002-10-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Inverter device
JP4682007B2 (ja) * 2004-11-10 2011-05-11 三菱電機株式会社 電力用半導体装置
KR100936427B1 (ko) * 2004-11-15 2010-01-12 가부시끼가이샤 도시바 전력 변환 장치
US9768607B2 (en) * 2015-05-11 2017-09-19 Infineon Technologies Ag System and method for a multi-phase snubber circuit
US10770962B2 (en) 2016-04-08 2020-09-08 Abb Schweiz Ag Converter cell comprising an energy converter in parallel to a clamp inductor
CN111819728B (zh) * 2018-01-11 2022-01-04 先进工程解决方案全球控股私人有限公司 低功率pin二极管驱动器
DE102019201775A1 (de) * 2019-02-12 2020-08-13 Bühler Motor GmbH Energierückgewinnungsschaltung
DE102020216184A1 (de) 2020-12-17 2022-06-23 Vitesco Technologies Germany Gmbh Galvanisch trennender Bordnetz-Gleichspannungwandler, Fahrzeugbordnetz mit Bordnetz-Gleichspannungswandler und Verfahren zum Betreiben eines galvanisch trennenden Gleichspannungwandlers

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50152235A (ja) * 1974-05-29 1975-12-08
JPS5745722A (en) * 1980-09-01 1982-03-15 Origin Electric Co Ltd High-speed turn-off circuit for semiconductor switch element

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3571614A (en) * 1968-08-05 1971-03-23 Hughes Aircraft Co Transistor switch with minimized transition power absorption
JPS50145840A (ja) * 1974-05-11 1975-11-22
US4137570A (en) * 1977-10-31 1979-01-30 Exxon Research & Engineering Co. Waveform synthesizer
JPS5541167A (en) * 1978-09-18 1980-03-22 Fuji Electric Co Ltd Snap circuit
US4365171A (en) * 1980-12-23 1982-12-21 General Electric Company Low loss snubber circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50152235A (ja) * 1974-05-29 1975-12-08
JPS5745722A (en) * 1980-09-01 1982-03-15 Origin Electric Co Ltd High-speed turn-off circuit for semiconductor switch element

Also Published As

Publication number Publication date
EP0070158A2 (en) 1983-01-19
DE3270984D1 (en) 1986-06-12
EP0070158B1 (en) 1986-05-07
US4414479A (en) 1983-11-08
EP0070158A3 (en) 1983-10-19
JPS5826568A (ja) 1983-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0328847B2 (ja)
US4445055A (en) Circuit arrangement for controlling a power field-effect switching transistor
US4360744A (en) Semiconductor switching circuits
US20020125920A1 (en) Half-bridge gate driver circuit
US20100141304A1 (en) Drive circuit for power element
US20090231018A1 (en) Circuit Arrangement and a Method for Galvanically Separate Triggering of a Semiconductor Switch
JPH0325056B2 (ja)
US4590395A (en) FET-bipolar drive circuit
WO1994006145A1 (en) Inductive load dump circuit
US11476845B2 (en) Driver circuit, corresponding device and method of operation
EP0693826A1 (en) High performance drive structure for mosfet power switches
EP0790698B1 (en) Method of driving power converter
US6909620B2 (en) Inverter configurations with shoot-through immunity
US11791815B2 (en) Driver circuit, corresponding device and method of operation
JPH0311576B2 (ja)
EP0318812B1 (en) Low voltage fed driving circuit for electronic devices
US5124595A (en) Gate drive bias circuit for MOSFET power switches
US5276357A (en) High efficiency quasi-square wave drive circuit for switching power amplifiers
US6683777B2 (en) Semiconductor protective control unit for controlling output transistors connected to inductive load
US5103148A (en) Low voltage circuit to control high voltage transistor
JP4204119B2 (ja) 誘導負荷をスイッチングするためのスイッチング装置
JPH0260093B2 (ja)
KR900000644B1 (ko) Fet게이트 구동회로
JP2845524B2 (ja) 静電誘導形トランジスタのゲート駆動回路
JPH01252177A (ja) 静止開閉制御装置