JPH0483416A - 半導体制御装置 - Google Patents

半導体制御装置

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JPH0483416A
JPH0483416A JP2200708A JP20070890A JPH0483416A JP H0483416 A JPH0483416 A JP H0483416A JP 2200708 A JP2200708 A JP 2200708A JP 20070890 A JP20070890 A JP 20070890A JP H0483416 A JPH0483416 A JP H0483416A
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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〕 この発明は、例えばトランジスタなどを利用した半導体
制御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は、従来の半導体制御装置を示す回路図である0
図において、(1)は半導体制御素子である絶縁ゲート
形バイポーラトランジスタ(Insu fatedGa
te Biplor Transistor) (以下
、IGBTという)であり、一対の主回路電極であるコ
レクタC、エミッタEを備え、基準電位側であるエミッ
タE側には端子eが設けられるとともに、コレクタC、
エミッタEと絶縁された制御電′IIi!gを有してい
る。
■は電源側母線、B)は負荷側母線、(イ)は左側接続
導体、(句は模擬的に表わした左側接続導体(2)のイ
ンダクタンス、(6)は右側接続導体、(7)は模擬的
に表わした右側接続導体(6)のインダクタンスであり
、左右2個のIGBT(11はコレクタCが電源側母線
■に接続され、エミッタEが左側接続導体(社)、右側
接続導体(6)により負荷側母線G)に接続されている
(10)は制御電源であり、2個のIGBTに共通に設
けられ、図示の極性に接続された二つの開用電源(11
)、開用電源(12)を内蔵し、開用電源(11)の負
極側及び開用電源(12)の正極側が端子(13)に接
続され、閉用電源(11)の正極側及び開用電源(12
)の負極側は図示していないスイッチ回路を介して端子
(14)に接続されている。
(15)、(17)、(18)、(20)は接続線であ
り、制御電源(10)の端子(13)、(14)と左右
のI G B T’ (11の端子e、制御電極gとを
図示の如く夫々接続し7ている。なお、(16)は接続
n (15)のインダクタンスを、(19)は接続線(
18)のインダクタンスを模擬的に表わしたLt:aで
ある。
次に動作し゛、ついて説明する。図示していないスイッ
チ回路を7し、ろことによつ開用電源(11)の電圧を
端子C側を負、制御電極g側を正となるように印加する
こ2を二。l:すF’Jj jJlllされた電圧に応
じてIGBT(ilのコ1.・フタC、エミッタE間が
導通し負荷電流が電源側母線’(2)/)ら負荷側母線
G)へ流れる1、また、所定の開用電源(12)の電圧
を端子e側を正、制御電極g側を負となるように印加ず
ればコレクタC、エミッタE間の導通が阻止され電源側
母線口)から負荷側イJ線B)へ流れる電流が遮断され
る。
一般に半導体制御素子は、その制御電極に開閉信号が与
えられてから主回路電極間が開閉するまでの時間(ター
ンオン、ターンオフ時間)にばらつきがあり、また半導
体制御素子同士を接続する接続導体等はインダクタンス
を有している。
今、制御電5源(1o)からの電圧信号によ−、て左右
両方のN G B T (11が開となり各I G 1
3 Ti1lのコレクタCからエミッタEへ流れていた
電流を遮断する場合を考える。仮に左方のiGB”l’
(1)のターンオフ時間が右方のI G F3 T f
l)の6゛・−ンオフ時間よりも短いとづれは“左方の
i c3 B T(11を流れる電流が先に減衰するの
で、左方のI G B T fl、lの特性に依存する
電流の変化率と左側接続導体(4)のインダクタンス(
51の積に比例した電圧がインダクタンス((5)の両
端に図のような極性に、すなわち負荷fl i 線(3
) % カ正、I G B T(1i(73r−ミツ9
 E側カ負となる極性に発生する。この発生電圧はイン
ダクタンスローインダクタンス(19)−インダクタン
ス(16)で構成された直列回路上で夫々のインダクタ
ンスに応じて図において○で囲んで示した極性に分圧さ
れる。この結果左方あるいは右方のIGBT(1)の制
御電極gには制御電源(10)から印加される電圧以上
若しくは以下の電圧が印加される。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来の半導体制御装置は以上のように構成されているの
で、開閉時等の制御時にインダクタンス(5)、インダ
クタンス(7)により誘起される電圧が、制御電源(1
0)とIGBT(1)の端子eとの間に存在するインダ
クタンス(16)、インダクタンス(19)に印加され
る結果、制御電源(10)から与えられる電圧よりも高
い電圧若しくは低い電圧がIGBTの制御電極gに印加
されることになり、IGBTの誤動作や場合によっては
IGBTの許容電圧以上の電圧が印加されてIGBTが
破壊することがあった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、主回路電極の一方が共通に接続された複数の
半導体制御素子を共通の制御電源により安定に制御でき
る信頼性の高い半導体制御装置を得ることを目的とする
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体制御装置は、第1の巻線及びこの
第1の巻線と同極性にされた第2の巻線を有する変成器
設け、第1の巻線を制御電源と半導体制御素子の主回路
電極の一方との間に挿入し、第2の巻線を制御電源と半
導体制御素子の制御電極との間に挿入したものである。
〔作用〕
この発明における変成器は、半導体制御素子の制御時に
半導体制御素子の主回路電極の一方側に発生する電圧を
第1の巻線により受は持たせるとともに第2の巻線によ
り制御電源とIGBTの制御電極との間に上記電圧と同
極性の電圧を発生させて主回8電極の一方側に発生する
電圧を打ち消して制御電極に異常な電圧が印加されない
ようにする。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図であリ、制御
電源(10)と各IGBT(1)との間に変成器(31
)、(35)を設けたものである。変成器(31)は第
1の巻線(32)、第2の巻線(33)が鉄心(34)
に図示のように同極性に同一巻数巻回されてなり、第1
の巻線(32)はMwtl(10)のjl(13)と左
方(7)IGBT(1)の端子eとの間に挿入され、第
2の巻線(33)は制at源(10)の端子(14)と
左方のIGBT(11の制御電極gとの間に挿入されて
いる。変成器(35)についても変成器(31)と同様
であり、第1の巻線(36)と第2の巻線(37)とは
同極性に同一巻数鉄心(38)に巻回され、制御電源(
10)と右方のIGBT[1)との間に図示のような極
性に接続されている。その他の構成については第3図の
従来例と同様であるので相当するものに同一符号を付し
て説明を省略する。
次に動作について説明する。今、第3図の従来例と同様
制御電源(10)からの信号によって左右両方のIGB
T(11が導通状態から非導通状態になり各IGBT(
1)の主回l@を極をコレクタCからエミッタEへ流れ
ていた電流を遮断する場合を考える0例えば、左方のI
GBT(11のターンオフ時間が右方のIGBT(11
のターンオフ時間よりも短い場合は左方のIGBT(1
)を流れる電流が先に減衰する。このときにインダクタ
ンス(51に誘起される電圧は第3図の従来例と同様第
1図に示されるように左方のIGBT(11の側が負、
負荷(lI!l母線(3)側が正の極性となり、この発
生電圧は右側接続導体(6)、接続m1(18)、接続
線(15)及び変成器(35)、変成器(31)で構成
された直列回路上でインダクタンス(7)、インダクタ
ンス(19)、変成器(35)の第1の巻線(36)、
変成器(31)の第1の巻線(32)、インダクタンス
(16)のインピーダンス比で分圧される。
変成器(31)、変成器(35)の励磁インピーダンス
をインダクタンス(16)、インダクタンス(19)の
インピーダンスより充分大きい値に選ぶことによりイン
ダクタンス[5]に誘起される電圧の殆んどを変成器(
31)の第1の巻線(32) 、変成器(35)の第1
の巻線(36)が受は持ち、この各第1の巻線(32)
、(36)に印加された電圧と同極性で同一の電圧が各
第2の巻線(33)、(37)に誘起される。この結果
、IGBT(11のエミッタEと制御電極gとの間に印
加される電圧は変成器(31)の第1の巻線(32)と
第2の巻線(33)及び変成器(35)の第1の巻!!
<36)と第2の巻線(37)とによって互に打ち消さ
れる。そして、制御電源(10)から見た変成器(31
)、変成器(35)のインピーダンスは零となるため、
各IGBTtl+の制御電極g、端子0間に印加する信
号の妨げにはならず所期の信号を制御電極g、端子0間
に与えることができる。
第2図はこの発明の他の実施例を示すもので、IGBT
(11の電源側、すなわちコレクタC側が別々の電源側
母!!(41)、(42)に接続され、左及び右のIG
BT(1)は制御電源(1o)により別々のタイミング
で制御される例である。この場合には制御電源(10)
により左右のIGBT(1)を別々に制御できるように
、制御電源(10)には端子(13)、端子(14)と
は別に端子(43)、(44)を設けて開用電源(11
)、開用電源(12)を図のように接続して、図示しな
いスイッチ回路を閉じることにより開用電源(11)又
は開用電源(12)の電圧をI GBT(1)の制御電
極g、端子0間に印加できるようにしている。なお、コ
ンデンサ(45)、コンデンサ(46)は各IGBT(
1)の制御電極g、端子0間に設けられたサージ吸収用
のコンデンサである。
以上のように構成された第2図の半導体制御装置におい
ては、左右のIGBT(11は独立して制御可能となっ
ているが、各IGBT(1)が開閉されるときにインダ
クタンス(51又はインダクタンス口に発生する電圧に
ついては変成器(31)、変成器(35)により補償さ
れるので、第1図の実施例と同様に制御電極g、端子0
間には現われない。
なお、上記各実施例において、制御電源(10)と各I
GBT+11の制御電極gとの間に変成器(31)、変
成器(35)を単独で挿入するものを示したが、変成器
(31)、変成器(35)の他に直列に他のインピーダ
ンス要素が挿入されている場合であっても同様の効果を
奏するし、変成器(31)、変成器(35)の第1及び
第2の巻線の巻数比は必ずしも1:1でなくとも良い。
また、上記各実施例では、半導体制御素子はIG B 
T (1)である場合について示したが、MOSFET
のような絶縁ゲート形電界効果トランジスタなど■GB
T(1)と同様の電圧駆動形の半導体制御素子の場合で
も、またバイポーラトランジスタのような電流駆動形の
半導体制御素子、あるいはサイリスタやゲートターンオ
フサイリスタ(GT○)のような半導体制御素子であっ
ても同様の効果を奏するのは言うまでもない。
〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば半導体制御素子と制御
電源との間に変成器を設けて半導体制御素子の制御時に
発生する電圧を打ち消して半導体制御素子の制御電極に
異常な電圧が印加されないようにしたので、半導体制御
素子が誤動作しなり絶縁破壊したりすることがなく、信
頼性の高い半導体制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示す回路図、第2図はこ
の発明の他の実施例を示す回路図、第3図は従来の半導
体制御装置を示す回路図である。 図において、(1)はI GBT、(41は左側接続導
体、(6)は右側接続導体、(51,(71、(16)
、(19)はインダクタンス、(10)は制御電源、(
31)(35)は変成器、(32)、(36)は第1の
巻線、(33)、(37)は第2の巻線である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代 理 人     弁理士 大 岩 増 雄第3図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御電極を有する複数の半導体制御素子の一対の主回路
    電極の一方が共通に接続されるとともに上記制御電極が
    共通の制御電源により制御されて上記主回路電極間の導
    通の制御が行なわれる半導体制御装置において、第1の
    巻線及びこの第1の巻線と同極性にされた第2の巻線を
    有する変成器を設け上記第1の巻線を上記制御電源と上
    記主回路電極の一方との間に挿入するとともに上記第2
    の巻線を上記制御電源と上記制御電極との間に挿入した
    ことを特徴とする半導体制御装置。
JP2200708A 1990-07-25 1990-07-25 半導体制御装置 Expired - Lifetime JP2855816B2 (ja)

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