JPH05327440A

JPH05327440A - 駆動装置

Info

Publication number: JPH05327440A
Application number: JP12521492A
Authority: JP
Inventors: Shogo Ogawa; 省吾小川; Tadashi Miyasaka; 忠志宮坂
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1992-05-19
Publication date: 1993-12-10

Abstract

(57)【要約】【目的】過電流制限回路付のＩＧＢＴ装置を駆動可能
な駆動装置において、過電流状態下でのＩＧＢＴの稼働
を制限し、ＩＧＢＴの焼損等の発生を未然に防止可能な
駆動装置を実現する。【構成】ＩＧＢＴ２のゲート電圧Ｖ_Gと、基準電圧Ｖ
０を比較回路４０を構成するコンパレータ４１を用いて
比較し、過電流状態となると低下するゲート電圧Ｖ_Gか
ら、ＩＧＢＴ２が過電流状態であるか否かを判断する。
ＩＧＢＴ２が過電流状態であると判断されると、駆動装
置３０のアラーム出力端子Ａ１からアラーム信号を出力
し、過電流の原因の排除等を可能とし、ＩＧＢＴ２が過
電流状態で継続的に稼働されることを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁ゲート型半導体装
置の駆動装置の構成に関するものであり、特に、過電流
抑制手段を備えた絶縁ゲート型半導体装置の駆動装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５および図６に、過電流の監視、およ
び過電流からの保護が可能な半導体装置の例を示してあ
る。図５は、複数のＩＧＢＴ１が接続された装置であ
り、それぞれのＩＧＢＴ１を流れる電流をカレントトラ
ンスフォーマー（ＣＴ）３を用いて計測している。そし
て、これらのＣＴ３の値から短絡電流を判定し、各ＩＧ
ＢＴ１が過電流状態になるのを防止している。しかし、
このＣＴ３により短絡電流を計測する方法では、検出速
度が遅く、ＣＴ３の測定結果から過電流状態であること
が判明した時にはＩＧＢＴ１等の半導体素子が破壊され
てしまっている場合が多いという問題がある。

【０００３】図６に示す半導体装置は、この問題点を改
善した装置であり、ソフト遮断回路５にＩＧＢＴ１の出
力電圧Ｖｃを導入し、この出力電圧Ｖｃに基づきＩＧＢ
Ｔ１をオフ状態としている。このソフト遮断回路５にお
いては、フォトカプラー６を介して入力信号Ｉが入力さ
れ、入力信号Ｉに基づき、トランジスタＴ１、Ｔ２およ
びＴ３を経て出力Ｏから制御電圧Ｖ１が出力され、ゲー
ト抵抗１１を通ってＩＧＢＴ１のゲート電極１ｇにゲー
ト電圧Ｖ_Gとして印加される。

【０００４】また、ソフト遮断回路５においては、トラ
ンジスタＱ１がオンとなると、トランジスタＱ２を経て
トランジスタＱ３がオフとなる。このため、制御電圧Ｖ
１として供給されていた高電圧Ｖ_CCが遮断され、遮断用
抵抗Ｒ_GEを介して除々に制御電圧Ｖ１が減少し、ＩＧＢ
Ｔ１がソフト遮断される。このようにソフト遮断回路５
は、制御電圧Ｖ１を除々に減少できる機能を備えている
ので、ＩＧＢＴ１の遮断時におけるノイズの発生、電圧
の脈動などを防止することができる。図６に示す装置に
おいては、ＩＧＢＴ１の出力電圧Ｖｃがソフト遮断回路
５の遮断入力として供給されている。すなわち、出力電
圧ＶｃがダイオードＤ１を介してトランジスタＱ１のベ
ース側に接続されている。従って、ＩＧＢＴ１がオン状
態の場合において、トランジスタＴ１から供給される高
電圧Ｖ_CCはダイオードＤ１を介して電流が流れ、トラン
ジスタＱ１はオフとなっている。ここで、ＩＧＢＴ１に
過電流が流れると、ＩＧＢＴ１における電圧降下が増大
し、出力電圧Ｖｃが所定の電圧を越える。このため、ト
ランジスタＴ１を介して供給される高電圧Ｖ_CCは、ダイ
オードＤ２を経てトランジスタＱ１のベースに接続され
ている容量Ｃ１に供給される。この結果、トランジスタ
Ｑ１のベース電圧が上昇し、トランジスタＱ１がオンと
なり、上述したソフト遮断が行われる。

【０００５】このようなソフト遮断回路５を用いた装置
は、過電流の検出速度が早く、ＩＧＢＴ１をオン状態か
らオフ状態に自動的に切り換えることができる。従っ
て、ＩＧＢＴ１を過電流による損傷等から防護するため
には、適した装置である。しかし、このソフト遮断回路
５を構成するために、ＩＧＢＴ１の出力電圧Ｖｃを参照
しているので、ソフト遮断回路５を含む装置自体にＩＧ
ＢＴ１に印加される高電圧に合致した絶縁性能を持たせ
る必要がある。また、ＩＧＢＴ１がオン・オフする際の
出力電圧Ｖｃの変動を捕らえてソフト遮断回路５が誤動
作するという問題、さらに、出力電圧Ｖｃを参照するた
めに、ＩＧＢＴ１のコレクタ側との接続が必要となり配
線が複雑になるという問題もある。

【０００６】図７に示す装置は、このような問題に対応
可能な装置であり、ＩＧＢＴを流れる電流を検出するた
めのセンス端子Ｅ１が設けられたセンス付ＩＧＢＴ２が
採用されている。このセンス付ＩＧＢＴ２においては、
センス端子Ｅ１にＩＧＢＴを流れる電流Ｉｃに対応した
電流が流れる。従って、センス端子Ｅ１に検出抵抗１２
を接続し、この検出抵抗１２における電圧降下に基づき
ＭＯＳ等を用いた過電流制限回路１３からゲート電圧Ｖ
_Gを抑制することにより、過電流を防止することができ
る。図８に示したタイミングチャートに基づき、センス
付ＩＧＢＴ２を用いた装置の動きを説明する。先ず、時
刻ｔ１に駆動回路２０に入力されている入力信号ＩがＩ
ＧＢＴ２をオンするために高レベルとなる。従って、駆
動回路２０からは高電圧の制御電圧Ｖ１が出力され、ゲ
ート抵抗１１を介してゲート電圧Ｖ_Gとしてゲート電極
２ｇに印加される。次に、時刻ｔ２において、短絡が発
生し、ＩＧＢＴ２を流れる通過電流Ｉｃが急激に増加す
ると、検出抵抗１２の電圧降下が増加する。このため、
過電流制限回路１３が動作し、ゲート電圧Ｖ_Gが低下す
る。従って、通過電流Ｉｃが減少し、ＩＧＢＴ２は過電
流による損傷から保護される。そして、時刻ｔ３に入力
信号Ｉが低レベルとなると、制御電圧Ｖ１およびゲート
電圧Ｖ_Gが低下し、ＩＧＢＴ２はオフ状態となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、センス付
ＩＧＢＴ２を用いることにより、過電流からＩＧＢＴを
保護することが可能となる。しかし、過電流を所定の電
流レベルに制限する動作を行っている場合でも、駆動回
路２０は入力信号Ｉに応じた制御電圧Ｖ１を供給しつづ
ける。従って、ＩＧＢＴ２は、過電流が流れる状態にあ
りながら、継続してその状態に制御されつづける。この
ため、何らかの原因でＩＧＢＴ２を流れる電流が減少
し、検出抵抗１２の電圧降下が低くなり、過電流制限回
路１３の動作が停止すると、再度ＩＧＢＴ２に過電流が
流れ、過電流が流れたり抑制されたりする動作を繰り返
すこととなる。この結果、過電流制限回路１３が付いて
いるにも関わらず、素子破壊に達する場合も想定され、
また、過電流が流れる異常な状態での動作が継続される
と言う点でも問題がある。

【０００８】そこで、本発明においては、上記の問題点
に鑑みて、過電流から主スイッチング素子たるＩＧＢＴ
等の絶縁ゲート型半導体装置を保護すると同時に、過電
流が流れる状態を排除することが可能な半導体装置の駆
動装置を実現することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明においては、過電流制限手段を備えた絶縁
ゲート型半導体装置のゲート電圧と、所定の基準電圧と
を比較し、絶縁ゲート型半導体装置が過電流状態である
か否かを判断することにより絶縁ゲート型半導体装置を
制御可能としている。すなわち、本発明に係る、過電流
状態にあることを判定してゲート電極へ印加されるゲー
ト電圧を変更可能な過電流制限手段を備えた絶縁ゲート
型半導体装置の駆動装置においては、この駆動装置へ入
力される入力信号に対応した制御電圧を絶縁ゲート型半
導体装置に出力可能な駆動手段と、ゲート電圧と所定の
基準電圧とを比較可能な比較手段とを有することを特徴
としている。さらに、このような駆動装置においては、
比較手段の比較結果に基づき入力信号をオフ状態に変更
可能なオフ信号出力手段を設置することが望ましい。ま
た、過電流状態において絶縁ゲート型半導体装置をソフ
ト遮断するためには、駆動手段としてソフト遮断が可能
なソフト遮断回路を用いること有効である。

【００１０】

【作用】過電流制御手段を備えた絶縁ゲート型半導体装
置においては、過電流状態となると、ゲート電圧を低減
することにより、絶縁ゲート型半導体装置を通過する電
流を制限し、損傷の発生を防止している。従って、過電
流状態下においては、絶縁ゲート型半導体装置のゲート
電圧は、駆動装置から供給されるオン状態の制御電圧に
基づく通常のゲート電圧から低く設定されていることと
なる。従って、比較手段を用いて、実際に絶縁ゲート型
半導体装置に印加されているゲート電圧を、通常のゲー
ト電圧より若干低い所定の基準電圧と比較することによ
り、絶縁ゲート型半導体装置が過電流状態であるか否か
を判定することが可能となる。

【００１１】このように、比較手段を用いて過電流状態
であるか否かを判定することにより、駆動装置から外部
にアラームを発し、駆動装置への入力信号をオフとして
絶縁ゲート型半導体装置を遮断することができ、また、
過電流状態となっている原因の排除を促進させることも
可能である。従って、過電流状態下での絶縁ゲート型半
導体装置を継続して使用することも制限し、絶縁ゲート
型半導体装置を損傷から守ることができる。勿論、駆動
装置自体にオフ信号出力手段を設置することにより、強
制的に絶縁ゲート型半導体装置を遮断し、絶縁ゲート型
半導体装置を過電流から保護することも可能である。

【００１２】

【実施例】以下に図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。

【００１３】〔実施例１〕図１に本発明の実施例１に係
る駆動装置の構成を示してある。本例の駆動装置３０
は、先に図７に基づき説明した電流制限回路を備えたＩ
ＧＢＴ装置１０を駆動する装置である。この電流制限回
路を備えたＩＧＢＴ装置１０は、センス付ＩＧＢＴ２、
このセンス付ＩＧＢＴ２のセンス端子Ｅ１に接続された
検出抵抗１２、検出抵抗１２における電圧降下からゲー
ト電圧Ｖ_Gを低減可能な過電流制限回路１３、さらに、
駆動装置３０から供給される制御電圧Ｖ１をＩＧＢＴ２
のゲート電極２ｇに印加するためのゲート抵抗１１から
構成されている。従って、図７に基づき説明したよう
に、過電流がＩＧＢＴ２に流れると検出抵抗１２の電圧
降下が増大し、その結果過電流制限回路１３が動作する
ため、ゲート電圧Ｖ_Gを低下でき、過電流を抑制するこ
とが可能である。なお、これらの詳しい動作等は、先に
説明したと同様であるので、同じ符号を付して説明を省
略する。

【００１４】このような過電流制限回路を備えたＩＧＢ
Ｔ装置１０を駆動する本例の駆動装置３０は、入力端子
Ｉ１に供給される入力信号Ｉを絶縁して駆動回路２０に
入力するフォトカプラ６と、入力された入力信号Ｉに基
づきＩＧＢＴ装置１０を制御する制御電圧Ｖ１を出力す
る駆動回路２０と、所定の基準電圧Ｖ０とゲート電圧Ｖ
_Gとを比較して過電流状態であるか否かを判断可能な比
較回路４０と、さらに、比較回路４０の結果に基づき駆
動装置３０からアラーム信号を供給可能なアラーム信号
発生回路５０とから構成されている。

【００１５】先ず、本例の駆動装置３０の比較回路４０
は、基準電圧Ｖ０とゲート電圧Ｖ_Gとを比較するための
コンパレータ４１により構成され、このコンパレータ４
１の反転入力４１ｂには、ＩＧＢＴ装置１０のゲート抵
抗１１下流におけるゲート電圧Ｖ_Gが入力されている。
また、非反転入力４１ａには、入力信号Ｉがオンである
ときに制御電圧Ｖ１としてＩＧＢＴ装置１０に供給され
る高電圧Ｖ_CCが、抵抗４２を介して入力され、さらに、
定電圧ダイオードであるツェナーダイオード４３を介し
てＩＧＢＴ装置１０の低電圧側の負荷端子Ｐ２に接続さ
れている。従って、コンパレータ４１の非反転入力４１
ａには、ツェナーダイオード４３によって決定される基
準電圧Ｖ０が印加されている。このような比較回路４０
においては、基準電圧Ｖ０を制御電圧Ｖ１によって設定
されるゲート電圧Ｖ_Gより若干低く設定すると、通常の
オン状態においてゲート電圧Ｖ_Gが基準電圧Ｖ０と比較
し高いため、コンパレータ４１の出力４１ｃは低レベル
となり、一方、過電流状態においてゲート電圧Ｖ_Gが基
準電圧Ｖ０より高くなるため、コンパレータ４１の出力
４１ｃは高レベルとなる比較回路を実現することができ
る。

【００１６】本例のアラーム信号発生回路５０は、比較
回路４０のコンパレータ４１の出力４１ｃが入力される
高周波フィルター５１、高周波フィルター５１の出力を
絶縁するフォトカプラー５２、フォトカプラー５２の出
力が波形整形用のインバータ５３ａ、５３ｂを介して入
力されるＮＡＮＤゲート５４から構成されており、この
ＮＡＮＤゲート５４には入力端子Ｉ１から入力される入
力信号Ｉも入力され、さらに、ＮＡＮＤゲート５４の出
力はアラーム信号出力端子Ａ１に接続されている。従っ
て、本アラーム信号発生回路５０においては、入力信号
Ｉが高レベルのオン状態であってゲート電圧Ｖ_Gが基準
電圧Ｖ０よりも低くなると、ＮＡＮＤゲート５４からの
出力が低レベルに反転するＡＲＭ（バー）信号を出力す
ることが可能である。なお、高周波フィルター５１は、
ＩＧＢＴ装置１０のスイッチング時にこのアラーム信号
発生回路５０が動作しないように挿入されている。従っ
て、コンパレータ４１からＩＧＢＴ装置１０のスイッチ
ング時に２〜５μｓのパルスが出力されても、高周波フ
ィルター５１からはアラーム信号発生回路５０には信号
が供給されないようになっている。

【００１７】本例の装置の動きを図２に示したタイミン
グチャートに基づき説明する。先ず、時刻ｔ１１に低レ
ベルであった入力信号Ｉが、オン状態である高レベルと
なると、駆動回路２０から高電圧の制御信号Ｖ１がＩＧ
ＢＴ装置１０に供給される。

【００１８】これにより、高電圧のゲート電圧Ｖ_GがＩ
ＧＢＴ２のゲート電極２ｇに印加され、ＩＧＢＴ２がオ
ンとなる。このとき、ゲート電圧Ｖ_Gは、基準電圧Ｖ０
よりも大きくなるため、比較回路４０のコンパレータ出
力４１ｃは低レベルとなる。従って、高周波フィルター
５１等を経てＮＡＮＤゲート５４に入力される信号は低
レベルとなり、同時にＮＡＮＤゲート５４に入力される
入力信号Ｉは高レベルであるので、ＮＡＮＤゲート５４
からの出力は高レベルとなる。従って、アラーム信号出
力端子Ａ１に現れる信号は正常状態を示す高レベルとな
る。

【００１９】次に、時刻ｔ１２に何らかの原因により、
ＩＧＢＴ２の通過電流Ｉｃが過電流となると、ＩＧＢＴ
装置１０の過電流制限回路１３が動作し、ゲート電圧Ｖ
_Gが低減される。このため、ゲート電圧Ｖ_Gは基準電圧
Ｖ０より小さくなり、コンパレータ４１の出力は高レベ
ルに反転する。従って、ＮＡＮＤゲート５４に入力され
る信号は両者とも高レベルとなり、ＮＡＮＤゲート５４
からのＡＲＭ（バー）信号が異常を示す低レベルとな
る。

【００２０】そして、次に時刻ｔ１３に入力信号Ｉがオ
フ状態を示す低レベルとなると、駆動回路２０から供給
される制御電圧Ｖ１が低電圧となり、これによりゲート
電圧Ｖ_Gも低電圧となるのでＩＧＢＴ装置１０は停止す
る。

【００２１】このように、本例の駆動装置３０は、ＩＧ
ＢＴ装置１０のゲート電圧Ｖ_Gを基準電圧Ｖ０と比較し
てＩＧＢＴ装置１０が過電流状態に有るか否かを判定す
ることができ、過電流状態にあるときは、ＡＲＭ（バ
ー）といったアラーム信号を出力することができる。従
って、この駆動装置３０からのアラーム信号に基づき、
過電流の原因を解決したり、あるいは、駆動装置３０へ
の入力信号Ｉをオフ状態とすることにより、ＩＧＢＴ装
置１０を停止することができる。このように、本例の駆
動装置３０を用いることにより、過電流状態下でＩＧＢ
Ｔ装置１０を継続的に稼働させ、ＩＧＢＴ２の損傷等を
招く危険を回避することが可能となる。

【００２２】さらに、本例の駆動装置においては、図６
に示したようなＩＧＢＴに負荷としてかかる電源電圧で
はなく、制御電圧として安定したゲート電圧を用いて過
電流状態を判定しているので、誤動作する可能性も少な
い。さらに、本例の装置においては起動時の誤動作を避
けるため、高周波フィルターを用いており、さらに高い
信頼性の確保が可能である。

【００２３】〔実施例２〕図３に実施例２に係る絶縁ゲ
ート型半導体装置の駆動装置の構成を示してある。本例
の駆動装置３０も実施例１と同様に電流制限回路を備え
たＩＧＢＴ装置１０を駆動する装置である。従って、こ
のＩＧＢＴ装置１０も、センス付ＩＧＢＴ２、検出抵抗
１２、過電流制限回路１３、さらに、ゲート抵抗１１を
備えており、これらの動作等については先に説明した通
りにつき説明を省略する。

【００２４】このＩＧＢＴ装置１０を駆動する本例の駆
動装置３０も、実施例１の駆動装置同様に、入力端子Ｉ
１に供給される入力信号Ｉを絶縁して駆動回路２０に入
力するフォトカプラ６、入力された入力信号Ｉに基づき
ＩＧＢＴ装置１０を制御する制御電圧Ｖ１を出力する駆
動回路２０、基準電圧Ｖ０とゲート電圧Ｖ_Gとを比較し
て過電流状態であるか否かを判断可能な比較回路４０、
比較回路４０の結果に基づき駆動装置３０からアラーム
信号を供給可能なアラーム信号発生回路５０を備えてい
る。そして、本例の駆動装置３０において着目すべき点
は、これらの回路に加え駆動回路２０にオフ信号を供給
可能なオフ信号出力回路６０を備えていることである。

【００２５】これらの回路の内、駆動回路２０、比較回
路４０の構成は実施例１において説明した回路と同様に
つき、同じ符号を付して説明を省略する。一方、アラー
ム信号発生回路５０は、比較回路４０のコンパレータ４
１の出力が入力される高周波フィルター５１と、この高
周波フィルター５１を通過した信号を絶縁してラッチ回
路５５に供給するフォトカプラー５２と、高周波フィル
ター５１を通過したアラーム信号をラッチしてアラーム
信号出力端子Ａ１から出力するラッチ回路５５から構成
されている。従って、本例の駆動装置３０においては、
実施例１とは逆に、ゲート電圧Ｖ_Gが基準電圧Ｖ０より
低い状態、すなわち、ＩＧＢＴ装置１０が過電流状態に
あるときに高レベルとなるアラーム信号をアラーム信号
出力端子Ａ１から供給することができる。

【００２６】さらに、本例の駆動装置３０においては、
駆動回路２０にオフ信号を供給して、ＩＧＢＴ装置１０
が過電流状態となった時に自動的に停止させることが可
能なオフ信号出力回路６０を備えている。このオフ信号
出力回路６０は、アラーム信号出力回路５０の高周波フ
ィルター５１を通過した信号を波形整形するインバータ
６１ａ、ｂと、このインバータ６１ａ、ｂからの出力お
よび入力信号Ｉが入力されるＮＡＮＤゲート回路６２、
さらに、このＮＡＮＤゲート回路６２の出力と入力信号
Ｉが入力されるＡＮＤゲート回路６３から構成されてお
り、ＡＮＤゲート回路６３の出力が駆動回路２０の入力
として接続されている。また、ＮＡＮＤゲート回路６２
に入力される入力信号Ｉはディレイ回路６４を介して入
力されており、入力信号Ｉがオフ状態からオン状態に反
転した際に、駆動回路２０にオン状態の信号を入力でき
るようになっている。

【００２７】すなわち、このオフ信号出力回路６０を備
えた本例の駆動装置３０においては、ＮＡＮＤゲート回
路６２の出力は、図２において説明したＡＲＭ（バー）
信号と同様の変化を伴う。従って、図２において時刻ｔ
１１に入力信号Ｉがオン状態となると、コンパレータ４
１の出力は高レベルであるが、ディレイ回路６４により
入力信号Ｉは低レベルであり、ＮＡＮＤゲート回路６２
からは高レベルの出力が維持され、ＡＮＤゲート回路６
３においては、出力が低レベルから高レベルに反転す
る。従って、駆動回路２０によりＩＧＢＴ装置１０がオ
ン状態となる。次に、時刻ｔ１２に過電流状態となる
と、ＮＡＮＤゲート回路６２の出力は反転して低レベル
となるため、ＡＮＤゲート回路６３から駆動回路２０に
はオフ信号が供給され、ＩＧＢＴ装置１０はオフ状態と
なる。また、アラーム信号発生回路５０からは高レベル
のアラーム信号がアラーム信号出力端子Ａ１に供給され
る。従って、本例の駆動装置３０を用いることにより、
ＩＧＢＴ装置１０が過電流状態となると、ＩＧＢＴ装置
１０を自己遮断し、ＩＧＢＴ２の損傷を未然に防止でき
る。同時に、過電流状態であることをアラーム信号出力
端子Ａ１を通じて外部機器に出力し、過電流状態となっ
た原因の排除等の処理を行うことが可能となる。

【００２８】〔実施例３〕図４に本発明の実施例３に係
る絶縁ゲート型半導体装置の駆動装置３０の構成を示し
てある。本例の駆動装置３０も実施例１と同様に電流制
限回路を備えたＩＧＢＴ装置１０を駆動する装置であっ
て、センス付ＩＧＢＴ２、検出抵抗１２、過電流制限回
路１３、さらに、ゲート抵抗１１を備えており、これら
の動作等については先に説明した通りにつき説明を省略
する。

【００２９】このＩＧＢＴ装置１０を駆動する本例の駆
動装置３０は、実施例１の駆動装置同様に、基準電圧Ｖ
０とゲート電圧Ｖ_Gとを比較して過電流状態であるか否
かを判断可能な比較回路４０を備えた駆動装置である。
そして、この比較回路４０からの信号に基づきＩＧＢＴ
装置１０をソフト遮断可能なソフト遮断回路５が駆動回
路として用いられている。このソフト遮断回路５は、先
に、図６に基づき説明した回路と同様の構成であり、構
成、動作等については、共通する部分に同じ符号を付し
て説明を省略する。また、比較回路４０の構成を実施例
１と同様に付、共通する部分に同じ符号を付して説明を
省略する。

【００３０】本例の駆動装置３０においては、比較回路
４０のコンパレータ４１の出力がソフト遮断回路５のト
ランジスタＱ１のベース側に接続されいている。従っ
て、ＩＧＢＴ装置１０が通常状態であるとき、すなわ
ち、ゲート電圧Ｖ_Gが基準電圧Ｖ０よりも大きい場合
は、コンパレータ４１の出力は低レベルであり、ダイオ
ードＤ２を介してフォトカプラー６からの入力信号Ｉに
よっても、トランジスタＱ１のベース電圧が上昇するこ
とはなく、トランジスタＱ３はオン状態に維持される。
従って、ソフト遮断は動作せず、ＩＧＢＴ装置１０はフ
ォトカプラー６を介して入力された入力信号Ｉに基づき
制御される。

【００３１】一方、ＩＧＢＴ装置１０が過電流状態とな
ると、ゲート電圧Ｖ_Gは基準電圧Ｖ０を下回り、コンパ
レータ４１の出力は高レベルに反転する。従って、ソフ
ト遮断回路５のトランジスタＱ１のベース電圧が上昇
し、トランジスタＱ１がオンとなる。これにより、トラ
ンジスタＱ３がオフとなるので、遮断用抵抗Ｒ_GEを介し
てゲート電圧Ｖ_Gが除々に低下し、ＩＧＢＴ装置１０を
ソフト遮断することができる。また、本例の駆動装置３
０においては、ソフト遮断回路５０にはコンパレータ４
１の出力が入力されているため、半導体装置の制御回路
に用いられる電圧と同等のコンパレータ４１の出力電圧
に沿った絶縁クラスの回路を採用することができる。従
って、図６に基づき説明した従来の駆動装置のように、
ＩＧＢＴ２にかかる高電圧に対応可能な高い絶縁クラス
の回路を採用する必要はない。

【００３２】さらに、本例の駆動装置３０においては、
制御電圧として安定したゲート電圧を比較することによ
り過電流状態を判定しているので、図６に示した従来の
ソフト遮断回路のようにＩＧＢＴに負荷としてかかる電
源電圧から判定している装置と比較し、誤動作の可能性
が非常に少ない。

【００３３】このように、本例の駆動装置３０を用いる
ことにより、ＩＧＢＴ装置１０が過電流状態となると、
ＩＧＢＴ装置１０を自己遮断することが可能であり、過
電流状態下で継続的に運転されることによる焼損等の不
具合の発生を未然に防止することができる。さらに、本
例の駆動装置３０においては、ソフト遮断回路５を用い
てＩＧＢＴ装置１０を遮断しているので、過電流状態と
なった場合にＩＧＢＴ装置１０をオフ状態とする場合で
あっても、ＩＧＢＴ２を通過する電流を除々に低下しな
がら遮断することができる。従って、ＩＧＢＴ装置１０
を急激にオフすることに伴うノイズの発生等を抑制する
ことができ、外部装置への影響を防止することも可能と
なる。そして、このソフト遮断回路５を通常の電圧レベ
ルの回路で構成することが可能であるため、駆動装置を
小形化でき、また安価に製造することができる。

【００３４】

【発明の効果】以上において説明したように、本発明に
係る駆動装置は、過電流制御手段を備えた絶縁ゲート型
半導体装置を駆動可能なものであり、この絶縁ゲート型
半導体装置のゲート電圧を所定の基準電圧と比較手段を
用いて比較することにより、絶縁ゲート型半導体装置が
過電流状態にあるか否かを判定可能としている。従っ
て、この比較手段からの信号に基づきアラーム信号を外
部に発信して過電流状態となった原因を排除したり、ま
た、比較手段からのオフ信号出力手段を用いて駆動装置
自体により絶縁ゲート型半導体装置を自己遮断すること
も可能である。このように、本例の駆動装置を用いるこ
とにより、絶縁ゲート型半導体装置を過電流状態下で継
続して使用するような事態を避けることが可能となり、
焼損等から絶縁ゲート型半導体装置を未然に保護するこ
とが可能である。

【００３５】また、本例の駆動装置において、自己遮断
するため、ソフト遮断回路を用いる場合であっても、比
較手段とソフト遮断回路とを接続することにより、駆動
装置を簡単に構成することが可能であり、さらに、従来
のようにソフト遮断回路を構成するために高い絶縁特性
は必要としない。従って、絶縁ゲート型半導体装置を過
電流により損傷から未然に保護することができ、さら
に、自己遮断時のノイズ等の発生を抑えることが可能な
駆動装置を安価な装置として、また小形化可能な装置と
して供給することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る絶縁ゲート型半導体装
置の駆動装置の構成を示す回路図である。

【図２】図１に示す駆動装置の動作を示すタイミングチ
ャートである。

【図３】本発明の実施例２に係る絶縁ゲート型半導体装
置の駆動装置の構成を示す回路図である。

【図４】本発明の実施例３に係る絶縁ゲート型半導体装
置の駆動装置の構成を示す回路図である。

【図５】従来の過電流を検出可能な装置の回路図であ
る。

【図６】従来のソフト遮断回路を用いた絶縁ゲート型半
導体装置の駆動装置の構成を示す回路図である。

【図７】過電流制限回路を備えた絶縁ゲート型半導体装
置、およびその駆動装置の構成を示す回路図である。

【図８】図７に示す駆動装置の動作を示すタイミングチ
ャートである。

【符号の説明】

１・・・ＩＧＢＴ２・・・センス端子付ＩＧＢＴ３・・・カレントトランスフォーマ（ＣＴ）５・・・ソフト遮断回路６・・・フォトカプラー１０・・・過電流制限回路付ＩＧＢＴ装置１１・・・ゲート抵抗１２・・・検出抵抗１３・・・過電流制限回路２０・・・駆動回路３０・・・駆動装置４０・・・比較回路４１・・・コンパレータ４２・・・抵抗４３・・・ツェナーダイオード５０・・・アラーム信号発生回路５１・・・高周波フィルター５２・・・フォトカプラー５３、６１・・・インバータ５４、６２・・・ＮＡＮＤゲート回路５５・・・ラッチ回路６０・・・オフ信号出力回路６３・・・ＡＮＤゲート回路６４・・・ディレイ回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】過電流状態にあることを判定してゲート
電極へ印加されるゲート電圧を変更可能な過電流制限手
段を備えた絶縁ゲート型半導体装置の駆動装置であっ
て、この駆動装置へ入力される入力信号に対応した制御
電圧を前記絶縁ゲート型半導体装置に出力可能な駆動手
段と、前記ゲート電圧と所定の基準電圧とを比較可能な
比較手段とを有することを特徴とする駆動装置。
【請求項２】請求項１において、前記比較手段の比較
結果に基づき前記入力信号をオフ状態に変更可能なオフ
信号出力手段を有することを特徴とする駆動装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記駆動手
段はソフト遮断が可能なソフト遮断回路であることを特
徴とする駆動装置。