JPH0548584U - Gate drive circuit for high-speed switching devices - Google Patents

Gate drive circuit for high-speed switching devices

Info

Publication number
JPH0548584U
JPH0548584U JP9707191U JP9707191U JPH0548584U JP H0548584 U JPH0548584 U JP H0548584U JP 9707191 U JP9707191 U JP 9707191U JP 9707191 U JP9707191 U JP 9707191U JP H0548584 U JPH0548584 U JP H0548584U
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
fet
circuit
circuits
signal
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
JP9707191U
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
高田  昇
英洋 前川
Original Assignee
株式会社明電舎
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 株式会社明電舎 filed Critical 株式会社明電舎
Priority to JP9707191U priority Critical patent/JPH0548584U/en
Publication of JPH0548584U publication Critical patent/JPH0548584U/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速スイッチング素子のゲートドライブ回路
の小型化を損なうことなく、多並列の高速スイッチング
素子のゲート駆動を可能にすると共に耐ノイズの信頼性
を高める。 【構成】 制御信号が入力するIGBTドライブ回路用
ハイブリットIC1にその出力信号中のノイズを除去す
るフィルタ回路2を接続し、高速スイッチング素子IG
BTのゲートを駆動するFET11,FET12回路を
正負電源間に直列に接続し、フィルタ回路2にその出力
信号に対し所定のスイッチングしきい値で動作するFE
T11,FET12のゲート信号作成回路31,32を接
続し、このゲート信号で駆動されるFET11,FET
12のゲート回路に各FETのゲート信号のターンオフ
時にそのゲート入力キャパシタンスに蓄積された電荷を
急速に抜くターンオフ高速化回路41,42を接続してな
る。
(57) [Abstract] [Purpose] To enable gate driving of multiple parallel high-speed switching elements without impairing miniaturization of the gate drive circuit of the high-speed switching element, and to improve reliability of noise resistance. [Structure] A hybrid IC 1 for an IGBT drive circuit to which a control signal is input is connected to a filter circuit 2 for removing noise in the output signal, and a high speed switching element IG is connected.
An FE in which FET11 and FET12 circuits for driving the gate of BT are connected in series between the positive and negative power supplies, and the filter circuit 2 operates at a predetermined switching threshold value for its output signal.
The gate signal generation circuits 3 1 and 3 2 of T11 and FET 12 are connected, and the FET 11 and FET are driven by this gate signal.
The 12 gate circuits are connected with turn-off speed-up circuits 4 1 and 4 2 for rapidly removing the charge accumulated in the gate input capacitance when the gate signal of each FET is turned off.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、電力変換装置の順変換部・逆変換部などにおける高速スイッチング 素子のゲートドライブ回路に関する。 The present invention relates to a gate drive circuit for a high-speed switching element in a forward conversion unit / inverse conversion unit of a power conversion device.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

近年、汎用インバータ、無停電電源装置などの電力変換装置の小型化が進めら れており、装置内部のIGBT素子等高速スイッチング素子のドライブ回路の小 型化が要求されている。ドライブ回路の小型化の手段として回路の一部分のハイ ブリットIC化がある。 In recent years, power converters such as general-purpose inverters and uninterruptible power supplies have been miniaturized, and there has been a demand for miniaturization of drive circuits for high-speed switching devices such as IGBT devices inside the devices. As a means for miniaturizing the drive circuit, there is a hybrid IC part of the circuit.

【0003】 図2は現在製品化されており、今後多用されることが予想されるIGBTドラ イブ回路用ハイブリットIC(以下HICという)を用いたIGBTゲートドラ イブ回路を示す。図2において、HIC1は抵抗RDを介して入力信号VINが入 力するホトカプラ11と、このホトカプラ11の出力信号によりスイッチングする トランジスタ回路12からなり、IGBTはゲート抵抗RGを介してHIC1の出 力VOUTにより駆動されるようになっている。FIG. 2 shows an IGBT gate drive circuit using a hybrid IC (hereinafter referred to as HIC) for an IGBT drive circuit, which has been commercialized now and is expected to be widely used in the future. In FIG. 2, HIC1 comprises a photocoupler 1 1 to which an input signal V IN is input via a resistor R D, and a transistor circuit 1 2 which is switched by the output signal of this photocoupler 1 1 , and the IGBT is connected via a gate resistor R G. Driven by the output V OUT of the HIC1.

【0004】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

上記従来HICはその出力でIGBTのゲート駆動しているので、以下の問題 を生ずる。 Since the conventional HIC drives the gate of the IGBT with its output, the following problems occur.

【0005】 (1)HIC内部のトランジスタには定格以上の電流は流せない。このためI GBTの多並列回路を駆動しようとすると、HICが過負荷となって使用できな い。(1) A current exceeding the rated value cannot flow in the transistor inside the HIC. Therefore, when trying to drive the multi-parallel circuit of the IGBT, the HIC is overloaded and cannot be used.

【0006】 (2)入力信号はホトカプラを介してトランジスタ回路に入力するので、入力 信号にノイズ電流が流れた時、HICの出力がノイズ誤動作し、IGBTを破壊 する危険が生じる。(2) Since the input signal is input to the transistor circuit via the photocoupler, when a noise current flows in the input signal, the output of the HIC malfunctions due to noise, and there is a risk of destroying the IGBT.

【0007】 本考案は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とする ところは、ゲートドライブ回路の小型化を損なうことなく、多並列の高速スイッ チング素子のゲートドライブを可能にすると共に耐ノイズの信頼性の高い高速ス イッチング素子のゲートドライブ回路を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems of the related art, and an object thereof is to provide a gate drive of a multi-parallel high-speed switching element without impairing miniaturization of the gate drive circuit. It is possible to provide a gate drive circuit for a high-speed switching element that enables high reliability and is resistant to noise.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、本考案における高速スイッチング素子のゲートド ライブ回路は、制御信号が入力するIGBTドライブ回路用ハイブリットICと 、このハイブリットICの出力信号中のノイズを除去するフィルタ回路と、高速 スイッチング素子のゲートを駆動する正負電源間に直列に接続された第1及び第 2のFET回路と、前記フィルタ回路の出力信号の電圧値に対し所定のスイッチ ングしきい値で動作し前記第1及び第2のFETのゲート信号を作成する第1及 び第2のゲート信号作成回路と、このゲート信号で駆動される前記第1及び第2 のFETのゲート回路に接続され各FETのゲート信号のターンオフ時にそのゲ ート入力キャパシタンスに蓄積された電荷を急速に抜くターンオフ高速化回路と からなるものである。 In order to achieve the above object, a gate drive circuit of a high speed switching device according to the present invention comprises a hybrid IC for an IGBT drive circuit to which a control signal is input, a filter circuit for removing noise in an output signal of the hybrid IC, and a high speed First and second FET circuits connected in series between the positive and negative power supplies that drive the gate of the switching element, and the first and second FET circuits that operate at a predetermined switching threshold for the voltage value of the output signal of the filter circuit. And first and second gate signal generation circuits for generating gate signals for the second and second FETs, and gate signals for the respective FETs connected to the gate circuits for the first and second FETs driven by this gate signal Turn-off speed-up circuit that rapidly removes the charge accumulated in its gate input capacitance at the turn-off time. That.

【0009】[0009]

【作用】[Action]

入力信号はハイブリットICで増幅されその出力信号中に含まれるノイズはフ ィルタ回路により除去される。第1,第2のFETゲート信号作成回路はフィル タ回路の出力信号の電圧値に対し所定のスイッチングしきい値で動作しデッドタ イムのあるFETゲート信号を作る。 The input signal is amplified by the hybrid IC and the noise contained in the output signal is removed by the filter circuit. The first and second FET gate signal generation circuits operate at a predetermined switching threshold with respect to the voltage value of the output signal of the filter circuit and generate a FET gate signal with dead time.

【0010】 第1,第2のFETはこのFETゲート信号により高速スイッチング素子ベー スを駆動するので、高速スイッチング素子はノイズにより誤動作することがない 。第1,第2のターンオフ高速化回路は各FETのゲート信号がターンオフ時に 各ゲート入力キャパシタンスに蓄積された電荷を急速に抜いて高速スイッチング 素子のゲートを駆動する第1,第2のFETを高速でターンオフさせる。Since the first and second FETs drive the high speed switching element base by the FET gate signal, the high speed switching element does not malfunction due to noise. The first and second turn-off speed-up circuits speed up the first and second FETs that drive the gates of the high-speed switching elements by rapidly removing the charge accumulated in each gate input capacitance when the gate signal of each FET is turned off. Turn off with.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

本考案の実施例を図1を参照して説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0012】 図1において、1はIGBTドライブ回路用ハイブリットIC(HIC)、2 はHIC1の出力VOUTのノイズ誤動作信号を除去する抵抗R1とコンデンサC1 からなるフィルタ回路。In FIG. 1, 1 is a hybrid IC (HIC) for an IGBT drive circuit, 2 is a filter circuit composed of a resistor R 1 and a capacitor C 1 for removing a noise malfunction signal of an output V OUT of the HIC 1 .

【0013】 31及び32はIGBT13を駆動する出力段pチャンネルFET11及びnチ ャンネルFET12のベース信号作成回路で、フィルタ回路2の出力が抵抗R2 ,ツェナーダイオードZD1を介してベースに入力するトランジスタTr1回路及 び抵抗R3,ツェナーダイオードZD2を介してベースに入力するトランジスタT r2回路からなる。Reference numerals 3 1 and 3 2 denote base signal generation circuits for the output stage p-channel FET 11 and n-channel FET 12 that drive the IGBT 13. The output of the filter circuit 2 is input to the base via a resistor R 2 and a zener diode ZD 1. transistor Tr 1 circuit及beauty resistor R 3 to, a transistor T r 2 circuit for input to the base via a Zener diode ZD 2.

【0014】 ツェナーダイオードZD1及びZD2はフィルタ回路2の出力電圧に対しトラン ジスタTr1及びTr2のスイッチングしきい値を夫々VZD1+VBE(TR1)及び−( VZD2+VBE(TR2))で動作するように設けられ、フィルタ回路2の出力電圧がこ のしきい値電圧を経過している区間で出力段のFET11及びFET12が同時 にONするアーム短絡現象を防止するデッドタイム区間を作り、トランジスタT r1及びTr2をスイッチングさせるものである。The Zener diodes ZD 1 and ZD 2 change the switching thresholds of the transistors Tr 1 and Tr 2 with respect to the output voltage of the filter circuit 2 by V ZD1 + V BE (TR1) and − (V ZD2 + V BE (TR2), respectively. ), And a dead time section for preventing an arm short circuit phenomenon in which the output stage FET11 and FET12 are simultaneously turned on in the section where the output voltage of the filter circuit 2 exceeds this threshold voltage. It is made to switch the transistors Tr 1 and Tr 2 .

【0015】 FET11及びFET12のゲートは、トランジスタTr1及びTr2のコレク タ抵抗R4及びR5と並列にダイオードD1及びD2を介して接続された直列抵抗R 6 ,R7及びR9,R10の夫々接続点に接続され、FET11オン,FET12オ フ時、IGBT13のゲート・エミッタ電圧が+15VとなりIGBTがオンし 、FET11オフ,FET12オン時、IGBT13のゲート・エミッタ電圧が −15Vとなり、IGBTがオフする。The gates of the FET 11 and the FET 12 are transistors Tr1And Tr2Collector resistance RFourAnd RFiveIn parallel with diode D1And D2Series resistor R connected via 6 , R7And R9, RTenWhen the FET11 is on and the FET12 is off, the gate / emitter voltage of the IGBT13 is + 15V and the IGBT is on. When the FET11 is off and the FET12 is on, the gate / emitter voltage of the IGBT13 is -15V and the IGBT is Turn off.

【0016】 41及び42はFET11及びFET12のゲート回路に設けられFET11及 びFET12のゲート信号がターンオフ時各FETのゲートキャパシタンス(C iss)に蓄積された電荷を速やかに抜くターンオフ高速化回路で、そのトラン ジスタTr3及びTr4のベースはダイオードD3及びD4を介してトランジスタT r1及びTr2のコレクタに接続され、そのエミッタは夫々FET11及びFET 12のゲートに接続されている。Reference numerals 4 1 and 4 2 are provided in the gate circuits of the FET 11 and FET 12, and are turn-off speed-up circuits for quickly removing the charges accumulated in the gate capacitance (C iss) of each FET when the gate signals of the FET 11 and FET 12 are turned off. The bases of the transistors Tr 3 and Tr 4 are connected to the collectors of the transistors Tr 1 and Tr 2 via the diodes D 3 and D 4 , and the emitters thereof are connected to the gates of the FET 11 and FET 12, respectively. .

【0017】 以上のように構成されているので、HIC1の出力電圧VOUTはフィルタ2に よりノイズが除去され、トランジスタTr1及びTr2はノイズが除去された出力 電圧VOUTとツェナーダイオードZD1及びZD2によりデッドタイムをもって制 御される。また、FET11及びFET12はターンオフ高速化回路により高速 ターンオフするので、IGBT13はノイズの影響を受けることなく高速で動作 する。With the above configuration, the output voltage V OUT of the HIC 1 is noise-removed by the filter 2, and the transistors Tr 1 and Tr 2 are noise-removed output voltage V OUT and the Zener diode ZD 1 And ZD 2 controls the dead time. Further, since the FET 11 and the FET 12 are turned off at a high speed by the turn-off speed-up circuit, the IGBT 13 operates at a high speed without being affected by noise.

【0018】 なお、実施例はIGBTのゲートドライブ回路となっているが、HICを用い るパワーMOSFET等の高速スイッチング素子のゲートドライブ回路にも同様 に実施することができることはいうまでもない。Although the embodiment has been described as an IGBT gate drive circuit, it goes without saying that the same can be applied to a gate drive circuit for a high speed switching element such as a power MOSFET using an HIC.

【0019】[0019]

【考案の効果】[Effect of the device]

本考案は、上述のとおり構成されているので、次に記載する効果を奏する。 Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0020】 (1)ゲート駆動最終段にpチャンネルFET及びnチャンネルFETを用い ているので、IGBTを必要数並列接続し駆動する場合にもこのFETを適当に 選択することにより駆動可能である。(1) Since p-channel FETs and n-channel FETs are used in the final stage of gate drive, even when a required number of IGBTs are connected in parallel, they can be driven by appropriately selecting these FETs.

【0021】 (2)RCフィルタ回路によりHICの出力に生じるノイズ誤動作信号を除去 することができるので、耐ノイズの信頼性の高いドライブ回路となる。(2) Since the noise malfunction signal generated in the output of the HIC can be removed by the RC filter circuit, the drive circuit becomes highly resistant to noise.

【0022】 (3)HICの後段に付加される回路部品はすべて小型で構成できるので、H IC使用による回路小型化の利点は損なわれることがない。(3) Since all the circuit components added after the HIC can be made compact, the advantage of circuit miniaturization by using the HIC is not impaired.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例にかかるIGBTゲートドライブ回路を
示すブロック回路図。
FIG. 1 is a block circuit diagram showing an IGBT gate drive circuit according to an embodiment.

【図2】従来IGBTゲートドライブ回路を示すブロッ
ク回路図。
FIG. 2 is a block circuit diagram showing a conventional IGBT gate drive circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ハイブリットIC(HIC)、2…フィルタ回路、
1,32…ベース信号作成回路、41,42…ターンオフ
高速化回路、11,12…FET、13…IGBT。
1 ... Hybrid IC (HIC), 2 ... Filter circuit,
3 1, 3 2 ... base signal generating circuit, 4 1, 4 2 ... off speed circuit, 11, 12 ... FET, 13 ... IGBT.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 制御信号が入力するIGBTドライブ回
路用ハイブリットICと、 このハイブリットICの出力信号中のノイズを除去する
フィルタ回路と、 高速スイッチング素子のゲートを駆動する正負電源間に
直列に接続された第1及び第2のFET回路と、 前記フィルタ回路の出力信号の電圧値に対し所定のスイ
ッチングしきい値で動作し前記第1及び第2のFETの
ゲート信号を作成する第1及び第2のゲート信号作成回
路と、 このゲート信号で駆動される前記第1及び第2のFET
のゲート回路に接続され各FETのゲート信号のターン
オフ時にそのゲート入力キャパシタンスに蓄積された電
荷を急速に抜くターンオフ高速化回路と、 を備えてなることを特徴とした高速スイッチング素子の
ゲートドライブ回路。
1. A hybrid IC for an IGBT drive circuit to which a control signal is input, a filter circuit for removing noise in an output signal of the hybrid IC, and a positive / negative power source for driving a gate of a high speed switching element, which are connected in series. First and second FET circuits, and first and second first gate circuits for operating the first and second FET circuits by operating at a predetermined switching threshold with respect to the voltage value of the output signal of the filter circuit. Gate signal generating circuit, and the first and second FETs driven by the gate signal
A gate drive circuit for a high-speed switching device, comprising: a turn-off speed-up circuit that is connected to the gate circuit of FIG. 1 to rapidly remove the charge accumulated in the gate input capacitance when the gate signal of each FET is turned off.
JP9707191U 1991-11-27 1991-11-27 Gate drive circuit for high-speed switching devices Pending JPH0548584U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9707191U JPH0548584U (en) 1991-11-27 1991-11-27 Gate drive circuit for high-speed switching devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9707191U JPH0548584U (en) 1991-11-27 1991-11-27 Gate drive circuit for high-speed switching devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0548584U true JPH0548584U (en) 1993-06-25

Family

ID=14182414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9707191U Pending JPH0548584U (en) 1991-11-27 1991-11-27 Gate drive circuit for high-speed switching devices

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0548584U (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006121143A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Driving apparatus for voltage-driven semiconductor device
JP4727360B2 (en) * 2005-09-20 2011-07-20 東芝三菱電機産業システム株式会社 Gate circuit of insulated gate semiconductor device
JP2013042612A (en) * 2011-08-18 2013-02-28 Sanken Electric Co Ltd Gate drive circuit
JP2020182321A (en) * 2019-04-25 2020-11-05 三菱電機株式会社 Gate drive circuit
US11901882B2 (en) 2019-10-28 2024-02-13 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. Gate drive circuit

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006121143A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Driving apparatus for voltage-driven semiconductor device
JP4727360B2 (en) * 2005-09-20 2011-07-20 東芝三菱電機産業システム株式会社 Gate circuit of insulated gate semiconductor device
JP2013042612A (en) * 2011-08-18 2013-02-28 Sanken Electric Co Ltd Gate drive circuit
JP2020182321A (en) * 2019-04-25 2020-11-05 三菱電機株式会社 Gate drive circuit
US11901882B2 (en) 2019-10-28 2024-02-13 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. Gate drive circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7692474B2 (en) Control circuit for a high-side semiconductor switch for switching a supply voltage
JP4903214B2 (en) Method and circuit device for controlling semiconductor switch with galvanic isolation
JPS62227213A (en) Circuit device with power mos-fet and inductive load
JPS6382123A (en) Driving circuit
JP2000312143A (en) Switching device
JP4909684B2 (en) Semiconductor device
JP3379562B2 (en) Inverter device
JPH0548584U (en) Gate drive circuit for high-speed switching devices
JP2010200560A (en) Gate driver circuit
EP0531941B1 (en) Method and driver for power field-effect switches with refreshed power supply providing stable on/off switching
US20040145918A1 (en) Inverter device capable of reducing through-type current
JPH1169778A (en) Gate drive circuit in power converter
JP3568024B2 (en) Gate drive circuit for voltage driven semiconductor device
EP0177148A2 (en) Power supplies using mosfet devices
JPH11285239A (en) Circuit for drive switching element
JPH0736476Y2 (en) Power MOS / FET drive circuit
US20240204776A1 (en) Drive circuit
JPH02179262A (en) Gate drive circuit of voltage drive type semiconductor element
JPH0698574A (en) Motor driving circuit
JP2023144345A (en) Gate driving circuit and power conversion device
JPH11122952A (en) Power supply of drive circuit of power converter
KR19990051463A (en) Gate drive circuit of electric vehicle
CN117795835A (en) Driving circuit of switching element and switching circuit
JPS61230425A (en) Gate drive circuit for mos fet
JP2004236482A (en) Power element driving circuit