JPH0693618B2 - スイッチング素子の駆動装置 - Google Patents
スイッチング素子の駆動装置Info
- Publication number
- JPH0693618B2 JPH0693618B2 JP24579285A JP24579285A JPH0693618B2 JP H0693618 B2 JPH0693618 B2 JP H0693618B2 JP 24579285 A JP24579285 A JP 24579285A JP 24579285 A JP24579285 A JP 24579285A JP H0693618 B2 JPH0693618 B2 JP H0693618B2
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- JP
- Japan
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- electrode
- switch control
- control element
- voltage
- input terminal
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明はスイツチング素子の駆動装置に係り、特にトラ
ンジスタ等のスイツチング素子の駆動装置に関するもの
である。
ンジスタ等のスイツチング素子の駆動装置に関するもの
である。
B.発明の概要 本発明は、スイツチング素子の制御電極に接続されたス
イツチ制御素子に制御信号を供給して該スイツチ制御素
子を動作させ、前記制御電極に制御電流を供給するよう
にした装置において、 前記スイツチ制御素子に入力される制御信号を適正に制
御することにより、前記スイツチング素子の動作を安定
にしたものである。
イツチ制御素子に制御信号を供給して該スイツチ制御素
子を動作させ、前記制御電極に制御電流を供給するよう
にした装置において、 前記スイツチ制御素子に入力される制御信号を適正に制
御することにより、前記スイツチング素子の動作を安定
にしたものである。
C.従来の技術 パワートランジスタのベースドライブ回路は一般的に第
２図のように構成されている。第２図において、１は直
流定電圧電源、３は直流定電圧電源１に抵抗２を介して
コレクタ端子が接続されたベースドライブ用のトランジ
スタ、４はベース端子がトランジスタ３のエミツタ端子
に接続されたパワートランジスタである。抵抗２とトラ
ンジスタ３によつてパワートランジスタ４のベース駆動
回路が構成されており、トランジスタ３のベース端子に
パルス信号CSを印加すると、パワートランジスタ４が駆
動される。この場合、パワートンジスタ４のベース電流 であり、VCは直流定電圧、VCEはトランジスタ３のコレ
クタ−エミツタ電圧、VBEはトランジスタ４のベース−
エミツタ電圧、Ｒは抵抗２の抵抗値である。
２図のように構成されている。第２図において、１は直
流定電圧電源、３は直流定電圧電源１に抵抗２を介して
コレクタ端子が接続されたベースドライブ用のトランジ
スタ、４はベース端子がトランジスタ３のエミツタ端子
に接続されたパワートランジスタである。抵抗２とトラ
ンジスタ３によつてパワートランジスタ４のベース駆動
回路が構成されており、トランジスタ３のベース端子に
パルス信号CSを印加すると、パワートランジスタ４が駆
動される。この場合、パワートンジスタ４のベース電流 であり、VCは直流定電圧、VCEはトランジスタ３のコレ
クタ−エミツタ電圧、VBEはトランジスタ４のベース−
エミツタ電圧、Ｒは抵抗２の抵抗値である。
D.発明が解決しようとする問題点 パワートランジスタ４のベース電流IBにおいて、VBE,V
CEは負荷電流の大小と、ジヤンクシヨン温度によつて変
化する。このためパワートランジスタ４のベース電流IB
は、電圧VCが低いとき温度変化の影響を受け易いため、
変動が大きくなる。さらに、ベース電流IBの変動を小さ
くするために電圧VCを大きくすると、必然的に抵抗２も
抵抗値の大きいものを使用する必要があり、IB・Ｒの電
力損失が大きくなる。また、ベース電流の変動を小さく
するために抵抗２の抵抗値を大きくすると、発熱量が多
く、抵抗２の温度変化が大きく、トランジスタ４のベー
ス電流に影響していた。
CEは負荷電流の大小と、ジヤンクシヨン温度によつて変
化する。このためパワートランジスタ４のベース電流IB
は、電圧VCが低いとき温度変化の影響を受け易いため、
変動が大きくなる。さらに、ベース電流IBの変動を小さ
くするために電圧VCを大きくすると、必然的に抵抗２も
抵抗値の大きいものを使用する必要があり、IB・Ｒの電
力損失が大きくなる。また、ベース電流の変動を小さく
するために抵抗２の抵抗値を大きくすると、発熱量が多
く、抵抗２の温度変化が大きく、トランジスタ４のベー
ス電流に影響していた。
E.問題点を解決するための手段と作用 本発明は、上述の問題点に鑑みて、スイツチング素子の
制御電極に接続されたスイツチ制御素子に制御信号を供
給して該スイツチ制御素子を動作させ、前記スイツチン
グ素子の制御電極に制御電流を供給するようにしたもの
において、設定された第１の信号と、前記制御電流に関
連する第２の信号とを入力とし、前記制御信号が高レベ
ルのとき前記第１の信号と第２の信号が等しくなるよう
な出力信号を発し、前記スイツチ制御素子を動作させる
制御手段を備え、該制御手段により前記スイツチング素
子の温度変化や負荷変動による影響を除去したものであ
る。
制御電極に接続されたスイツチ制御素子に制御信号を供
給して該スイツチ制御素子を動作させ、前記スイツチン
グ素子の制御電極に制御電流を供給するようにしたもの
において、設定された第１の信号と、前記制御電流に関
連する第２の信号とを入力とし、前記制御信号が高レベ
ルのとき前記第１の信号と第２の信号が等しくなるよう
な出力信号を発し、前記スイツチ制御素子を動作させる
制御手段を備え、該制御手段により前記スイツチング素
子の温度変化や負荷変動による影響を除去したものであ
る。
F.実施例 以下に本発明を第１図に示した実施例に基づいて詳述す
る。第１図において、１は直流定電圧電源、２はシヤン
ト抵抗で抵抗値が小さく、温度変化が小さく、この温度
変化による影響の小さいものを用いる。直流定電圧電源
１にはシヤント抵抗２および逆流阻止ダイオード5aを介
して電界効果トランジスタ（以下FETと記する）６の一
方の主電極であるソース電極が接続されている。スイツ
チ制御素子としてのFET6の他方の主電極であるドレイン
電極Ｄにはパワートランジスタ４の制御電極であるベー
ス電極が接続され、FET6とパワートランジスタ４の接続
点とFET6のゲート電極間にはバイパスダイオード5bが接
続されている。また、FET6には逆流阻止ダイオード5cを
介して反転増幅器７が接続されている。
る。第１図において、１は直流定電圧電源、２はシヤン
ト抵抗で抵抗値が小さく、温度変化が小さく、この温度
変化による影響の小さいものを用いる。直流定電圧電源
１にはシヤント抵抗２および逆流阻止ダイオード5aを介
して電界効果トランジスタ（以下FETと記する）６の一
方の主電極であるソース電極が接続されている。スイツ
チ制御素子としてのFET6の他方の主電極であるドレイン
電極Ｄにはパワートランジスタ４の制御電極であるベー
ス電極が接続され、FET6とパワートランジスタ４の接続
点とFET6のゲート電極間にはバイパスダイオード5bが接
続されている。また、FET6には逆流阻止ダイオード5cを
介して反転増幅器７が接続されている。
さらに詳しくは、逆流阻止ダイオード5aのアノード電極
はシャント抵抗２と抵抗9aの接続点に接続され、カソー
ド電極はFET6のソース電極に接続されている。また、バ
イパスダイオード5bのアノード電極はFET6のドレイン電
極とパワートランジスタ４の制御電極であるベース電極
との接続点に接続され、カソード電極はFET6のゲート電
極に接続されている。さらに、逆流阻止ダイオード5cの
アノード電極は反転増幅器７の出力端子7cに接続され、
カソード電極はFET6のゲート電極とバイパスダイオード
5bの接続点と抵抗13との接続点に接続されている。
はシャント抵抗２と抵抗9aの接続点に接続され、カソー
ド電極はFET6のソース電極に接続されている。また、バ
イパスダイオード5bのアノード電極はFET6のドレイン電
極とパワートランジスタ４の制御電極であるベース電極
との接続点に接続され、カソード電極はFET6のゲート電
極に接続されている。さらに、逆流阻止ダイオード5cの
アノード電極は反転増幅器７の出力端子7cに接続され、
カソード電極はFET6のゲート電極とバイパスダイオード
5bの接続点と抵抗13との接続点に接続されている。
抵抗8a,可変抵抗10および抵抗8bを直列接続してなる電
圧分圧用の第１の抵抗回路は直流定電圧源１の正極と負
極間に接続され、第１の抵抗回路にはシャント抵抗２を
介して抵抗9aと9bからなる第２の抵抗回路が並列に接続
され、これらの抵抗回路によりブリッジ回路が形成され
ている。
圧分圧用の第１の抵抗回路は直流定電圧源１の正極と負
極間に接続され、第１の抵抗回路にはシャント抵抗２を
介して抵抗9aと9bからなる第２の抵抗回路が並列に接続
され、これらの抵抗回路によりブリッジ回路が形成され
ている。
反転増幅器７の一方の入力端子（非反転入力端子）7aは
抵抗9aと9bの分圧点に接続され、他方の入力端子（反転
入力端子）7bは可変抵抗10の出力端子に接続されてい
る。また、反転増幅器７の非反転入力端子7aにはダイオ
ード11のアノード電極が接続され、カソード電極は制御
入力端子12に接続されている。シヤント抵抗2,抵抗8a,8
b,9a,9b,可変抵抗10からなるブリッジ回路と反転増幅器
７によつてFET6を制御するスイツチ制御回路が構成さ
れ、ダイオード5a〜5cによつて保護回路が構成される。
抵抗9aと9bの分圧点に接続され、他方の入力端子（反転
入力端子）7bは可変抵抗10の出力端子に接続されてい
る。また、反転増幅器７の非反転入力端子7aにはダイオ
ード11のアノード電極が接続され、カソード電極は制御
入力端子12に接続されている。シヤント抵抗2,抵抗8a,8
b,9a,9b,可変抵抗10からなるブリッジ回路と反転増幅器
７によつてFET6を制御するスイツチ制御回路が構成さ
れ、ダイオード5a〜5cによつて保護回路が構成される。
上記構成によれば、スイッチ制御回路において定電圧電
源１による低電圧VCは抵抗8a,8bおよび可変抵抗10によ
つて分圧され、この分圧電圧が反転増幅器７の反転入力
端子7bに印加される。また反転増幅器７の非反転入力端
子7aには、低電圧VCをシヤント抵抗2,抵抗9a,9bによつ
て分圧された電圧が印加される。可変抵抗10によつて反
転増幅器７の反転入力端子7bの電流を設定し、反転増幅
器７の非反転入力端子7aにシヤント抵抗２からのフイー
ドバツク電圧が印加される。このような状態において、
制御信号源（図示せず）から制御入力端子12とダイオー
ド11を通して制御信号CSを入力すると、反転増幅器７が
動作する。
源１による低電圧VCは抵抗8a,8bおよび可変抵抗10によ
つて分圧され、この分圧電圧が反転増幅器７の反転入力
端子7bに印加される。また反転増幅器７の非反転入力端
子7aには、低電圧VCをシヤント抵抗2,抵抗9a,9bによつ
て分圧された電圧が印加される。可変抵抗10によつて反
転増幅器７の反転入力端子7bの電流を設定し、反転増幅
器７の非反転入力端子7aにシヤント抵抗２からのフイー
ドバツク電圧が印加される。このような状態において、
制御信号源（図示せず）から制御入力端子12とダイオー
ド11を通して制御信号CSを入力すると、反転増幅器７が
動作する。
すなわち、制御信号CSが低レベル「０」のときは、ダイ
オード11がオンになり、反転増幅器７の非反転入力端子
7aの電位Va＝０（アース電位）となり、反転増幅器７の
出力電圧Voは、反転入力端子7bの電位Vbとの差電圧（Ｏ
−Vb）＝−Vbを増幅した負電圧になる。出力電圧Voが負
であれば、この出力電圧は逆流阻止ダイオード5cによっ
て阻止され、FET6はそのゲート電圧が０になって不導通
である。
オード11がオンになり、反転増幅器７の非反転入力端子
7aの電位Va＝０（アース電位）となり、反転増幅器７の
出力電圧Voは、反転入力端子7bの電位Vbとの差電圧（Ｏ
−Vb）＝−Vbを増幅した負電圧になる。出力電圧Voが負
であれば、この出力電圧は逆流阻止ダイオード5cによっ
て阻止され、FET6はそのゲート電圧が０になって不導通
である。
一方、制御信号CSが高レベル「１」であれば、この制御
信号CSはダイオード11によってオフにされ、反転増幅器
７の非反転入力端子7aの電位はシャント抵抗２および抵
抗9aと抵抗9bによって分圧された電位Vaになる。ここ
で、ベース電流IBがその設定値以下のときは、非反転入
力端子7aの電位Vaは反転入力端子7bの電位よりも高くな
るように設定されており、これらの差電圧（Va−Vb）は
反転増幅器７により増幅され、その出力電圧Voは正にな
る。出力電圧Voが正であると、この出力電圧は逆流阻止
ダイオードを通してFET6は、そのゲート電極に印加さ
れ、導通する。FET6が導通すると、定電圧電源１からシ
ャント抵抗2,逆流阻止ダイオード5aおよびFET6を通して
ベース電流IBがパワートランジスタ４のベース電極に供
給され、パワートランジスタ４が導通して負荷電流が流
れる。
信号CSはダイオード11によってオフにされ、反転増幅器
７の非反転入力端子7aの電位はシャント抵抗２および抵
抗9aと抵抗9bによって分圧された電位Vaになる。ここ
で、ベース電流IBがその設定値以下のときは、非反転入
力端子7aの電位Vaは反転入力端子7bの電位よりも高くな
るように設定されており、これらの差電圧（Va−Vb）は
反転増幅器７により増幅され、その出力電圧Voは正にな
る。出力電圧Voが正であると、この出力電圧は逆流阻止
ダイオードを通してFET6は、そのゲート電極に印加さ
れ、導通する。FET6が導通すると、定電圧電源１からシ
ャント抵抗2,逆流阻止ダイオード5aおよびFET6を通して
ベース電流IBがパワートランジスタ４のベース電極に供
給され、パワートランジスタ４が導通して負荷電流が流
れる。
制御信号CSが高レベル「１」でベース電流IBが流れてい
る状態において、シヤント抵抗２にベース電流IBの変化
による電圧降下の変化が生じると、非反転入力端子7aの
電圧がその分だけ低下または上昇し、各端子7aと7bの両
入力が等しくなるように出力端子7cからの出力電圧Voが
フィールドバック制御され、パワートランジスタ４のベ
ース電流には負荷や温度による影響を無くし、ベース電
流IBを定電流駆動するものである。出力電圧Voを制御す
ることにより、シヤント抵抗２として過渡変化による影
響の小さいものを使用でき、ダイオード5a,FET6および
パワートランジスタ４の温度変化と負荷によるベース電
流IBへの影響をなくすものである。
る状態において、シヤント抵抗２にベース電流IBの変化
による電圧降下の変化が生じると、非反転入力端子7aの
電圧がその分だけ低下または上昇し、各端子7aと7bの両
入力が等しくなるように出力端子7cからの出力電圧Voが
フィールドバック制御され、パワートランジスタ４のベ
ース電流には負荷や温度による影響を無くし、ベース電
流IBを定電流駆動するものである。出力電圧Voを制御す
ることにより、シヤント抵抗２として過渡変化による影
響の小さいものを使用でき、ダイオード5a,FET6および
パワートランジスタ４の温度変化と負荷によるベース電
流IBへの影響をなくすものである。
すなわち、シャント抵抗２は、電流検出のみに使用して
いるので、その抵抗値は小さくて良く、そのため発熱が
少なくなって、このシャント抵抗の温度上昇は小さく、
かつ抵抗値変化は、他の部分の変化量に比較して無視で
きる。このため、第２図に示す従来のものでは電流制限
用に挿入していた抵抗２はその抵抗値が大きく、発熱に
よる抵抗変化が大きくパワートランジスタの動作に悪影
響を及ぼしていたが、本発明においてはその悪影響は無
くなる。
いるので、その抵抗値は小さくて良く、そのため発熱が
少なくなって、このシャント抵抗の温度上昇は小さく、
かつ抵抗値変化は、他の部分の変化量に比較して無視で
きる。このため、第２図に示す従来のものでは電流制限
用に挿入していた抵抗２はその抵抗値が大きく、発熱に
よる抵抗変化が大きくパワートランジスタの動作に悪影
響を及ぼしていたが、本発明においてはその悪影響は無
くなる。
また、パワートランジスタ４が何らかの原因により破壊
してコレクタ端子からベース端子に向けて短絡電流ICB
が流れても、該短絡電流ICBはダイオード5bと抵抗13を
通してバイパスされる。さらに、ダイオード5aによつて
FET6への逆方向電流が阻止されると共に、ダイオード5c
によつて反転増幅器７への逆方向電流も阻止される。し
たがつて、ダイオード5a,5bおよび5cからなる保護回路
手段によつて、パワートランジスタ４が破壊したとき、
電界効果トランジスタ6,反転増幅器７を含む制御回路お
よび定電圧電源回路１が保護される。
してコレクタ端子からベース端子に向けて短絡電流ICB
が流れても、該短絡電流ICBはダイオード5bと抵抗13を
通してバイパスされる。さらに、ダイオード5aによつて
FET6への逆方向電流が阻止されると共に、ダイオード5c
によつて反転増幅器７への逆方向電流も阻止される。し
たがつて、ダイオード5a,5bおよび5cからなる保護回路
手段によつて、パワートランジスタ４が破壊したとき、
電界効果トランジスタ6,反転増幅器７を含む制御回路お
よび定電圧電源回路１が保護される。
G.発明の効果 上記のように本発明においては、スイツチ制御素子に供
給する制御信号を温度変化や負荷変動に応じて制御可能
にしたから、スイツチング素子の制御電流が負荷や温度
で変動しない。したがつて、電源としては最小限の定格
でよく、回路損失電力を低減できる効果が得られる。
給する制御信号を温度変化や負荷変動に応じて制御可能
にしたから、スイツチング素子の制御電流が負荷や温度
で変動しない。したがつて、電源としては最小限の定格
でよく、回路損失電力を低減できる効果が得られる。
第１図は本発明の実施例に係るスイツチング素子の駆動
装置の電気結線図、第２図は従来のスイツチング素子の
駆動装置の電気結線図である。 １……定電圧電源、２……シヤント抵抗、４……パワー
トランジスタ、5a〜5c……ダイオード、６……電界効果
トランジスタ、７……反転増幅器、7a……非反転入力端
子、7b……反転入力端子、8a,8b,9a,9b……抵抗、10…
…可変抵抗。
装置の電気結線図、第２図は従来のスイツチング素子の
駆動装置の電気結線図である。 １……定電圧電源、２……シヤント抵抗、４……パワー
トランジスタ、5a〜5c……ダイオード、６……電界効果
トランジスタ、７……反転増幅器、7a……非反転入力端
子、7b……反転入力端子、8a,8b,9a,9b……抵抗、10…
…可変抵抗。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 祖父江 健一 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 尾関 峯夫 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内
Claims (2)
- 【請求項１】電圧源に接続されたシャント抵抗と、 このシャント抵抗を介して一方の主電極が前記電圧源に
接続されたスイッチ制御素子と、 前記スイッチ制御素子の他方の主電極に制御電極が接続
されたスイッチング素子と、 前記電圧源の正極と負極間に接続された可変抵抗を含む
電圧分圧用の第１の抵抗回路と、 前記シャント抵抗とスイッチ制御素子との接続点と前記
電圧源の負極間に接続されて基準電圧を作るための電圧
分圧用の第２の抵抗回路と、 前記可変抵抗の出力端子に反転入力端子を接続し、非反
転入力端子を前記第２の抵抗回路の分圧点に接続すると
ともに、出力端子を前記スイッチ制御素子の制御電極に
接続してなる反転増幅器と、 前記反転増幅器の非反転入力端子にアノード電極が接続
され、カソード電極が前記反転増幅器を制御するための
制御信号を入力するための制御入力端子に接続されたダ
イオードからなり、 前記シャント抵抗とスイッチ制御素子を通して前記スイ
ッチング素子の制御電極に流れる制御電流の変化に応じ
て前記反転増幅器を介して前記スイッチ制御素子の導通
量を制御するフィードバックループを形成した ことを特徴とする、 スイツチング素子の駆動装置。 - 【請求項２】電圧源に接続されたシャント抵抗と、 このシャント抵抗を介して一方の主電極が前記電圧源に
接続されたスイッチ制御素子と、 前記スイッチ制御素子の他方の主電極に制御電極が接続
されたスイッチング素子と、 前記電圧源の正極と負極間に接続され可変抵抗を含む電
圧分圧用の第１の抵抗回路と、 前記シャント抵抗とスイッチ制御素子との接続点と前記
電圧源の負極間に接続されて基準電圧を作るための電圧
分圧用の第２の抵抗回路と、 前記可変抵抗の出力端子に反転入力端子を接続し、非反
転入力端子を前記第２の抵抗回路の分圧点に接続すると
ともに、出力端子を前記スイッチ制御素子の制御電極に
接続してなる反転増幅器と、 前記反転増幅器の非反転入力端子にアノード電極が接続
され、カソード電極が前記反転増幅器を制御するための
制御信号を入力するための制御入力端子に接続されたダ
イオードと、 前記スイッチ制御素子と前記反転増幅器への前記スイッ
チング素子からの短絡電流の流入を阻止する保護回路か
らなり、 前記シャント抵抗とスイッチ制御素子を通して前記スイ
ッチング素子の制御電流に流れる制御電流の変化に応じ
て前記反転増幅器を介して前記スイッチ制御素子の導通
量を制御するフィールドバックループを形成し、 前記保護回路を、 前記スイッチ制御素子の一方の主電極にカソード電極が
接続され、前記シャント抵抗にアノード電極が接続され
た逆流阻止ダイオードと、 前記スイッチ制御素子の他方の主電極にアノード電極が
接続され、カソード電極が前記スイッチ制御素子の制御
電極に接続されたバイパスダイオードと、 前記反転増幅器の出力端子に接続され、カソード電極が
前記スイッチ制御素子の制御電極に接続された逆流阻止
ダイオードによって、構成したことを特徴とする、 スイツチング素子の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24579285A JPH0693618B2 (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | スイッチング素子の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24579285A JPH0693618B2 (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | スイッチング素子の駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62105522A JPS62105522A (ja) | 1987-05-16 |
| JPH0693618B2 true JPH0693618B2 (ja) | 1994-11-16 |
Family
ID=17138898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24579285A Expired - Lifetime JPH0693618B2 (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | スイッチング素子の駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0693618B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4994694A (en) * | 1989-08-23 | 1991-02-19 | Tektronix, Inc. | Complementary composite PNP transistor |
| JP2975381B2 (ja) * | 1989-09-05 | 1999-11-10 | 株式会社豊田自動織機製作所 | スイッチ素子の駆動回路 |
-
1985
- 1985-11-01 JP JP24579285A patent/JPH0693618B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62105522A (ja) | 1987-05-16 |
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