JPH0724947Y2 - ゲートドライブ回路 - Google Patents
ゲートドライブ回路Info
- Publication number
- JPH0724947Y2 JPH0724947Y2 JP1988146603U JP14660388U JPH0724947Y2 JP H0724947 Y2 JPH0724947 Y2 JP H0724947Y2 JP 1988146603 U JP1988146603 U JP 1988146603U JP 14660388 U JP14660388 U JP 14660388U JP H0724947 Y2 JPH0724947 Y2 JP H0724947Y2
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- JP
- Japan
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- circuit
- voltage
- diode
- snubber
- power supply
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- Electronic Switches (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はゲートドライブ回路に関し、特に、入力インピ
ーダンスが高くドライブ電力が極端に少ない場合に利用
する電圧制御型素子のゲートドライブ回路に関する。
ーダンスが高くドライブ電力が極端に少ない場合に利用
する電圧制御型素子のゲートドライブ回路に関する。
［従来の技術］ 第４図は従来のインバータ装置におけるMOS−FET,IGBT
等の電圧制御型素子のドライブ回路（フルブリッジ回
路）であり、第４図において、TR1〜TR4はMOS−FETやIG
BT等の電圧制御型素子、D1〜D4はTR1〜TR4のフライホイ
ルダイオードであり、電圧制御型素子TR1〜TR4にはサー
ジ保護用のスナバー（snubber）回路が設けられる。D5
〜D8はスナバー用ダイオード、R1〜R8はスナバー用抵抗
器、C1〜C4はスナバー用コンデンサ、G1〜G4はゲート入
力（＋）側、E1〜E4はゲート入力（−）側を示す。
等の電圧制御型素子のドライブ回路（フルブリッジ回
路）であり、第４図において、TR1〜TR4はMOS−FETやIG
BT等の電圧制御型素子、D1〜D4はTR1〜TR4のフライホイ
ルダイオードであり、電圧制御型素子TR1〜TR4にはサー
ジ保護用のスナバー（snubber）回路が設けられる。D5
〜D8はスナバー用ダイオード、R1〜R8はスナバー用抵抗
器、C1〜C4はスナバー用コンデンサ、G1〜G4はゲート入
力（＋）側、E1〜E4はゲート入力（−）側を示す。
この従来の回路では、TR1及びTR3をドライブするには、
各々フローティング回路にする必要があり、またTR2,TR
4もDC、BUS（−）ラインを共通にしてドライブすること
もできるが、バスラインに流される電流ノイズの影響が
あるため、フルブリッジの場合はすべてフローティング
回路にしている。
各々フローティング回路にする必要があり、またTR2,TR
4もDC、BUS（−）ラインを共通にしてドライブすること
もできるが、バスラインに流される電流ノイズの影響が
あるため、フルブリッジの場合はすべてフローティング
回路にしている。
［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の回路では、MOS−FET、IGBT1
個につき２個のドライブ電源が必要となり、フルブリッ
ジの場合は合計で８個のドライブ電源を必要とする。こ
のため、メインのトランジスター回路よりドライブ電源
の方が物理的に大きくなってしまう。
個につき２個のドライブ電源が必要となり、フルブリッ
ジの場合は合計で８個のドライブ電源を必要とする。こ
のため、メインのトランジスター回路よりドライブ電源
の方が物理的に大きくなってしまう。
本考案の回路はこのような従来の欠点を解決するもので
あり、回路の構成を簡単にでき、これを組み込む装置を
小型化して安価に製造することができ、また効率がよく
エネルギーの有効利用ができ、さらにDC、BUS電圧が低
電圧からでも安定した動作が可能な電圧制御素子のゲー
トドライブ回路を提供することを目的とする。
あり、回路の構成を簡単にでき、これを組み込む装置を
小型化して安価に製造することができ、また効率がよく
エネルギーの有効利用ができ、さらにDC、BUS電圧が低
電圧からでも安定した動作が可能な電圧制御素子のゲー
トドライブ回路を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本考案のゲートドライブ回
路は、ゲートに入力される信号電圧によりオンオフする
電圧制御素子と、前記電圧制御素子の出力端子両端に並
列に配設された、サージ保護用のスナバー回路を構成す
るダイオード、抵抗、コンデンサの直列回路と、前記ス
ナバー回路中のコンデンサーに並列に配設された定電流
回路と定電圧ダイオードとの直列回路と、前記定電圧ダ
イオードの両端に得られる電圧によって作動する増幅
器、とを備えてなることを特徴とする。
路は、ゲートに入力される信号電圧によりオンオフする
電圧制御素子と、前記電圧制御素子の出力端子両端に並
列に配設された、サージ保護用のスナバー回路を構成す
るダイオード、抵抗、コンデンサの直列回路と、前記ス
ナバー回路中のコンデンサーに並列に配設された定電流
回路と定電圧ダイオードとの直列回路と、前記定電圧ダ
イオードの両端に得られる電圧によって作動する増幅
器、とを備えてなることを特徴とする。
また、上記の目的を達成するため、本考案のゲートドラ
イブ回路は、前項において、前記コンデンサと、前記定
電流回路と定電圧ダイオードとの直列回路と、からなる
並列回路に直列に、かつ、電源電圧に加算する極性で、
配設したバイアス電源を備えることを特徴とする。
イブ回路は、前項において、前記コンデンサと、前記定
電流回路と定電圧ダイオードとの直列回路と、からなる
並列回路に直列に、かつ、電源電圧に加算する極性で、
配設したバイアス電源を備えることを特徴とする。
［実施例］ 以下本考案を図面に基づき実施例をもって説明する。
第１図は本考案の実施例に係るインバータ装置中のゲー
トドライブ回路を示し、第２図及び第３図はその要部の
回路図を示す。第１図において、TR1〜TR4はMOS−FETあ
るいはIGBT、TR5,6は駆動用トランジスタ、D1〜D4はTR1
〜TR4のフライホイルダイオード、D5〜D8はスナバー用
ダイオード、D9は逆流防止用ダイオード、C1,2はスナバ
ー用コンデンサー、C6,7,9,10,11,13は高周波吸収用コ
ンデンサー、C5,8,12,14は平滑コンデンサー、R1,2はス
ナバー用抵抗器、R11〜R15は信号増幅用抵抗器、CC1,2
は定電流回路、PCはホトカップラー、EB1,B2はバイアス
電源、G1〜G4はゲート入力（＋）側、E1〜E4はゲート入
力（−）側、LOADは負荷、ZD1,2,3は定電圧ダイオー
ド、g1,e1はホトカップラーの入力信号である。本考案
の回路では、DC、BUSからダイレクトでエネルギーをも
らって素子を駆動するが、この方法の１つとしてスナバ
ー回路の抵抗で消費されるエネルギーを利用して駆動電
源としており、このエネルギーを常に安定した電源を得
るために定電流回路及びバイアス回路を組み込むもので
ある。すなわち、第２図のように、第４図のTR1のドラ
イブ回路についていうと、抵抗R5の代りに定電流回路CC
1と定電圧ダイオードZD1を組み合わせてドライブ電源を
構成するものである。この場合、例えば15Vのドライブ
電源を作っている。第２図のように、スナバー用コンデ
ンサC1に充電された電荷は定電流回路CC1を通じて定電
圧ダイオードZD1に供給する。
トドライブ回路を示し、第２図及び第３図はその要部の
回路図を示す。第１図において、TR1〜TR4はMOS−FETあ
るいはIGBT、TR5,6は駆動用トランジスタ、D1〜D4はTR1
〜TR4のフライホイルダイオード、D5〜D8はスナバー用
ダイオード、D9は逆流防止用ダイオード、C1,2はスナバ
ー用コンデンサー、C6,7,9,10,11,13は高周波吸収用コ
ンデンサー、C5,8,12,14は平滑コンデンサー、R1,2はス
ナバー用抵抗器、R11〜R15は信号増幅用抵抗器、CC1,2
は定電流回路、PCはホトカップラー、EB1,B2はバイアス
電源、G1〜G4はゲート入力（＋）側、E1〜E4はゲート入
力（−）側、LOADは負荷、ZD1,2,3は定電圧ダイオー
ド、g1,e1はホトカップラーの入力信号である。本考案
の回路では、DC、BUSからダイレクトでエネルギーをも
らって素子を駆動するが、この方法の１つとしてスナバ
ー回路の抵抗で消費されるエネルギーを利用して駆動電
源としており、このエネルギーを常に安定した電源を得
るために定電流回路及びバイアス回路を組み込むもので
ある。すなわち、第２図のように、第４図のTR1のドラ
イブ回路についていうと、抵抗R5の代りに定電流回路CC
1と定電圧ダイオードZD1を組み合わせてドライブ電源を
構成するものである。この場合、例えば15Vのドライブ
電源を作っている。第２図のように、スナバー用コンデ
ンサC1に充電された電荷は定電流回路CC1を通じて定電
圧ダイオードZD1に供給する。
なお、定電流回路CC1の代りに抵抗を利用しても動作は
するが、DC、BUS電源の大きな変動に対しても安定した
動作を得るには定電流回路CC1が必要となる。また、本
考案の回路では第３図のようにバイアス電源を含むバイ
アス回路を設ける。第３図中、EB1はバイアス電源で、
インバータが低電圧からスタートする場合に使用するゲ
ート電源であって、インバータが低電圧の場合には15V
がスナバー用コンデンサーC1から十分得ることができな
いので、あらかじめ外部より15Vのバイアス電源を挿入
し、低電圧（＋15V以下）からのスタートでも安定した
スタートができるようにするものである。
するが、DC、BUS電源の大きな変動に対しても安定した
動作を得るには定電流回路CC1が必要となる。また、本
考案の回路では第３図のようにバイアス電源を含むバイ
アス回路を設ける。第３図中、EB1はバイアス電源で、
インバータが低電圧からスタートする場合に使用するゲ
ート電源であって、インバータが低電圧の場合には15V
がスナバー用コンデンサーC1から十分得ることができな
いので、あらかじめ外部より15Vのバイアス電源を挿入
し、低電圧（＋15V以下）からのスタートでも安定した
スタートができるようにするものである。
第３図にあって、スナバー、バイアス電源から得られる
コンデンサーC1の電荷は定電流回路CC1を通じて定電圧
ダイオードZD1に供給される。定電圧ダイオードZD1の電
圧15Vは抵抗R12〜R14、ダイオードD11を通じてホトカッ
プラーPCに印加される。また、ホトカップラーは、g1〜
e1間のゲート信号に基づいてON/OFFする。そして、ホト
カップラーPCのON/OFFに基づきトランジスターTR5が抵
抗R12によってON/OFFし、抵抗R11を通じてMOS−FETある
いはIGBTのTR1をON/OFFする。
コンデンサーC1の電荷は定電流回路CC1を通じて定電圧
ダイオードZD1に供給される。定電圧ダイオードZD1の電
圧15Vは抵抗R12〜R14、ダイオードD11を通じてホトカッ
プラーPCに印加される。また、ホトカップラーは、g1〜
e1間のゲート信号に基づいてON/OFFする。そして、ホト
カップラーPCのON/OFFに基づきトランジスターTR5が抵
抗R12によってON/OFFし、抵抗R11を通じてMOS−FETある
いはIGBTのTR1をON/OFFする。
第１図は第３図のものをさらに一歩進めたものである。
すなわち、TR1がOFFの時、逆にバイアスを加えたもので
あり（dv/dtによる不必要なドライブを防ぐため）、ON/
OFFのスイッチングスピードを上げるためには電源以外
に−15Vの安定電源が必要となるので、その回路も組み
入れたものである。
すなわち、TR1がOFFの時、逆にバイアスを加えたもので
あり（dv/dtによる不必要なドライブを防ぐため）、ON/
OFFのスイッチングスピードを上げるためには電源以外
に−15Vの安定電源が必要となるので、その回路も組み
入れたものである。
第１図の本考案の回路ではDC、BUSの電圧が低電圧から
でも安定に動作ができるようにしている。DC電圧が、例
えば30V以下だと、第１図のＡ〜Ｃ点間及びＢ〜Ｃ点間
に±15Vを得ることができない。そこで、この間で所定
の電圧を得るために、外部よりバイアス電源EB1,EB2を
供給して、DC、BUSの低い電圧の間をカバーする。EB1,E
B2はフルブリッジの＋側及び−側はそれぞれ共通でよ
く、３相になっても、EB1,EB2の２回路でまかなえる。
そして、バイアス電源自体も簡単でよく、３相全体から
もシンプルになる。
でも安定に動作ができるようにしている。DC電圧が、例
えば30V以下だと、第１図のＡ〜Ｃ点間及びＢ〜Ｃ点間
に±15Vを得ることができない。そこで、この間で所定
の電圧を得るために、外部よりバイアス電源EB1,EB2を
供給して、DC、BUSの低い電圧の間をカバーする。EB1,E
B2はフルブリッジの＋側及び−側はそれぞれ共通でよ
く、３相になっても、EB1,EB2の２回路でまかなえる。
そして、バイアス電源自体も簡単でよく、３相全体から
もシンプルになる。
バイアス電源EB1からダイオードD5及び抵抗器R1を通し
て定電流回路CC1から定電圧ダイオードZD1に印加され、
Ａ〜Ｃ点間を15Vの一定電圧に保つ。次に、DC、BUS電圧
が上昇し、インバータの動作が始まると、スナバー回路
が動作をはじめ、＋15Vの電圧は、コンデンサーC1に充
電された電源を利用して定電流回路CC1を通じて、低電
圧ダイオードZD1に供給される。ここで定電流回路を使
用するのは、抵抗器で分圧すると、DC、BUS電圧が一定
の場合はよいが、電圧が高くなれば定電圧ダイオードZD
1に負担がかかり、逆に低くなるとＡ〜Ｃ点間の電圧が
不安定になるからである。DC、BUS電圧が上昇するほ
ど、スナバーのエネルギーを利用することができる。Ｂ
〜Ｃ点間の−15Vと同様にDC、BUS（−）ラインから供給
を受け、ダイオードD8,D6、抵抗R2を通じて定電流回路C
C2へ行き、定電圧ダイオードZD2で−15Vを作っている。
そして、このようにして作られる±15Vの電源によって
ホトカップラーPCから入力される信号に応じて、駆動用
トランジスタTR5,6をON/OFFさせる。TR5,6の信号は抵抗
R11を通じて、MOS−FETパワートランジスターTR1をON・
OFF制御してLOADに電流を供給することになる。
て定電流回路CC1から定電圧ダイオードZD1に印加され、
Ａ〜Ｃ点間を15Vの一定電圧に保つ。次に、DC、BUS電圧
が上昇し、インバータの動作が始まると、スナバー回路
が動作をはじめ、＋15Vの電圧は、コンデンサーC1に充
電された電源を利用して定電流回路CC1を通じて、低電
圧ダイオードZD1に供給される。ここで定電流回路を使
用するのは、抵抗器で分圧すると、DC、BUS電圧が一定
の場合はよいが、電圧が高くなれば定電圧ダイオードZD
1に負担がかかり、逆に低くなるとＡ〜Ｃ点間の電圧が
不安定になるからである。DC、BUS電圧が上昇するほ
ど、スナバーのエネルギーを利用することができる。Ｂ
〜Ｃ点間の−15Vと同様にDC、BUS（−）ラインから供給
を受け、ダイオードD8,D6、抵抗R2を通じて定電流回路C
C2へ行き、定電圧ダイオードZD2で−15Vを作っている。
そして、このようにして作られる±15Vの電源によって
ホトカップラーPCから入力される信号に応じて、駆動用
トランジスタTR5,6をON/OFFさせる。TR5,6の信号は抵抗
R11を通じて、MOS−FETパワートランジスターTR1をON・
OFF制御してLOADに電流を供給することになる。
なお、バイアス電源はDC、BUS（＋）側に１個と、DC、B
US（−）側に１個の合計２個でよい。
US（−）側に１個の合計２個でよい。
なおまた、本考案のゲートドライブ回路は、例えばイン
バータ装置やスイッチング回路等に利用できるものであ
る。
バータ装置やスイッチング回路等に利用できるものであ
る。
［作用］ 本考案のゲートドライブ回路では、スナバー回路中にス
ナバー用コンデンサーと並列にして定電流回路と定電圧
ダイオードとを直列に組み入れることで、定電圧ダイオ
ードの両端で電圧制御素子のドライブ電圧が得られ、運
転時においてはスナバー回路の一部として動作するの
で、フローティング電源が単相フルブリッジの場合には
従来回路に比べてプラス電源で４個、マイナス電源で４
個の合計８個が不要となり、また３相フルブリッジの場
合には24個の電源が不要になる。
ナバー用コンデンサーと並列にして定電流回路と定電圧
ダイオードとを直列に組み入れることで、定電圧ダイオ
ードの両端で電圧制御素子のドライブ電圧が得られ、運
転時においてはスナバー回路の一部として動作するの
で、フローティング電源が単相フルブリッジの場合には
従来回路に比べてプラス電源で４個、マイナス電源で４
個の合計８個が不要となり、また３相フルブリッジの場
合には24個の電源が不要になる。
また、本考案の回路ではバイアス電源を使用するので、
DC、BUSの電圧がOVからでも駆動できる。
DC、BUSの電圧がOVからでも駆動できる。
［考案の効果］ 以上述べたように、本考案のゲートドライブ回路によれ
ば、フローティング電源が不要となってその回路構成を
簡単なものとすることができ、これを組み込むインバー
ター等の装置を従来に比べ小型化できるとともに安価に
製造できる。そして特別に直流電源を作る必要がないの
で、全体として効率を上げ得、またスナバーからエネル
ギーの供給を受けるので、エネルギーの有効利用にもな
る。
ば、フローティング電源が不要となってその回路構成を
簡単なものとすることができ、これを組み込むインバー
ター等の装置を従来に比べ小型化できるとともに安価に
製造できる。そして特別に直流電源を作る必要がないの
で、全体として効率を上げ得、またスナバーからエネル
ギーの供給を受けるので、エネルギーの有効利用にもな
る。
さらに、バイアス電源を使用することで、DC、BUSの電
圧が低電圧からでも安定した動作が可能になる等の効果
を奏する。
圧が低電圧からでも安定した動作が可能になる等の効果
を奏する。
第１図は本考案の実施例に係るインバータ装置中のゲー
トドライブ回路の回路図、第２図及び第３図は同じく要
部の回路図、第４図は従来のゲートドライブ回路の回路
図を示す。 TR1,2,3,4:MOS−FET、IGBT TR5,6：駆動用トランジスター D1,2,3,4：フライホイルダイオード D5,6,7,8：スナバー用ダイオード D9：逆流防止用ダイオード C1,2：スナバー用コンデンサー C6,7,9,10,11,13：高周波吸収用コンデンサー C5,8,12,14：平滑コンデンサー R1,2：スナバー用抵抗器 R11,12,13,14,15：信号増幅用抵抗器 CC1,2：定電流回路 PC:ホトカップラー EB1,B2：バイアス電源 G1,2,3,4：ゲート入力（＋）側 E1,2,3,4：ゲート入力（−）側 LOAD:負荷 ZD1,2,3：定電圧ダイオード g1,e1：ホトカップラー入力信号
トドライブ回路の回路図、第２図及び第３図は同じく要
部の回路図、第４図は従来のゲートドライブ回路の回路
図を示す。 TR1,2,3,4:MOS−FET、IGBT TR5,6：駆動用トランジスター D1,2,3,4：フライホイルダイオード D5,6,7,8：スナバー用ダイオード D9：逆流防止用ダイオード C1,2：スナバー用コンデンサー C6,7,9,10,11,13：高周波吸収用コンデンサー C5,8,12,14：平滑コンデンサー R1,2：スナバー用抵抗器 R11,12,13,14,15：信号増幅用抵抗器 CC1,2：定電流回路 PC:ホトカップラー EB1,B2：バイアス電源 G1,2,3,4：ゲート入力（＋）側 E1,2,3,4：ゲート入力（−）側 LOAD:負荷 ZD1,2,3：定電圧ダイオード g1,e1：ホトカップラー入力信号
Claims (2)
- 【請求項１】ゲートに入力される信号電圧によりオンオ
フする電圧制御素子と、前記電圧制御素子の出力端子両
端に並列に配設された、サージ保護用のスナバー回路を
構成するダイオード、抵抗、コンデンサの直列回路と、
前記スナバー回路中のコンデンサーに並列に配設された
定電流回路と定電圧ダイオードダイオードとの直列回路
と、前記定電圧ダイオードの両端に得られる電圧によっ
て作動する電圧制御素子駆動用トランジスタとを備えた
ことを特徴とするゲートドライブ回路。 - 【請求項２】前記コンデンサと、前記定電流回路と定電
圧ダイオードとの直列回路と、からなる並列回路に直列
に、かつ、電源電圧に加算する極性で、配設したバイア
ス電源を備えることを特徴とする前記（１）項に記載の
ゲートドライブ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988146603U JPH0724947Y2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ゲートドライブ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1988146603U JPH0724947Y2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ゲートドライブ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0268681U JPH0268681U (ja) | 1990-05-24 |
| JPH0724947Y2 true JPH0724947Y2 (ja) | 1995-06-05 |
Family
ID=31416246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1988146603U Expired - Lifetime JPH0724947Y2 (ja) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | ゲートドライブ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724947Y2 (ja) |
-
1988
- 1988-11-11 JP JP1988146603U patent/JPH0724947Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0268681U (ja) | 1990-05-24 |
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