JPH073828Y2 - On-gate circuit - Google Patents

On-gate circuit

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JPH073828Y2
JPH073828Y2 JP1986042958U JP4295886U JPH073828Y2 JP H073828 Y2 JPH073828 Y2 JP H073828Y2 JP 1986042958 U JP1986042958 U JP 1986042958U JP 4295886 U JP4295886 U JP 4295886U JP H073828 Y2 JPH073828 Y2 JP H073828Y2
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gate
steady
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transistor
circuit
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和人 川上
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Description

【考案の詳細な説明】 [考案の技術分野] 本考案はゲートターンオフサイリスタを含むサイリスタ
等の半導体素子にハイヤゲート電流を供給するオンゲー
ト回路に関するものである。
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an on-gate circuit for supplying a higher gate current to a semiconductor device such as a thyristor including a gate turn-off thyristor.

[考案の技術的背景とその問題点] 第5図は従来のオンゲート回路であり、オンゲート電源
1、トランジスタ2、定常オンゲート用抵抗3(抵抗値
R3)、ハイヤゲート用抵抗4(抵抗値R4)、およびコン
デンサ5(静電容量C5)から構成されており、6は被駆
動半導体である。この回路は第6図に示すタイムチャー
トのように、オン信号によってトランジスタ2がオンし
て抵抗3を通して定常オンゲート電流に相当する電流i1
が流れると同時に抵抗4とコンデンサ5を通してハイヤ
ゲート電流i2が流れて、i1とi2の和が被駆動半導体6に
供給される(i1+i2=i3)。そして、オン信号がオフに
なると被駆動半導体6への供給電流i3はゼロになるが、
この時、コンデンサ5には電荷が蓄えられているため、
この電荷は抵抗4、抵抗3を通して放電される。この方
式でハイヤゲート電流、例えば20〜30Apを得るために
は、コンデンサ5を大きく、抵抗4を小さくして所定の
幅も確保する必要があり、コンデンサを大きくすること
は、外形上、又信頼性上問題となることがある。
[Technical Background of the Invention and its Problems] FIG. 5 shows a conventional on-gate circuit, which includes an on-gate power supply 1, a transistor 2, a steady on-gate resistor 3 (resistance value).
R 3 ), a high-gate resistor 4 (resistance value R 4 ), and a capacitor 5 (electrostatic capacitance C 5 ), and 6 is a driven semiconductor. In this circuit, as shown in the time chart of FIG. 6, the transistor 2 is turned on by the ON signal and the current i 1 corresponding to the steady ON gate current is passed through the resistor 3.
At the same time that the current flows, the higher gate current i 2 flows through the resistor 4 and the capacitor 5, and the sum of i 1 and i 2 is supplied to the driven semiconductor 6 (i 1 + i 2 = i 3 ). Then, when the ON signal is turned off, the current i 3 supplied to the driven semiconductor 6 becomes zero,
At this time, since the electric charge is stored in the capacitor 5,
This charge is discharged through the resistors 4 and 3. In order to obtain a high gate current, for example, 20 to 30Ap by this method, it is necessary to make the capacitor 5 large and the resistor 4 small so as to secure a predetermined width. This can cause problems.

又、従来回路ではトランジスタ2がオフしてからコンデ
ンサ5の放電が始まるので、第7図のようにオン信号−
オン信号の間隔(t2−t1)がコンデンサ5の放電時定数
(R3+R4)・C5に比べて十分長い場合(t2−t1が(R3
R4)・C5の3〜4倍以上の場合)には、コンデンサ5の
電荷が十分に放電されるためにt=t2でオン信号を与え
ても正規のハイヤゲート電流Ip1が得られる。これに対
して、第8図のようにオン信号−オン信号の間隔(t4
t3)が短くなるとコンデンサ5の放電が十分に行なわれ
ない内にt=t4でオン信号が入力されるためにハイヤゲ
ート電流Ip2は正規の値Ip1より小さくなってしまう。
Further, in the conventional circuit, since the discharge of the capacitor 5 starts after the transistor 2 is turned off, the on signal-as shown in FIG.
When the ON signal interval (t 2 −t 1 ) is sufficiently longer than the discharge time constant (R 3 + R 4 ) C 5 of the capacitor 5 (t 2 −t 1 becomes (R 3 +
In the case of 3 to 4 times or more of R 4 ) · C 5 ), the charge of the capacitor 5 is sufficiently discharged, so that a normal higher gate current Ip 1 can be obtained even when an ON signal is given at t = t 2. . On the other hand, as shown in FIG. 8, the ON signal-ON signal interval (t 4
When t 3 ) becomes short, the high-gate current Ip 2 becomes smaller than the normal value Ip 1 because the ON signal is input at t = t 4 before the capacitor 5 is sufficiently discharged.

したがって、正規のハイヤゲート電流Ip1を得るために
はオン信号−オン信号の間隔が上記放電時定数(R3
R4)・C5の3〜4倍以上必要であり、このために、ゲー
ト回路の動作速度が制限されるという問題があった。こ
れは、インバータ等でPWM制御を行う場合のようにオン
信号−オン信号を短くしたい場合には特に重要な問題で
ある。
Therefore, in order to obtain the normal higher gate current Ip 1 , the interval between the ON signal and the ON signal is the discharge time constant (R 3 +
There is a problem that the operation speed of the gate circuit is limited because of the requirement of 3-4 times or more of R 4 ) · C 5 . This is a particularly important problem when it is desired to shorten the ON signal-ON signal as in the case of performing PWM control with an inverter or the like.

[考案の目的] 本考案はオン信号−オン信号の間隔が短くても正規のハ
イヤゲート電流を供給することのできるオンゲート回路
を提供することを目的とする。
[Object of the Invention] An object of the present invention is to provide an on-gate circuit that can supply a normal high gate current even when the interval between the on-signal and the on-signal is short.

[考案の概要] 上記目的を達成するために、本考案はハイヤゲート電流
が流れる経路と定常オンゲート電流が流れる経路にそれ
ぞれスイッチング素子を設け、ハイヤゲート回路の上記
スイッチング素子は単発パルス発生回路によって所定の
期間だけオンするようにしたものである。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides a switching element in each of a path through which a high gate current flows and a path through which a steady on-gate current flows. It is designed to be turned on only.

[考案の実施例] 本考案の一実施例の構成を第1図に示す。図において、
7は定常オンゲート用トランジスタ、9は定常オンゲー
ト用抵抗、8はハイヤゲート用トランジスタ、10はハイ
ヤゲート用抵抗であり、トランジスタ8は単発パルス発
生回路11の出力信号によってオン/オフする。
[Embodiment of the Invention] FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of the present invention. In the figure,
Reference numeral 7 is a steady on-gate transistor, 9 is a steady on-gate resistor, 8 is a high-gate transistor, and 10 is a high-gate resistor. The transistor 8 is turned on / off by an output signal of the single-shot pulse generation circuit 11.

以下、第2図のタイムチャートを用いて第1図の動作を
説明する。
The operation of FIG. 1 will be described below with reference to the time chart of FIG.

オン信号が入力されるとトランジスタ7がオンして抵抗
9を通して定常オンゲート電流に相当する電流i1が流れ
るとともに、オン信号によって単発パルス発生回路11か
ら時間幅tWのハイヤゲート信号が出力されてトランジス
タ8がオンして抵抗10を通してハイヤゲート電流に相当
する電流i2が流れ、これらの和i1+i2=i3が被駆動半導
体6に供給される。トランジスタ8は時間tW後にオフし
てi3=i1となり、t=t5でオン信号がオフになるとトラ
ンジスタ7もオフしてi3=0となる。このとき、回路に
は第5図のコンデンサ5のように放電するものがないの
で、オン信号−オン信号間隔t6-t5が短くてもt=t6
オン信号で正規のハイヤゲート電流Ipが得られる。した
がって、オンゲート回路の高速動作が可能となる。
When the ON signal is input, the transistor 7 is turned ON and the current i 1 corresponding to the steady ON gate current flows through the resistor 9. At the same time, the ON signal outputs the higher gate signal of the time width tW from the single pulse generation circuit 11 and the transistor 8 Is turned on, a current i 2 corresponding to a higher gate current flows through the resistor 10, and the sum i 1 + i 2 = i 3 of these is supplied to the driven semiconductor 6. The transistor 8 turns off after a time tW and i 3 = i 1 , and when the on signal turns off at t = t 5 , the transistor 7 also turns off and i 3 = 0. At this time, since there is nothing in the circuit that discharges like the capacitor 5 in FIG. 5, even if the ON signal-ON signal interval t 6 -t 5 is short, the ON signal at t = t 6 produces a normal high gate current Ip. Is obtained. Therefore, the high speed operation of the on-gate circuit becomes possible.

また、第5図ではハイヤゲート電流のピーク電流と時間
幅tWの関係が独立ではなく、例えば抵抗4の値を小さく
するとピーク電流は増加するが、ハイヤゲート時定数R4
・C5が短くなるために時間幅tWは短くなってしまう。こ
れに対して第1図では抵抗10の値を変えるとピーク電流
Ipは変化するが、時間幅tWは単発パルス発生回路11によ
って決まるので変化しない。したがって本考案ではハイ
ヤゲートピーク電流Ipと時間幅tWが独立して設定できる
という利点もある。
Further, in FIG. 5, the relationship between the peak current of the higher gate current and the time width tW is not independent. For example, if the value of the resistor 4 is reduced, the peak current increases, but the higher gate time constant R 4
・ Time width tW becomes shorter because C 5 becomes shorter. On the other hand, in Fig. 1, the peak current changes when the value of resistor 10 is changed.
Although Ip changes, the time width tW does not change because it is determined by the single pulse generation circuit 11. Therefore, the present invention also has the advantage that the higher gate peak current Ip and the time width tW can be set independently.

なお、第1図ではトランジスタ7およびトランジスタ8
はpnpバイポーラ形トランジスタで表わしたが、npnバイ
ポーラ形トランジスタまたは電界効果トランジスタ(FE
T)、あるいはこれらを複数個並列接続したものでも原
理上変わりはない。
In FIG. 1, the transistor 7 and the transistor 8
Is represented by a pnp bipolar transistor, but an npn bipolar transistor or a field effect transistor (FE
In principle, there is no change in T), or a parallel connection of these.

本考案による他の実施例を第3図に示す。12,14は定常
オンゲート用のトランジスタと抵抗、13,15はハイヤゲ
ート用のトランジスタと抵抗であり、オン信号によって
トランジスタ12がオンするとともに単安定マルチバイブ
レータ16によって所定の幅の単発パルスが発生してトラ
ンジスタ13がオンしてハイヤゲート電流をサイリスタ21
に供給する。
Another embodiment according to the present invention is shown in FIG. 12, 14 are transistors and resistors for steady on-gate, 13 and 15 are transistors and resistors for higher gate, and the transistor 12 is turned on by the ON signal and the monostable multivibrator 16 generates a single-shot pulse of a predetermined width. Transistor 13 turns on and the higher gate current is supplied to thyristor 21.
Supply to.

本考案の更に他の実施例を第4図に示す。第4図は本考
案をゲートターンオフサイリスタ22のゲート回路に応用
したもので、24,25は定常オンゲート用のFET、抵抗で23
はFET24を駆動するトランジスタ、27,28はハイヤゲート
用のFET、抵抗で26はFET27を駆動するトランジスタ、38
はゲートターンオフサイリスタ22に負バイアスを与える
電源で40はその直列抵抗であり、41はオフゲート回路で
ある。オン信号によってトランジスタ23がオンしてFET2
4を駆動し抵抗25を通して定常オンゲート電流に相当す
る電流が流れるとともに抵抗32、コンデンサ33を通して
トランジスタ26にパルス状のオン信号が与えられてトラ
ンジスタ26が所定の時間だけオンしてFET27を駆動し抵
抗28を通してハイヤゲートに相当する電流が流れゲート
ターンオフサイリスタ22を駆動する。本例ではオン信号
がなくなった時、コンデンサ33に電荷が蓄えられている
が、これはダイオード39、抵抗29,30,34を通して放電さ
れる。しかし、この放電時間は第5図のコンデンサ5の
放電時間の1/10〜1/100以下になるために実用上問題と
ならなくなる。なお、オフゲート回路41は種々の回路が
適用できるので、その説明は省略する。
Still another embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 4 shows the present invention applied to the gate circuit of the gate turn-off thyristor 22. 24 and 25 are FETs for steady on-gate and 23 are resistors.
Is a transistor for driving the FET 24, 27 and 28 are FETs for a high gate, and 26 is a transistor for driving the FET 27, and 38 is a resistor.
Is a power supply for giving a negative bias to the gate turn-off thyristor 22, 40 is its series resistance, and 41 is an off-gate circuit. Transistor 23 turns on by the ON signal and FET2
A current corresponding to a steady-state on-gate current flows through the resistor 4 and a pulsed ON signal is given to the transistor 26 through the resistor 32 and the capacitor 33, and the transistor 26 is turned on for a predetermined time to drive the FET 27 and drive the resistor. A current corresponding to a high gate flows through 28 and drives the gate turn-off thyristor 22. In this example, when the ON signal disappears, the electric charge is stored in the capacitor 33, which is discharged through the diode 39 and the resistors 29, 30, 34. However, this discharge time becomes 1/10 to 1/100 or less of the discharge time of the capacitor 5 shown in FIG. Since various circuits can be applied to the off-gate circuit 41, description thereof will be omitted.

[考案の効果] 本考案によればハイヤゲート回路に用いられているコン
デンサの放電時間がないかまたは無視できるのでオン信
号−オン信号間隔が短くできてオンゲート回路の高速動
作が可能となる。
[Advantage of the Invention] According to the present invention, since the discharge time of the capacitor used in the higher gate circuit is not present or can be ignored, the ON signal-ON signal interval can be shortened and the ON gate circuit can operate at high speed.

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

第1図は本考案の一実施例の構成を示す図、第2図は第
1図の動作を示すタイムチャート、第3図は本考案によ
る他の実施例の構成図、第4図は本考案による更に他の
実施例を示す図、第5図は従来例の構成を示す図、第6
図乃至第8図は第5図の動作を示すタイムチャートであ
る。 1……オンゲート電源、2……トランジスタ、3,9,14,2
5……定常オンゲート用抵抗、4,,10,15,28……ハイヤゲ
ート用抵抗、5……ハイヤゲート用コンデンサ、6……
被駆動半導体、7,12……定常オンゲート用トランジス
タ、8,13……ハイヤゲート用トランジスタ、11……単発
パルス発生回路、16……単安定マルチバイブレータ、21
……サイリスタ、24……定常オンゲートFET、27……ハ
イヤゲート用FET、22……ゲートターンオフサイリス
タ、23,26……トランジスタ、38……負バイアス電源、4
0……負バイアス直列抵抗、41……オフゲート回路、17,
18,19,20,29,30,31,32,34,35,36,37……抵抗、39……ダ
イオード、33……コンデンサ。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a time chart showing an operation of FIG. 1, FIG. 3 is a configuration diagram of another embodiment according to the present invention, and FIG. 4 is a book. FIG. 5 is a view showing still another embodiment according to the invention, FIG. 5 is a view showing a configuration of a conventional example, and FIG.
FIG. 8 to FIG. 8 are time charts showing the operation of FIG. 1 ... on-gate power supply, 2 ... transistor, 3,9,14,2
5 …… Steady on-gate resistance, 4, 10, 15, 28 …… Higher gate resistance, 5 …… Higher gate capacitor, 6 ……
Driven semiconductor, 7, 12 …… Steady on-gate transistor, 8, 13 …… Higher gate transistor, 11 …… Single pulse generator circuit, 16 …… Monostable multivibrator, 21
...... Thyristor, 24 …… Steady on-gate FET, 27 …… Higher gate FET, 22 …… Gate turn-off thyristor, 23,26 …… Transistor, 38 …… Negative bias power supply, 4
0 …… Negative bias series resistance, 41 …… Off gate circuit, 17,
18,19,20,29,30,31,32,34,35,36,37 …… resistance, 39 …… diode, 33 …… capacitor.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】負極端子が電力用半導体素子のカソード端
子に接続されるオンゲート電源と、該オンゲート電源の
正極端子と前記電力用半導体素子のゲート端子間に設け
られるオン信号によってオンする定常オンゲート用スイ
ッチング素子と該定常オンゲート用スイッチング素子に
直列接続される定常オンゲート用抵抗器からなる定常オ
ンゲート回路と、前記オン信号が単発パルス発生回路を
介して与えられ所定の期間だけオンするハイヤゲート用
スイッチング素子と該ハイヤゲート用スイッチング素子
に直列接続され且つ抵抗値が前記定常オンゲート用抵抗
器の抵抗値より低いハイヤゲート用抵抗器からなるハイ
ヤゲート回路を具備したオンゲート回路。
1. An on-gate power supply whose negative electrode terminal is connected to a cathode terminal of a power semiconductor device, and a steady on-gate device which is turned on by an on signal provided between a positive electrode terminal of the on-gate power supply device and a gate terminal of the power semiconductor device. A steady on-gate circuit comprising a switching element and a steady on-gate resistor connected in series to the steady on-gate switching element, and a high-gate switching element which is turned on for a predetermined period when the on signal is given through a single pulse generation circuit. An on-gate circuit comprising a high-gate circuit composed of a high-gate resistor connected in series to the high-gate switching element and having a resistance value lower than that of the steady on-gate resistor.
JP1986042958U 1986-03-26 1986-03-26 On-gate circuit Expired - Lifetime JPH073828Y2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DK138296B (en) * 1972-10-24 1978-08-07 Danfoss As Device for generating ignition signals for a controllable rectifier.

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