JPH0767320A

JPH0767320A - 電力素子の駆動回路

Info

Publication number: JPH0767320A
Application number: JP21002593A
Authority: JP
Inventors: Chihiro Okatsuchi; 千尋岡土
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba FA Systems Engineering Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba FA Systems Engineering Corp
Priority date: 1993-08-25
Filing date: 1993-08-25
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】素子のターンオン、ターンオフのスイッチン
グ速度を制御できるようにして直列接続時の電圧バラン
スを良くすること。【構成】駆動信号の値に応じてターンオンとターンオ
フのスイッチング速度が変化する電力素子41，45を複数
個直列接続すると共に各電力素子にそれぞれスナバ回路
２〜４、６〜８を並列接続した回路の駆動回路におい
て、前記複数個の電力素子を同時にスイッチングすると
き、隣接するスナバ回路に流れる電流のアンバランス分
を検出し、この検出信号により隣接する電力素子の駆動
信号の値を前記アンバランス分が減少するように調節す
るスイッチング速度制御手段28，32，33を設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は駆動信号の値に応じてタ
ーンオンとターンオフのスイッチング速度が変化する電
力素子のスイッチング速度を制御して、直列接続時の電
圧バランス改善やスイッチング時のサージ電圧抑制を可
能とした電力素子の駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】高圧大容量の電力素子を直列接続し、電
圧バランス制御を行う場合の従来構成を図12に示す。こ
の回路は、ゲートターンオフサイリスタ（以下ＧＴＯ）
を複数個直列接続し同時にスイッチングを行うもので、
図12は２個のＧＴＯ１と５が直列接続された例を示して
いる。各ＧＴＯ１，５にはダイオード２，６、コンデン
サ３，７、抵抗４，８からなるスナバ回路と、直流分の
電圧をバランス良く分担させるための抵抗42，43がそれ
ぞれ並列に接続されている。

【０００３】発光ダイオード９，17はＧＴＯ１，５のオ
ン、オフの駆動信号を受けるもので直列に接続されてい
る。受光増幅器10，18は発光ダイオード９，17の光によ
りオン信号とオフ信号を出力する。遅延回路11，19はオ
ン信号を遅延して出力し、遅延回路14，22はオフ信号を
遅延して出力するものでこれらの遅延時間は調節できる
ようになっている。トランジスタ12，20はオン信号によ
って導通し抵抗73，74を介してゲート電源13，21の正の
駆動電圧をＧＴＯ１，５に供給する。

【０００４】ＦＥＴ15，23はオフ信号によって導通しゲ
ート電源16，24の負の電圧をＧＴＯ１，５に供給する。
ＧＴＯのターンオン時間は数μＳ、ターンオフ時間は数
十μＳが一般的で、素子により±10％程度のバラツキが
存在する。このバラツキによりターンオン、ターンオフ
時に電圧アンバランスが生じるので、遅延回路の遅延時
間をカット・アンド・トライで調整することにより電圧
がバランスするようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のようにカット・
アンド・トライで電圧をバランスさせる方法では調整時
間が長くなり非能率であり、故障回復時間（ＭＴＴＲ）
が長くなる。また、フィールドで素子の一部を交換する
ことはほとんど不可能となり、直列接続した素子と駆動
回路を一体にしてユニット化し電圧バランスを調整した
ユニットで交換するようにしなければならず構造的に制
約され高価なものとなる。

【０００６】本発明は、上記の問題を解消するもので、
その目的とするところは、素子のターンオン、ターンオ
フのスイッチング速度を制御できるようにして素子のス
イッチング特性のバラツキを自動補正し無調整で電圧バ
ランスが保たれる電力素子の駆動回路を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に対応する発明
として、駆動信号の値に応じてターンオンとターンオフ
のスイッチング速度が変化する電力素子の駆動回路にお
いて、電力素子と並列接続するスナバ回路の電流を検出
し、この検出信号を駆動信号側へフィードバックして該
電力素子のスイッチング速度を調節するスイッチング速
度制御手段を設ける。

【０００８】請求項４に対応する発明として、駆動信号
の値に応じてターンオンとターンオフのスイッチング速
度が変化する電力素子を複数個直列接続すると共に各電
力素子にそれぞれスナバ回路を並列接続した回路の駆動
回路において、前記複数個の電力素子を同時にスイッチ
ングするとき、隣接するスナバ回路に流れる電流のアン
バランス分を検出し、この検出信号により隣接する電力
素子の駆動信号の値を前記アンバランス分が減少するよ
うに調節するスイッチング速度制御手段を設ける。

【０００９】請求項６に対応する発明として、駆動信号
の値に応じてターンオンとターンオフのスイッチング速
度が変化する電力素子を複数個直列接続すると共に、各
電力素子にそれぞれスナバ回路を並列接続する回路の駆
動回路において、前記スナバ回路は、隣接する電力素子
の直列接続点と隣接するスナバ回路の直列接続点との間
に電流検出用の抵抗を接続して電力素子に並列接続し、
前記複数個の電力素子を同時にスイッチングする時、隣
接するスナバ回路に流れる電流のアンバランス分を前記
抵抗の電圧降下から検出し、この検出信号により電力素
子の駆動信号の値を前記アンバランス分が減少するよう
に調節するスイッチング速度制御手段を設ける。

【００１０】請求項７に対応する発明として、駆動信号
の値に応じてターンオンとターンオフのスイッチング速
度が変化する電力素子を複数個直列接続すると共に、各
電力素子と並列にそれぞれ分圧抵抗を接続する回路の駆
動回路において、前記分圧抵抗は、隣接する電力素子の
直列接続点と隣接する分圧抵抗の直列接続点との間に低
インピーダンスの電流検出手段を接続して電力素子と並
列接続し、前記複数個の電力素子を同時にスイッチング
する時、前記電流検出手段により隣接する分圧抵抗に流
れる電流のアンバランス分を検出し、この検出信号によ
り電力素子の駆動信号の値を前記アンバランス分が減少
するように調節するスイッチング速度制御手段を設け
る。

【００１１】

【作用】請求項１に対応する発明は、電力素子がスイッ
チング動作を行うとき、スイッチング速度制御手段は該
電力素子と並列接続されたスナバ回路に流れる電流に応
じて該電力素子の駆動信号の値を調節し該電力素子のス
イッチング速度を調節する。これによりスイッチング特
性の異なる電力素子を殆ど同じスイッチング特性として
動作させることができる。

【００１２】請求項４に対応する発明は、直列接続され
た複数個の電力素子を同時にスイッチングするとき、ス
イッチング速度制御手段により隣接するスナバ回路に流
れる電流の差分をアンバランス分として検出し、この検
出信号に応じて隣接する電力素子の駆動信号の値を調節
しアンバランス分が減少するように隣接する電力素子の
スイッチング速度を調節する。これにより直列接続され
ている電力素子のスイッチング時の電圧バランスを良く
することができる。

【００１３】請求項６に対応する発明は、直列接続され
た複数個の電力素子を同時にスイッチングするとき、隣
接するスナバ回路に流れる電流の差分電流が電流検出用
の抵抗に流れる。この抵抗の電圧降下量に応じてスイッ
チング速度制御手段は電力素子の駆動信号の値を調節
し、差分（アンバランス）電流が減少するように電力素
子のスイッチング速度を調節する。これにより直列接続
された電力素子のスイッチング時の電圧バランスを良く
することができる。

【００１４】請求項７に対応する発明は、直列接続され
た複数個の電力素子を同時にスイッチングするとき、電
流検出手段により隣接する分圧抵抗に流れる電流の差分
電流が検出される。この検出信号に応じてスイッチング
速度制御手段は電力素子の駆動信号の値を調節し、差分
（アンバランス）電流が減少するように電力素子のスイ
ッチング速度を調節する。これにより直列接続された電
力素子のスイッチング時の電圧バランスを良くすること
ができる。

【００１５】

【実施例】本発明の請求項４に対応する実施例を図１に
示す。図１において、41と45は駆動信号に応じてターン
オンとターンオフのスイッチング速度が変化する電力素
子である。このようなトランジスタ作用を有する素子と
してバイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢ
Ｔ、ＳＩＴ等が実用化されている。特にＭＯＳＦＥＴや
ＩＧＢＴは電圧駆動形で駆動信号の大きさや変化率を変
えることで比較的簡単にスイッチング速度を変えること
ができる。ＧＴＯに代る高圧の電圧駆動形素子が提案
（特願平3-199343）されており、将来、実用化が期待さ
れている。

【００１６】以下の説明において、このような作用を有
する電力素子をＩＧＢＴと呼称しそのシンボルもＩＧＢ
Ｔのシンボルで表示する。２個のＩＧＢＴ41と45が直列
に接続され、ダイオード２，６と抵抗４，８の並列回路
にコンデンサ３，７を直列接続したスナバ回路が変流器
33を介してＩＧＢＴ41，45にそれぞれ並列に接続されて
いる。

【００１７】抵抗42，43は直流電圧をバランス良く分担
させるためのものでそれぞれスナバ回路に並列に接続し
ている。発光ダイオード９，17はＩＧＢＴ41，45を同時
にオン、オフするためのもので直列に接続している。

【００１８】受光増幅器10，18は発光ダイオード９，17
の光に応じて正／負のオン／オフ信号Ｖ₁₀，Ｖ₁₈を出力
する。トランジスタ25，26とトランジタ29，30はそれぞ
れ電力増幅器として機能し、信号Ｖ₁₀，Ｖ₁₈に応じ抵抗
27，31を介してＩＧＢＴ41，45に正／負のゲート信号を
出力する。なお、正のゲート電源13，21と負のゲート電
源16，24は直列に接続され、その中性点は抵抗28，32を
介してＩＧＢＴ41，４５のエミッタに接続する。変流器
３３は２つの二次巻線33ａ，33ｂを有し一方の二次巻線
33ａは抵抗28の両端に接続し、他方の二次巻線33ｂは極
性を逆にして抵抗32の両端に接続する。抵抗28，32の両
端にはゼナーダイオードなどの非直線抵抗28ａ，32ａを
接続し電圧の上昇を所定値に制限する。

【００１９】上記構成において、発光ダイオード９と17
に電流が流れると受光増幅器10と18の出力Ｖ₁₀とＶ₁₈は
正の電圧となりトランジスタ25と29が導通し、ＩＧＢＴ
41と45のゲートには抵抗27と31を介して正の極性のゲー
ト電圧が印加され、ＩＧＢＴ41と45は同時にターンオン
動作を開始する。

【００２０】この場合、ＩＧＢＴ41がＩＧＢＴ45より早
くターンオンを開始すると仮定すると、コンデンサ３の
電荷による放電電流は抵抗４、ＩＧＢＴ41を介し、変流
器33の一次巻線を通して極性印と逆方向に流れる。この
電流により、変流器の二次巻線33ａと33ｂから電流が流
出し、抵抗28と32に電圧を生じさせる。この場合、抵抗
28に生じる電圧Ｖ₂₈はＩＧＢＴ41のゲート電圧を低下さ
せる極性で発生させ、抵抗32に生じる電圧Ｖ₃₂はＩＧＢ
Ｔ45のゲート電圧を上昇させる極性で発生させる。従
って、ＩＧＢＴ41はゲート電圧が低下しターンオンを遅
らせる方向に動作し、ＩＧＢＴ45はゲート電圧が上昇し
ターンオンを早める方向に作用する。

【００２１】以上の動作はＩＧＢＴのトランジスタ作用
とゲート抵抗とゲート入力容量によるゲート電圧の遅れ
の作用を利用したもので２個のＩＧＢＴのターンオンを
バランスさせる作用を有する。

【００２２】次にＩＧＢＴのターンオフ時のバランス作
用について説明する。発光ダイオード９，17に流れる電
流をゼロにすると、受光増幅器10と18の出力Ｖ₁₀とＶ₁₈
が負の電圧となりＩＧＢＴ41と45のゲートに負のゲート
電圧が加えられＩＧＢＴ41と45は同時にターンオフ動作
を開始する。

【００２３】この場合、ＩＧＢＴ41がＩＧＢＴ45より先
にターンオフを開始すると仮定すると、ＩＧＢＴ41のコ
レクターエミッタ間に生じる電圧の上昇によってダイオ
ード２と変流器33を介してコンデンサ３に電流が流れ
る。この電流により変流器二次巻線33ａと33ｂから電流
が流出し、抵抗28にはＩＧＢＴ41のゲート電圧を上昇さ
せる極性の電圧Ｖ₂₈が生じ、抵抗32には逆にＩＧＢＴ45
のゲート電圧を低下させる極性の電圧Ｖ₃₂が発生する。
従って、ＩＧＢＴ41のターンオフを遅らせ、ＩＧＢＴ45
のターンオフを早める方向に作用する。

【００２４】以上のようにして直列に接続したＩＧＢＴ
のターンオン、ターンオフは自動的にバランスするよう
作用する。なお、非直線抵抗28ａ，32ａは補償電圧が過
大にならないように制限するためのものである。この制
限場所はゲート信号やＩＧＢＴのゲート、エミッタ間と
することも可能である。

【００２５】以上説明したように本実施例によれば、多
少のターンオン、ターンオフ時間のバラツキは自動補償
しながらバランスするように動作するので、電力素子毎
に駆動信号を調整する必要がなくなる。特に現地での素
子交換後の調整が不要となり、ＭＴＴＲを短縮すること
ができる。

【００２６】さらに、スナバコンデンサの容量を減少さ
せても電圧バランスが良いので、スナバ回路の損失が減
少し効率が向上する。また、電圧バランスが良くなるの
で電力素子の電圧定格余裕を減少させることが可能とな
り直列個数を減少させることができ、効率向上、経済性
の向上が期待できる。

【００２７】本発明の請求項４に対応する第２実施例を
図２に示す。この実施例では、受光増幅器10の後に演算
増幅器46、抵抗47，48からなる反転増幅器を設け、変流
器二次巻線33ａから流出する電流を抵抗50で検出し抵抗
49を介して反転増幅器にフィードバックする構成として
いる。なお、この実施例で用いる受光増幅器10はオン信
号で負の電圧を出力しオフ信号で正の電圧を出力する。

【００２８】図２は発明の要部のみを示したもので、Ｉ
ＧＢＴ41側のみについて示しているがＩＧＢＴ45側も同
様に構成している。但し、ＩＧＢＴ41側は変流器二次巻
線33ｂの極性が逆に接続される。

【００２９】上記構成において、受光増幅器10の出力Ｖ
₁₀が負になり、反転増幅器の出力Ｖ₄₆が正となり、トラ
ンジスタ25を導通させ抵抗27を介してＩＧＢＴ41に正の
ゲート電圧が加えられ、同様にしてＩＧＢＴ45にも正の
ゲート電圧が加えられると、ＩＧＢＴ41と45は同時にタ
ーンオン動作を開始する。この場合、ＩＧＢＴ41がＩＧ
ＢＴ45に比べて先にターンオンを開始すると、コンデン
サ３の放電電流により変流器二次巻線33ａから流出する
電流により抵抗50の左側が正となり、演算増幅器46の出
力電圧Ｖ₄₆は低下しＩＧＢＴ41のゲート電圧が低下しタ
ーンオン時間を長くするように作用させる。また、同時
にＩＧＢＴ45のゲート電圧は上昇し、ターンオンを早め
る方向に作用させる。

【００３０】この第２実施例でも前述と同様の効果を得
ることができる。本発明の請求項４に対応する第３実施
例を図３に示す。この実施例は、ＩＧＢＴの直列個数が
２個より多い場合について示したものである。

【００３１】図３のゲート駆動回路51，52，53は、図１
に示したものと同じものが３回路備えていることを示し
ており、それぞれオン信号で正のゲート電圧を出力し、
オフ信号で負のゲート電圧を出力する。

【００３２】この実施例は、隣接するＩＧＢＴ間毎にス
ナバ回路に流れる電流のアンバランス分を検出する変流
器を設け、この検出信号により順次カスケードに隣接す
るＩＧＢＴのゲート電圧を前述と同様にして補正する構
成としたものである。従って、両側に隣接するＩＧＢＴ
41，54を持つＩＧＢＴ45のゲート回路は変流器33と63の
二次巻線を接続する抵抗56と32を備え、この抵抗56と32
は直列接続してゲート駆動回路52とＩＧＢＴ45のエミッ
タ間に接続する。これによりＩＧＢＴ45のゲート電圧は
変流器33と63の両方から補正される。

【００３３】この実施例によれば、ＩＧＢＴの直列個数
が２個以上の場合でもスイッチング時の電圧バランスを
良くすることができる。本発明の請求項６に対応する実
施例を図４に示す。この実施例は変流器の代りに抵抗64
を接続し、ゲート駆動回路51の一端を抵抗69のスナバ回
路側へ接続し、ＩＧＢＴ41のゲート信号のみを補正する
構成としたものである。

【００３４】この構成において、ＩＧＢＴ41がＩＧＢＴ
45より先にターンオンすると抵抗64の左側が正、右側が
負となり、ＩＧＢＴ41のゲート電圧を低下させターンオ
ン速度を遅くさせ、ＩＧＢＴ45のターンオン速度に近づ
け電圧がバランスするように作用する。また、ＩＧＢＴ
41がＩＧＢＴ45より先にターンオフすると、抵抗64の右
側が正の電圧となりＩＧＢＴ41のゲート電圧が上昇しタ
ーンオフ速度を遅らせ電圧がバランスするように作用す
る。

【００３５】この実施例はＩＧＢＴの直列個数が２個以
上の場合でも適用することができる。図５は本発明の請
求項４に対応する第４実施例の要部構成を示したもの
で、隣接するスナバ回路に流れる電流のアンバランス分
を検出する変流器33の一次巻線を２つ設ける構成とした
ものである。すなわち、変流器33の２つの一次巻線33
ｃ，33ｄは図５に示すように隣接する２つのスナバ回路
にそれぞれ直列接続され一方の一次巻線33ｄは逆極性で
接続する。

【００３６】本発明の請求項７に対応する実施例を図６
に示す。この実施例は、直流電圧をバランスさせるため
の分圧抵抗42と43の接続点とスナバ回路を含めたＩＧＢ
Ｔ41とＩＧＢＴ45の接続点の間に逆並列接続したフォト
カプラの発光ダイオード70ａ，71ａを接続し、フォトカ
プラの受光トランジスタ70ｂ，71ｂとダイオード75，76
をそれぞれ直列接続したものを並列接続し抵抗72を介し
演算増幅器46の入力側に接続する。受光増幅器10の出力
Ｖ₁₀はオン信号で負の電圧を出力しオン信号で正の電圧
を出力し、抵抗47ａ，47ｂを介して演算増幅器46に入力
される。上記抵抗72は抵抗47ａ，47ｂの直列接続した点
に接続される。

【００３７】上記構成において、受光増幅器10の出力ｖ
₁₀が負の電圧となりＩＧＢＴ41のゲート電圧が正になる
とターンオンを開始しＩＧＢＴ45も同様にして同時にタ
ーンオンを開始する。この場合、ＩＧＢＴ41がＩＧＢＴ
45より早くターンオンするとＩＧＢＴ41の両端電圧が先
に低下し、分圧抵抗42と43の接続点の電位が低下して発
光ダイオード70ａに電流が流れ受光トランジスタ70ｂが
オンする。これにより受光増幅器10の負の出力電圧ｖ₁₀
は抵抗47ａと72で分圧され増幅器46の入力が上昇するの
で、ＩＧＢＴ41のゲート電圧が低下し、ターンオン速度
が遅くなり、ＩＧＢＴ45のターンオン速度とバランスす
るように作用する。

【００３８】また、受光増幅器10の出力Ｖ₁₀が正の電圧
になるとＩＧＢＴ41のゲート電圧は負となりターンオフ
動作を開始し、ＩＧＢＴ45も同様にして同時にターンオ
フ動作を開始する。この場合、ＩＧＢＴ41がＩＧＢＴ45
より先にターンオフを開始すると、分圧抵抗42と43の接
続点の電位が上昇してフォトカプラ71ａに電流が流れ、
受光トランジスタ71ｂがオンする。これにより受光増幅
器10の正の電圧Ｖ₁₀と抵抗47ａと72で分圧され増幅器46
への入力電圧が低下しＩＧＢＴ41のゲート電圧が上昇し
てターンオフ動作を遅らせる方向に作用する。これによ
り、ＩＧＢＴ41とＩＧＢＴ45のターンオフ動作はバラン
スする。

【００３９】なお、以上のフォトカプラのフィードバッ
ク制御はＩＧＢＴ45のゲート駆動側にフィードバックす
ることも可能なことは説明するまでもなく、また、ゲー
ト電圧を直接制御するように構成することもできる。

【００４０】本発明の請求項７に対応する第２実施例を
図７に示す。この実施例は、フォトカプラの代りに抵抗
80を接続しこの電圧を抵抗81と82で分圧すると共にゼナ
ーダイオード78，79でリミットして演算増幅器46の非反
転入力側へフィードバックする構成としたものである。
この構成を用いても前述と同様な効果を得ることができ
る。

【００４１】本発明の請求項１に対応する実施例を図８
に示す。この実施例はＩＧＢＴのターンオフ動作を制御
するもので、スナバ回路の電流を変流器の二次巻線33ａ
と抵抗50で検出し、ダイオード83と抵抗49を介して増幅
器46へフィードバックする構成としたものである。

【００４２】なお、変流器33の一次巻線はコンデンサ３
と直列に接続する。上記構成において、受光増幅器10の
出力Ｖ₁₀が負の電圧を出力すると、増幅器46の出力Ｖ₄₆
が正の電圧となりトランジスタ25と抵抗27を介してＩＧ
ＢＴ41のゲートに正のゲート電圧が印加されＩＧＢＴ41
はオンする。これにより、コンデンサ３の放電電流が変
流器33の一次巻線を介して流れ、変流器二次巻線33ａか
ら電流が流出し、抵抗50の上側に正の電圧が生じる。こ
の場合、ダイオード83で阻止されるのでゲート信号への
影響はない。

【００４３】次に受光増幅器10の出力Ｖ₁₀が正の電圧を
出力すると、増幅器46の出力Ｖ₄₆が負の電圧となりトラ
ンジスタ26、抵抗27を介してＩＧＢＴ41のゲートに負の
電圧が印加され、ＩＧＢＴ41はターンオフを開始する。
すると、変流器33を介してコンデンサ３に充電電流が流
れ、変流器二次巻線33ａから電流が流出し、抵抗51の上
側に負の電圧を生じる。この電圧がダイオード83を介し
て抵抗50ａに検出され抵抗49を介して増幅器46の加算点
にフィードバックされ、制御ループを構成する。この制
御ループの作用により、ターンオフ時はコンデンサ３の
充電電流がほぼ一定となるように制御され、ＩＧＢＴ41
のコレクタ・エミッタ間の電圧変化率dv／dtが一定にな
るようにターンオフ動作を制御する。

【００４４】本実施例によれば、温度や電流値などの影
響を受けないサージ電圧の低い信頼性の良いターンオフ
動作を行わせることが可能となり、ＥＭＩノイズも低下
させることが可能となる。

【００４５】なお、ＩＧＢＴのターンオフ時間は温度の
影響を受け 100℃の温度上昇により２倍の時間となり、
低温のときＥＭＩノイズが大きくなるが、本実施例を用
いることにより低温のときのＥＭＩノイズの増大を防止
することができる。

【００４６】本発明の請求項１に対応する第２実施例を
図９に示す。この実施例は、図８における変流器33を抵
抗64に置換えたものであり、抵抗64に生じる電圧をダイ
オード83を介して抵抗84，85で分圧し増幅器46の非反転
入力側へフィードバックする構成としたもので、前述と
同様の効果を得ることができる。

【００４７】本発明の請求項１に対応する第３実施例を
図10に示す。この実施例は、変流器二次巻線33ａをダイ
オード83を並列接続した抵抗28に接続し、ＩＧＢＴ41の
ゲート電圧を直接制御する構成としたもので、前述と同
様の効果を得ることができる。

【００４８】本発明の請求項１に対応する第４実施例を
図11に示す。この実施例は、図10の変流器33の代わりと
して抵抗64を接続し、この電圧を抵抗84、ダイオード8
3、抵抗28の直列回路に加えターンオフ時に抵抗64に生
じる電圧を分圧してターンオフ時のゲート電圧を直接制
御する構成としたもので、前述と同様の効果を得ること
ができる。

【００４９】なお、図８〜図11に示したダイオード83を
省略することにより、ターンオン、ターンオフ両方のス
イッチング時間をコントロールするようにできることは
説明するまでもない。

【００５０】以上の説明ではトランジスタ作用を有する
電力素子を代表してＩＧＢＴとして説明したが、最近開
発が進んでいる新しい素子で、定常時はサイリスタモー
ドでオン電圧を低くさせ、ターンオフ時、トランジスタ
モードに移行してターンオフさせ安全動作領域を広くで
きるものがある（ターンオン時もトランジスタモード可
能）が、この素子にも適用することができることは説明
するまでもない。

【００５１】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、スイッチング
特性の異なる電力素子を殆ど同じスイッチング特性とし
て動作させることができ、特にターンオフ動作を制限し
てサージ電圧を抑制しＥＭＩノイズの増大を防止するこ
とができ、また、スナバ回路のコンデンサの容量を減ら
して電力損失を減らし高効率の運転の可能な電力素子の
駆動回路が得られる。

【００５２】請求項４、請求項６、請求項７の発明によ
れば、上記請求項１の発明と同様の効果が得られると共
に、直列接続された電力素子のスイッチング時の電圧バ
ランスを良くすることができ、信頼性の高いスイッチン
グ動作を行わせることの可能な電力素子の駆動回路が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項４に対応する実施例の構成図

【図２】本発明の請求項４に対応する第２実施例の要部
構成図

【図３】本発明の請求項４に対応する第３実施例の構成
図

【図４】本発明の請求項６に対応する実施例の構成図

【図５】本発明の請求項４に対応する第４実施例の要部
構成図

【図６】本発明の請求項７に対応する実施例の要部構成
図

【図７】本発明の請求項７に対応する第２実施例の要部
構成図

【図８】本発明の請求項１（請求項２を含む）に対応す
る実施例の構成図

【図９】本発明の請求項１（請求項３を含む）に対応す
る第２実施例の構成図

【図１０】本発明の請求項１（請求項２を含む）に対応
する第３実施例の構成図

【図１１】本発明の請求項１（請求項３を含む）に対応
する第４実施例の構成図

【図１２】従来の電力素子の駆動回路の構成図

【符号の説明】

２，６，58…ダイオード、３，７，59…コンデンサ、
４，８，60…抵抗、９，17…発光ダイオード、10，18…
受光増幅器、13，16，21，24…ゲート電源、25，26，2
9，30…トランジスタ、27，31，55…抵抗、28，32，5
6，57…抵抗、33，63…変流器、41，45…ＩＧＢＴ、4
2，43，61…分圧抵抗、46…演算増幅器、47〜50…抵
抗、51〜53…ゲート駆動回路、64，80…抵抗、70ａ，71
ａ…ホトカプラの発光ダイオード、70ｂ，71ｂ…ホトカ
プラの受光トランジスタ、72，81，82，84，85…抵抗、
75，76，83…ダイオード、78，79…ゼナーダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動信号の値に応じてターンオンとター
ンオフのスイッチング速度が変化する電力素子の駆動回
路において、電力素子と並列接続するスナバ回路の電流
を検出し、この検出信号を駆動信号側へフィードバック
して該電力素子のスイッチング速度を調節するスイッチ
ング速度制御手段を設けたことを特徴とする電力素子の
駆動回路。
【請求項２】請求項１に記載の電力素子の駆動回路に
おいて、前記スナバ回路は変流器を介して電力素子と並
列接続され、前記変流器によりスナバ回路の電流を検出
することを特徴とする電力素子の駆動回路。
【請求項３】請求項１に記載の電力素子の駆動回路に
おいて、前記スナバ回路は電流検出用の抵抗を介して電
力素子と並列接続され、前記抵抗の電圧降下によりスナ
バ回路の電流を検出することを特徴とする電力素子の駆
動回路。
【請求項４】駆動信号の値に応じてターンオンとター
ンオフのスイッチング速度が変化する電力素子を複数個
直列接続すると共に各電力素子にそれぞれスナバ回路を
並列接続した回路の駆動回路において、前記複数個の電
力素子を同時にスイッチングするとき、隣接するスナバ
回路に流れる電流のアンバランス分を検出し、この検出
信号により隣接する電力素子の駆動信号の値を前記アン
バランス分が減少するように調節するスイッチング速度
制御手段を設けたことを特徴とする電力素子の駆動回
路。
【請求項５】請求項４に記載の電力素子の駆動回路に
おいて、前記スナバ回路は変流器を介して電力素子と並
列接続され、該変流器により隣接するスナバ回路に流れ
る電流のアンバランス分を検出することを特徴とする電
力素子の駆動回路。
【請求項６】駆動信号の値に応じてターンオンとター
ンオフのスイッチング速度が変化する電力素子を複数個
直列接続すると共に、各電力素子にそれぞれスナバ回路
を並列接続する回路の駆動回路において、前記スナバ回
路は、隣接する電力素子の直列接続点と隣接するスナバ
回路の直列接続点との間に電流検出用の抵抗を接続して
電力素子に並列接続し、前記複数個の電力素子を同時に
スイッチングする時、隣接するスナバ回路に流れる電流
のアンバランス分を前記抵抗の電圧降下から検出し、こ
の検出信号により電力素子の駆動信号の値を前記アンバ
ランス分が減少するように調節するスイッチング速度制
御手段を設けたことを特徴とする電力素子の駆動回路。
【請求項７】駆動信号の値に応じてターンオンとター
ンオフのスイッチング速度が変化する電力素子を複数個
直列接続すると共に、各電力素子と並列にそれぞれ分圧
抵抗を接続する回路の駆動回路において、前記分圧抵抗
は、隣接する電力素子の直列接続点と隣接する分圧抵抗
の直列接続点との間に低インピーダンスの電流検出手段
を接続して電力素子と並列接続し、前記複数個の電力素
子を同時にスイッチングする時、前記電流検出手段によ
り隣接する分圧抵抗に流れる電流のアンバランス分を検
出し、この検出信号により電力素子の駆動信号の値を前
記アンバランス分が減少するように調節するスイッチン
グ速度制御手段を設けたことを特徴とする電力素子の駆
動回路。