JPH08149796A - 電圧駆動型スイッチ素子のドライブ回路 - Google Patents
電圧駆動型スイッチ素子のドライブ回路Info
- Publication number
- JPH08149796A JPH08149796A JP6285340A JP28534094A JPH08149796A JP H08149796 A JPH08149796 A JP H08149796A JP 6285340 A JP6285340 A JP 6285340A JP 28534094 A JP28534094 A JP 28534094A JP H08149796 A JPH08149796 A JP H08149796A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- circuit
- switch element
- diode
- reverse bias
- 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
Links
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、電圧駆動型スイッチ素子を高速動
作させるためのドライブ回路に不可欠な逆バイアス印加
機能を、逆バイアス電源を設けることなく、僅かの回路
部品の追加で安価に実現する電圧駆動型スイッチ素子の
ドライブ回路を提供することである。 【構成】 ＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路３１において、その
入力段に図外のパルス発生回路からＯＮ信号が入力され
ると、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートがオンされてター
ン・オンし、直列回路３２に直流電流Ｉが流れてコンデ
ンサＣ１に直流電圧が発生する。この発生した直流電圧
は、並列回路３３の定電圧ダイオードＺＤ１のツェナー
電圧により上昇が制限されて、その一定の直流電圧によ
る逆バイアス電圧がＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートに印
加される。
作させるためのドライブ回路に不可欠な逆バイアス印加
機能を、逆バイアス電源を設けることなく、僅かの回路
部品の追加で安価に実現する電圧駆動型スイッチ素子の
ドライブ回路を提供することである。 【構成】 ＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路３１において、その
入力段に図外のパルス発生回路からＯＮ信号が入力され
ると、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートがオンされてター
ン・オンし、直列回路３２に直流電流Ｉが流れてコンデ
ンサＣ１に直流電圧が発生する。この発生した直流電圧
は、並列回路３３の定電圧ダイオードＺＤ１のツェナー
電圧により上昇が制限されて、その一定の直流電圧によ
る逆バイアス電圧がＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートに印
加される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＭＯＳ−ＦＥＴ、ＩＧ
ＢＴ等の電圧駆動型スイッチ素子を用いたインバータに
係り、特に、インバータの主回路における電圧駆動型ス
イッチ素子のゲートドライブ回路に関する。
ＢＴ等の電圧駆動型スイッチ素子を用いたインバータに
係り、特に、インバータの主回路における電圧駆動型ス
イッチ素子のゲートドライブ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にＭＯＳ−ＦＥＴ、ＩＧＢＴ等の電
圧駆動型スイッチ素子を用いたインバータでは、電圧駆
動型スイッチ素子のスイッチング時間を短くすることに
より、インバータの制御性を向上させ、半導体スイッチ
素子の熱損失を低減することができる。この場合、電圧
駆動型スイッチ素子のスイッチング時間を短くするため
には、ゲート電圧を高速でドライブする必要がある。
圧駆動型スイッチ素子を用いたインバータでは、電圧駆
動型スイッチ素子のスイッチング時間を短くすることに
より、インバータの制御性を向上させ、半導体スイッチ
素子の熱損失を低減することができる。この場合、電圧
駆動型スイッチ素子のスイッチング時間を短くするため
には、ゲート電圧を高速でドライブする必要がある。
【０００３】従来のドライブ回路の一例を図５に示す。
図５において、ドライブ回路は、パルス発生回路１とＭ
ＯＳ−ＦＥＴ駆動回路２とにより構成されており、パル
ス発生回路１の入力１に図外の制御回路からＯＮ信号が
入力され、入力２にＯＦＦ信号が入力されると、トラン
ジスタＱ３がＯＮされてパルストランスＴ１が駆動され
てＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートにＯＮ電圧が発生し、
ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１が駆動される。
図５において、ドライブ回路は、パルス発生回路１とＭ
ＯＳ−ＦＥＴ駆動回路２とにより構成されており、パル
ス発生回路１の入力１に図外の制御回路からＯＮ信号が
入力され、入力２にＯＦＦ信号が入力されると、トラン
ジスタＱ３がＯＮされてパルストランスＴ１が駆動され
てＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートにＯＮ電圧が発生し、
ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１が駆動される。
【０００４】次いで、入力１のＯＮ信号がＯＦＦ信号に
変化すると、トランジスタＱ３がＯＦＦするとと同時に
ＮＡＮＤゲートＩＣ１の作用によりトランジスタＱ５が
ＯＮして、パルストランスＴ１の巻線が短絡されるた
め、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲート電圧は、０Ｖまで急
速に低下する。
変化すると、トランジスタＱ３がＯＦＦするとと同時に
ＮＡＮＤゲートＩＣ１の作用によりトランジスタＱ５が
ＯＮして、パルストランスＴ１の巻線が短絡されるた
め、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲート電圧は、０Ｖまで急
速に低下する。
【０００５】次いで、パルス発生回路１の入力２に図外
の制御回路からＯＮ信号が入力されると、トランジスタ
Ｑ５がＯＦＦすると同時にトランジスタＱ４がＯＮされ
てパルストランスＴ１が駆動されてＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ
２のゲートにＯＮ電圧が発生し、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２
が駆動される。
の制御回路からＯＮ信号が入力されると、トランジスタ
Ｑ５がＯＦＦすると同時にトランジスタＱ４がＯＮされ
てパルストランスＴ１が駆動されてＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ
２のゲートにＯＮ電圧が発生し、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２
が駆動される。
【０００６】以上の動作の関係を示すのが図６のタイミ
ングチャートであるが、この図６において明らかなよう
にＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２の各ゲートには、各入力
１、２のＯＦＦ時に逆電圧が印加されているが、この逆
電圧はターン・オフ時のものではなく、ＭＯＳ−ＦＥＴ
Ｑ１、Ｑ２の休止時にもう一方のＭＯＳ−ＦＥＴＱ
１、Ｑ２のゲートが駆動される時に発生する逆電圧によ
るものであり、逆バイアス電圧ではない。
ングチャートであるが、この図６において明らかなよう
にＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２の各ゲートには、各入力
１、２のＯＦＦ時に逆電圧が印加されているが、この逆
電圧はターン・オフ時のものではなく、ＭＯＳ−ＦＥＴ
Ｑ１、Ｑ２の休止時にもう一方のＭＯＳ−ＦＥＴＱ
１、Ｑ２のゲートが駆動される時に発生する逆電圧によ
るものであり、逆バイアス電圧ではない。
【０００７】このようなドライブ回路は、小型（駆動電
力が小さい）の電圧駆動型スイッチ素子のドライブには
適しているが、大型（駆動電力が大きい）の電圧駆動型
スイッチ素子のドライブには適していない。一例とし
て、図７に大型のＭＯＳ−ＦＥＴの内部回路構成を示す
が、この種の大型の電圧駆動型スイッチ素子では、素子
内部でゲートに直列抵抗Ｒが接続されているため、ゲー
トを高速でドライブしようとしても、この直列抵抗Ｒと
入力容量Ｃｉｓｓとの時定数によってスイッチング時間
が制限される。ターン・オン時間はドライブ電圧を高く
することによって短くできるが、ターン・オフ時間はゲ
ート電圧を０Ｖに落としているだけであるため、ＭＯＳ
−ＦＥＴ内の時定数の影響により高速化には限界があ
る。
力が小さい）の電圧駆動型スイッチ素子のドライブには
適しているが、大型（駆動電力が大きい）の電圧駆動型
スイッチ素子のドライブには適していない。一例とし
て、図７に大型のＭＯＳ−ＦＥＴの内部回路構成を示す
が、この種の大型の電圧駆動型スイッチ素子では、素子
内部でゲートに直列抵抗Ｒが接続されているため、ゲー
トを高速でドライブしようとしても、この直列抵抗Ｒと
入力容量Ｃｉｓｓとの時定数によってスイッチング時間
が制限される。ターン・オン時間はドライブ電圧を高く
することによって短くできるが、ターン・オフ時間はゲ
ート電圧を０Ｖに落としているだけであるため、ＭＯＳ
−ＦＥＴ内の時定数の影響により高速化には限界があ
る。
【０００８】図８に従来のドライブ回路のその他の回路
構成例を示す。このドライブ回路は、逆バイアス電圧が
かかるように工夫された回路構成の一例であり、逆バイ
アス専用電源Ｅ２が接続されている。図外の制御回路か
らＯＮ信号が入力されると、このＯＮ信号をフォトカプ
ラＰＣ１が受けてトランジスタＱ８を介してトランジス
タＱ９をＯＮさせ、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートに駆
動電圧を印加させる。
構成例を示す。このドライブ回路は、逆バイアス電圧が
かかるように工夫された回路構成の一例であり、逆バイ
アス専用電源Ｅ２が接続されている。図外の制御回路か
らＯＮ信号が入力されると、このＯＮ信号をフォトカプ
ラＰＣ１が受けてトランジスタＱ８を介してトランジス
タＱ９をＯＮさせ、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートに駆
動電圧を印加させる。
【０００９】次いで、制御回路から入力されるＯＮ信号
がＯＦＦ信号に変化すると、トランジスタＱ９がＯＦＦ
されると同時にトランジスタＱ１０がＯＮされるが、こ
の時、抵抗器Ｒ１１、定電圧ダイオードＺＤ４、コンデ
ンサＣ４により構成された回路によって、トランジスタ
Ｑ１０のコレクタ電圧が低くなっているため、この電圧
分だけの逆バイアス電圧がＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲー
トに印加されることになり、逆バイアス動作が可能とな
る。
がＯＦＦ信号に変化すると、トランジスタＱ９がＯＦＦ
されると同時にトランジスタＱ１０がＯＮされるが、こ
の時、抵抗器Ｒ１１、定電圧ダイオードＺＤ４、コンデ
ンサＣ４により構成された回路によって、トランジスタ
Ｑ１０のコレクタ電圧が低くなっているため、この電圧
分だけの逆バイアス電圧がＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲー
トに印加されることになり、逆バイアス動作が可能とな
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の電圧駆動型スイッチ素子の逆バイアス動作を
可能としたドライブ回路にあっては、逆バイアス専用電
源Ｅ２を必要とする構成となっていたため、以下に述べ
るような問題点があった。
うな従来の電圧駆動型スイッチ素子の逆バイアス動作を
可能としたドライブ回路にあっては、逆バイアス専用電
源Ｅ２を必要とする構成となっていたため、以下に述べ
るような問題点があった。
【００１１】すなわち、逆バイアス専用電源Ｅ２は、殆
ど例外なく絶縁を必要とするため、ドライブ回路用電源
とは異なり制御回路用電源とは共用ができない上、イン
バータ回路がブリッジ形式になると複数個必要となるた
め、多くの部品を必要とする等、ドライブ回路を複雑か
つ高価にするという問題点があった。
ど例外なく絶縁を必要とするため、ドライブ回路用電源
とは異なり制御回路用電源とは共用ができない上、イン
バータ回路がブリッジ形式になると複数個必要となるた
め、多くの部品を必要とする等、ドライブ回路を複雑か
つ高価にするという問題点があった。
【００１２】〔目的〕本発明は、上記問題点に鑑みてな
されたもので、電圧駆動型スイッチ素子を高速動作させ
るためのドライブ回路に不可欠な逆バイアス印加機能
を、逆バイアス電源を設けることなく、僅かの回路部品
の追加で安価に実現する電圧駆動型スイッチ素子のドラ
イブ回路を提供することである。
されたもので、電圧駆動型スイッチ素子を高速動作させ
るためのドライブ回路に不可欠な逆バイアス印加機能
を、逆バイアス電源を設けることなく、僅かの回路部品
の追加で安価に実現する電圧駆動型スイッチ素子のドラ
イブ回路を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
電圧駆動型スイッチ素子のドライブ回路において、前記
電圧駆動型スイッチ素子のオン時間を設定するパルス信
号を出力するパルス発生回路と、前記電圧駆動型スイッ
チ素子に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス印加用の
コンデンサと、このコンデンサに並列に接続し、前記逆
バイアス電圧値を設定する定電圧ダイオードにより構成
される並列回路と、前記パルス発生回路の出力段に前記
定電圧ダイオードのカソードを接続するとともに、前記
電圧駆動型スイッチ素子のゲートに前記定電圧ダイオー
ドのアノードを接続し、また、所定の直流電圧を発生さ
せるためのダイオードと抵抗器により構成される直列回
路を前記コンデンサに接続し、当該ダイオードのアノー
ドを前記電圧駆動型スイッチ素子のゲートに向くように
接続し、当該ダイオードのカソードを電圧駆動型スイッ
チ素子のソースに接続し、前記パルス発生回路からのパ
ルス電圧により前記電圧駆動型スイッチ素子がオンされ
た時、前記直列回路に流れる直流電流により前記コンデ
ンサに直流電圧を発生させるとともに、前記並列回路の
定電圧ダイオードにより当該発生電圧値を一定にして、
当該電圧駆動型スイッチ素子のオフ時に一定の逆バイア
ス電圧を印加するようにしたことを特徴としている。
電圧駆動型スイッチ素子のドライブ回路において、前記
電圧駆動型スイッチ素子のオン時間を設定するパルス信
号を出力するパルス発生回路と、前記電圧駆動型スイッ
チ素子に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス印加用の
コンデンサと、このコンデンサに並列に接続し、前記逆
バイアス電圧値を設定する定電圧ダイオードにより構成
される並列回路と、前記パルス発生回路の出力段に前記
定電圧ダイオードのカソードを接続するとともに、前記
電圧駆動型スイッチ素子のゲートに前記定電圧ダイオー
ドのアノードを接続し、また、所定の直流電圧を発生さ
せるためのダイオードと抵抗器により構成される直列回
路を前記コンデンサに接続し、当該ダイオードのアノー
ドを前記電圧駆動型スイッチ素子のゲートに向くように
接続し、当該ダイオードのカソードを電圧駆動型スイッ
チ素子のソースに接続し、前記パルス発生回路からのパ
ルス電圧により前記電圧駆動型スイッチ素子がオンされ
た時、前記直列回路に流れる直流電流により前記コンデ
ンサに直流電圧を発生させるとともに、前記並列回路の
定電圧ダイオードにより当該発生電圧値を一定にして、
当該電圧駆動型スイッチ素子のオフ時に一定の逆バイア
ス電圧を印加するようにしたことを特徴としている。
【００１４】また、請求項２記載の発明では、前記パル
ス発生回路は、前記電圧駆動型スイッチ素子のゲートに
対して正負対称波形あるいは正負非対称波形のパルス信
号を出力する回路であり、当該パルス信号のオン・デュ
ーティー比により当該電圧駆動型スイッチ素子がオンさ
れた時、前記直列回路に流れる直流電流が前記コンデン
サに流れる電流に加算されることにより前記逆バイアス
電圧を発生させるとともに、当該逆バイアス電圧値を当
該直列回路の前記ダイオード及び前記並列回路の定電圧
ダイオードの動作により一定に制御することを特徴とし
ている。
ス発生回路は、前記電圧駆動型スイッチ素子のゲートに
対して正負対称波形あるいは正負非対称波形のパルス信
号を出力する回路であり、当該パルス信号のオン・デュ
ーティー比により当該電圧駆動型スイッチ素子がオンさ
れた時、前記直列回路に流れる直流電流が前記コンデン
サに流れる電流に加算されることにより前記逆バイアス
電圧を発生させるとともに、当該逆バイアス電圧値を当
該直列回路の前記ダイオード及び前記並列回路の定電圧
ダイオードの動作により一定に制御することを特徴とし
ている。
【００１５】
【作用】請求項１記載の発明によれば、電圧駆動型スイ
ッチ素子のドライブ回路において、前記電圧駆動型スイ
ッチ素子のオン時間を設定するパルス信号を出力するパ
ルス発生回路と、前記電圧駆動型スイッチ素子に逆バイ
アス電圧を印加する逆バイアス印加用のコンデンサと、
このコンデンサに並列に接続し、前記逆バイアス電圧値
を設定する定電圧ダイオードにより構成される並列回路
と、前記パルス発生回路の出力段に前記定電圧ダイオー
ドのカソードを接続するとともに、前記電圧駆動型スイ
ッチ素子のゲートに前記定電圧ダイオードのアノードを
接続し、また、所定の直流電圧を発生させるためのダイ
オードと抵抗器により構成される直列回路を前記コンデ
ンサに接続し、当該ダイオードのアノードを前記電圧駆
動型スイッチ素子のゲートに向くように接続し、当該ダ
イオードのカソードを電圧駆動型スイッチ素子のソース
に接続し、前記パルス発生回路からのパルス電圧により
前記電圧駆動型スイッチ素子がオンされた時、前記直列
回路に流れる直流電流により前記コンデンサに直流電圧
を発生させるとともに、前記並列回路の定電圧ダイオー
ドにより当該発生電圧値を一定にして、当該電圧駆動型
スイッチ素子のオフ時に一定の逆バイアス電圧を印加す
る。
ッチ素子のドライブ回路において、前記電圧駆動型スイ
ッチ素子のオン時間を設定するパルス信号を出力するパ
ルス発生回路と、前記電圧駆動型スイッチ素子に逆バイ
アス電圧を印加する逆バイアス印加用のコンデンサと、
このコンデンサに並列に接続し、前記逆バイアス電圧値
を設定する定電圧ダイオードにより構成される並列回路
と、前記パルス発生回路の出力段に前記定電圧ダイオー
ドのカソードを接続するとともに、前記電圧駆動型スイ
ッチ素子のゲートに前記定電圧ダイオードのアノードを
接続し、また、所定の直流電圧を発生させるためのダイ
オードと抵抗器により構成される直列回路を前記コンデ
ンサに接続し、当該ダイオードのアノードを前記電圧駆
動型スイッチ素子のゲートに向くように接続し、当該ダ
イオードのカソードを電圧駆動型スイッチ素子のソース
に接続し、前記パルス発生回路からのパルス電圧により
前記電圧駆動型スイッチ素子がオンされた時、前記直列
回路に流れる直流電流により前記コンデンサに直流電圧
を発生させるとともに、前記並列回路の定電圧ダイオー
ドにより当該発生電圧値を一定にして、当該電圧駆動型
スイッチ素子のオフ時に一定の逆バイアス電圧を印加す
る。
【００１６】したがって、大容量の電圧駆動型スイッチ
素子を高速駆動するドライブ回路を逆バイアス専用電源
を設けることなく、僅かな部品の追加で回路構成を複雑
化せずに実現することができる。
素子を高速駆動するドライブ回路を逆バイアス専用電源
を設けることなく、僅かな部品の追加で回路構成を複雑
化せずに実現することができる。
【００１７】請求項２記載の発明によれば、前記パルス
発生回路は、前記電圧駆動型スイッチ素子のゲートに対
して正負対称波形あるいは正負非対称波形のパルス信号
を出力する回路であり、当該パルス信号のオン・デュー
ティー比により当該電圧駆動型スイッチ素子がオンされ
た時、前記直列回路に流れる直流電流が前記コンデンサ
に流れる電流に加算されることにより前記逆バイアス電
圧を発生させるとともに、当該逆バイアス電圧値を当該
直列回路の前記ダイオード及び前記並列回路の定電圧ダ
イオードの動作により一定に制御することにより、パル
ス発生回路から出力されるパルス信号のオン・デューテ
ィー比が変化しても逆バイアス電圧を一定に制御するこ
とができる。
発生回路は、前記電圧駆動型スイッチ素子のゲートに対
して正負対称波形あるいは正負非対称波形のパルス信号
を出力する回路であり、当該パルス信号のオン・デュー
ティー比により当該電圧駆動型スイッチ素子がオンされ
た時、前記直列回路に流れる直流電流が前記コンデンサ
に流れる電流に加算されることにより前記逆バイアス電
圧を発生させるとともに、当該逆バイアス電圧値を当該
直列回路の前記ダイオード及び前記並列回路の定電圧ダ
イオードの動作により一定に制御することにより、パル
ス発生回路から出力されるパルス信号のオン・デューテ
ィー比が変化しても逆バイアス電圧を一定に制御するこ
とができる。
【００１８】
【実施例】以下、図１〜図４を参照して実施例を詳細に
説明する。図１〜図４は、本発明を適用した電圧駆動型
スイッチ素子のドライブ回路の一実施例を示す図であ
る。
説明する。図１〜図４は、本発明を適用した電圧駆動型
スイッチ素子のドライブ回路の一実施例を示す図であ
る。
【００１９】図１は、本実施例のドライブ回路の動作原
理を説明するための回路構成を示す図であり、電圧駆動
型スイッチ素子としてＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２を用
いた場合の回路例を示している。なお、電圧駆動型スイ
ッチ素子としては、ＩＧＢＴ等の他の電圧駆動型スイッ
チ素子であってもよいことは言うまでもない。
理を説明するための回路構成を示す図であり、電圧駆動
型スイッチ素子としてＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２を用
いた場合の回路例を示している。なお、電圧駆動型スイ
ッチ素子としては、ＩＧＢＴ等の他の電圧駆動型スイッ
チ素子であってもよいことは言うまでもない。
【００２０】この図１において、ドライブ回路は、パル
ス発生回路１１とＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路１２とにより
構成されておりまず、パルス発生回路１１の出力が正負
対称波形である場合から説明する。
ス発生回路１１とＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路１２とにより
構成されておりまず、パルス発生回路１１の出力が正負
対称波形である場合から説明する。
【００２１】ＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路１２において、ダ
イオードＤ１、Ｄ２、抵抗器Ｒ１、Ｒ２により構成され
る各直列回路は、コンデンサＣ１、Ｃ２に直流電圧を発
生させるためのものであり、この回路がない場合は、パ
ルス発生回路１１の出力が正負対称波形であること、コ
ンデンサＣ１、Ｃ２の容量がＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ
２の入力容量Ｃｉｓｓよりも十分大きいこと等からコン
デンサＣ１、Ｃ２には、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２に
逆バイアス電圧を印加するのに十分な電圧は発生しな
い。
イオードＤ１、Ｄ２、抵抗器Ｒ１、Ｒ２により構成され
る各直列回路は、コンデンサＣ１、Ｃ２に直流電圧を発
生させるためのものであり、この回路がない場合は、パ
ルス発生回路１１の出力が正負対称波形であること、コ
ンデンサＣ１、Ｃ２の容量がＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ
２の入力容量Ｃｉｓｓよりも十分大きいこと等からコン
デンサＣ１、Ｃ２には、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２に
逆バイアス電圧を印加するのに十分な電圧は発生しな
い。
【００２２】これに対して直列回路がある場合は、ＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ Ｑ１のターン・オン時にコンデンサＣ１に
流れる電流には直列回路に流れる電流Ｉ1 が加算される
ため、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２のターン・オン時に逆方向
に電流が流れても、Ｉ1 分の電流がコンデンサＣ１に余
分に流れるため、直流電圧がコンデンサＣ１に発生す
る。
Ｓ−ＦＥＴ Ｑ１のターン・オン時にコンデンサＣ１に
流れる電流には直列回路に流れる電流Ｉ1 が加算される
ため、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２のターン・オン時に逆方向
に電流が流れても、Ｉ1 分の電流がコンデンサＣ１に余
分に流れるため、直流電圧がコンデンサＣ１に発生す
る。
【００２３】同様にＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ２のターン・オ
ン時にコンデンサＣ２に流れる電流には直列回路に流れ
る電流Ｉ2 が加算されるため、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１の
ターン・オン時に逆方向に電流が流れても、Ｉ2 分の電
流がコンデンサＣ２に余分に流れるため、直流電圧がコ
ンデンサＣ２に発生する。
ン時にコンデンサＣ２に流れる電流には直列回路に流れ
る電流Ｉ2 が加算されるため、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１の
ターン・オン時に逆方向に電流が流れても、Ｉ2 分の電
流がコンデンサＣ２に余分に流れるため、直流電圧がコ
ンデンサＣ２に発生する。
【００２４】また、直列回路の抵抗器Ｒ１、Ｒ２は、一
般にダイオードＤ１、Ｄ２の順方向電圧がＭＯＳ−ＦＥ
Ｔの駆動電圧より低いことから、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ
１、Ｑ２がオンできなくなることを防ぐために使用して
いる。
般にダイオードＤ１、Ｄ２の順方向電圧がＭＯＳ−ＦＥ
Ｔの駆動電圧より低いことから、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ
１、Ｑ２がオンできなくなることを防ぐために使用して
いる。
【００２５】また、ＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路１２におい
て、コンデンサＣ１、Ｃ２に並列に接続した定電圧ダイ
オードＺＤ１、ＺＤ２は、コンデンサＣ１、Ｃ２に発生
する直流電圧が逆バイアス電圧となるため、この電圧値
を適当な値とするためのもので、そのツェナー電圧値が
コンデンサＣ１、Ｃ２に発生する逆バイアス電圧値とな
る。
て、コンデンサＣ１、Ｃ２に並列に接続した定電圧ダイ
オードＺＤ１、ＺＤ２は、コンデンサＣ１、Ｃ２に発生
する直流電圧が逆バイアス電圧となるため、この電圧値
を適当な値とするためのもので、そのツェナー電圧値が
コンデンサＣ１、Ｃ２に発生する逆バイアス電圧値とな
る。
【００２６】このＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路１２では、コ
ンデンサＣ１、Ｃ２に発生する直流電圧の値だけＭＯＳ
−ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２のターン・オン時の駆動電圧が低
下するが、パルス発生回路１１の出力電圧値を上げるこ
とによって補うことができる。以上のドライブ回路にお
ける動作関係を図２に示す。
ンデンサＣ１、Ｃ２に発生する直流電圧の値だけＭＯＳ
−ＦＥＴ Ｑ１、Ｑ２のターン・オン時の駆動電圧が低
下するが、パルス発生回路１１の出力電圧値を上げるこ
とによって補うことができる。以上のドライブ回路にお
ける動作関係を図２に示す。
【００２７】次に、パルス発生回路の出力が非対称波形
である場合の動作原理を説明するためのドライブ回路の
回路構成を図３に示す。
である場合の動作原理を説明するためのドライブ回路の
回路構成を図３に示す。
【００２８】この図のパルス発生回路２１の出力電圧は
正負対称波形とはならないため、ダイオードＤ１がなく
てもコンデンサＣ１に直流電圧は発生するが、オン・デ
ューティーに比例して、その発生電圧値が変化してしま
う。そこで、コンデンサＣ１に並列に定電圧ダイオード
ＺＤ１を接続することにより、オン・デューティー比が
大きくなった場合のコンデンサＣ１に発生する直流電圧
値の上昇を防ぎ、ダイオードＤ１と抵抗器Ｒ１の直列回
路を接続することにより、オン・デューティー比が小さ
くなった場合のコンデンサＣ１に発生する直流電圧値の
低下を防いで、常に逆バイアス電圧値が一定となるよう
にしている。
正負対称波形とはならないため、ダイオードＤ１がなく
てもコンデンサＣ１に直流電圧は発生するが、オン・デ
ューティーに比例して、その発生電圧値が変化してしま
う。そこで、コンデンサＣ１に並列に定電圧ダイオード
ＺＤ１を接続することにより、オン・デューティー比が
大きくなった場合のコンデンサＣ１に発生する直流電圧
値の上昇を防ぎ、ダイオードＤ１と抵抗器Ｒ１の直列回
路を接続することにより、オン・デューティー比が小さ
くなった場合のコンデンサＣ１に発生する直流電圧値の
低下を防いで、常に逆バイアス電圧値が一定となるよう
にしている。
【００２９】次に、以上の動作原理に基づくドライブ回
路のＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路の具体的回路構成の一例を
図４に示す。
路のＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路の具体的回路構成の一例を
図４に示す。
【００３０】この図４において、ＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回
路３１の入力段は、上記図１あるいは図２に示したパル
ス発生回路１１、２１に接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ
１に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス印加用のコン
デンサＣ１と、抵抗器Ｒ１とダイオードＤ１により構成
されてコンデンサＣ１に直流電圧を発生させる直列回路
３２と、定電圧ダイオードＺＤ１と抵抗器Ｒ２により構
成されてコンデンサＣ１に発生する直流電圧値を一定に
制御する並列回路３３と、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲー
トに流れる電流を制限する抵抗器Ｒ３と、により構成さ
れている。
路３１の入力段は、上記図１あるいは図２に示したパル
ス発生回路１１、２１に接続され、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ
１に逆バイアス電圧を印加する逆バイアス印加用のコン
デンサＣ１と、抵抗器Ｒ１とダイオードＤ１により構成
されてコンデンサＣ１に直流電圧を発生させる直列回路
３２と、定電圧ダイオードＺＤ１と抵抗器Ｒ２により構
成されてコンデンサＣ１に発生する直流電圧値を一定に
制御する並列回路３３と、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲー
トに流れる電流を制限する抵抗器Ｒ３と、により構成さ
れている。
【００３１】直列回路３２は、入力段に図外のパルス発
生回路からＯＮ信号が入力されてＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１
のターン・ＯＮ時に流れる直流電流Ｉによりコンデンサ
Ｃ１に直流電圧を発生させる。
生回路からＯＮ信号が入力されてＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１
のターン・ＯＮ時に流れる直流電流Ｉによりコンデンサ
Ｃ１に直流電圧を発生させる。
【００３２】並列回路３３は、直列回路３２によりコン
デンサＣ１に発生される直流電圧値の上昇を防いで一定
とし、そのツェナー電圧値を逆バイアス電圧としてＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートに印加させる。この並列回路
３３内の抵抗器Ｒ２は、定電圧ダイオードＺＤ１に流れ
る電流のピークを抑え、電力容量の小さい定電圧ダイオ
ードの使用を可能とするためのものである。
デンサＣ１に発生される直流電圧値の上昇を防いで一定
とし、そのツェナー電圧値を逆バイアス電圧としてＭＯ
Ｓ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートに印加させる。この並列回路
３３内の抵抗器Ｒ２は、定電圧ダイオードＺＤ１に流れ
る電流のピークを抑え、電力容量の小さい定電圧ダイオ
ードの使用を可能とするためのものである。
【００３３】また、抵抗器Ｒ３は、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ
１のゲートに直列抵抗器が内蔵されていない場合や、そ
の値が適当でない場合に使用するものであり、適当な直
列抵抗が内蔵されている場合は不要となる。
１のゲートに直列抵抗器が内蔵されていない場合や、そ
の値が適当でない場合に使用するものであり、適当な直
列抵抗が内蔵されている場合は不要となる。
【００３４】次に、このＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路３１の
動作を説明する。
動作を説明する。
【００３５】図４のＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路３１におい
て、その入力段に図外のパルス発生回路からＯＮ信号が
入力されると、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートがオンさ
れてターン・オンし、直列回路３２に直流電流Ｉが流れ
てコンデンサＣ１に直流電圧が発生する。この発生した
直流電圧は、並列回路３３の定電圧ダイオードＺＤ１の
ツェナー電圧により上昇が制限されて、その一定の直流
電圧による逆バイアス電圧がＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲ
ートに印加される。
て、その入力段に図外のパルス発生回路からＯＮ信号が
入力されると、ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲートがオンさ
れてターン・オンし、直列回路３２に直流電流Ｉが流れ
てコンデンサＣ１に直流電圧が発生する。この発生した
直流電圧は、並列回路３３の定電圧ダイオードＺＤ１の
ツェナー電圧により上昇が制限されて、その一定の直流
電圧による逆バイアス電圧がＭＯＳ−ＦＥＴ Ｑ１のゲ
ートに印加される。
【００３６】この逆バイアス電圧の印加によりＭＯＳ−
ＦＥＴ Ｑ１では、パルス発生回路から入力されるＯＮ
信号がＯＦＦ信号に変化した時、そのターン・オフ時間
を高速にすることができる。
ＦＥＴ Ｑ１では、パルス発生回路から入力されるＯＮ
信号がＯＦＦ信号に変化した時、そのターン・オフ時間
を高速にすることができる。
【００３７】以上のように、本実施例のＭＯＳ−ＦＥＴ
駆動回路３１では、従来のように逆バイアス印加専用電
源を設ける必要がなく、直列回路３２と並列回路３３と
いう部品点数の少ない回路を追加するだけであるため、
ドライブ回路構成を複雑化させることなく、ＭＯＳ−Ｆ
ＥＴ等の電圧駆動型スイッチ素子を高速駆動するドライ
ブ回路を低コストで実現することができる。
駆動回路３１では、従来のように逆バイアス印加専用電
源を設ける必要がなく、直列回路３２と並列回路３３と
いう部品点数の少ない回路を追加するだけであるため、
ドライブ回路構成を複雑化させることなく、ＭＯＳ−Ｆ
ＥＴ等の電圧駆動型スイッチ素子を高速駆動するドライ
ブ回路を低コストで実現することができる。
【００３８】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、大容量の
電圧駆動型スイッチ素子を高速駆動するドライブ回路を
逆バイアス専用電源を設けることなく、僅かな部品の追
加で回路構成を複雑化せずに実現することができる。
電圧駆動型スイッチ素子を高速駆動するドライブ回路を
逆バイアス専用電源を設けることなく、僅かな部品の追
加で回路構成を複雑化せずに実現することができる。
【００３９】請求項２記載の発明によれば、パルス発生
回路から出力されるパルス信号のオン・デューティー比
が変化しても逆バイアス電圧を一定に制御するドライブ
回路を提供することができる。
回路から出力されるパルス信号のオン・デューティー比
が変化しても逆バイアス電圧を一定に制御するドライブ
回路を提供することができる。
【図１】本発明の動作原理を説明するためのドライブ回
路の回路構成を示す図。
路の回路構成を示す図。
【図２】図１のドライブ回路における動作関係を示す信
号のタイミングチャート。
号のタイミングチャート。
【図３】本発明の他の動作原理を説明するためのドライ
ブ回路の回路構成を示す図。
ブ回路の回路構成を示す図。
【図４】図１及び図３の動作原理を説明するためのドラ
イブ回路に基づく具体的回路構成の一例を示す図。
イブ回路に基づく具体的回路構成の一例を示す図。
【図５】従来の電圧駆動型スイッチ素子のドライブ回路
の回路構成を示す図。
の回路構成を示す図。
【図６】図５のドライブ回路の動作関係を示す信号のタ
イミングチャート。
イミングチャート。
【図７】大型ＭＯＳ−ＦＥＴの内部の回路構成を示す
図。
図。
【図８】従来の電圧駆動型スイッチ素子のドライブ回路
のその他の回路構成を示す図。
のその他の回路構成を示す図。
１１、２１ パルス発生回路 １２、２２、３１ ＭＯＳ−ＦＥＴ駆動回路 Ｃ１、Ｃ２ コンデンサ Ｄ１、Ｄ２ ダイオード ＺＤ１、ＺＤ２ 定電圧ダイオード Ｑ１、Ｑ２ ＭＯＳ−ＦＥＴ Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗器
Claims (2)
- 【請求項１】電圧駆動型スイッチ素子のドライブ回路に
おいて、 前記電圧駆動型スイッチ素子のオン時間を設定するパル
ス信号を出力するパルス発生回路と、 前記電圧駆動型スイッチ素子に逆バイアス電圧を印加す
る逆バイアス印加用のコンデンサと、 このコンデンサに並列に接続し、前記逆バイアス電圧値
を設定する定電圧ダイオードにより構成される並列回路
と、 前記パルス発生回路の出力段に前記定電圧ダイオードの
カソードを接続するとともに、前記電圧駆動型スイッチ
素子のゲートに当該定電圧ダイオードのアノードを接続
し、 また、所定の直流電圧を発生させるためのダイオードと
抵抗器により構成される直列回路を前記コンデンサに接
続し、当該ダイオードのアノードを前記電圧駆動型スイ
ッチ素子のゲートに向くように接続し、当該ダイオード
のカソードを電圧駆動型スイッチ素子のソースに接続
し、 前記パルス発生回路からのパルス電圧により前記電圧駆
動型スイッチ素子がオンされた時、前記直列回路に流れ
る直流電流により前記コンデンサに直流電圧を発生させ
るとともに、前記並列回路の定電圧ダイオードにより当
該発生電圧値を一定にして、当該電圧駆動型スイッチ素
子のオフ時に一定の逆バイアス電圧を印加するようにし
たことを特徴とする電圧駆動型スイッチ素子のドライブ
回路。 - 【請求項２】前記パルス発生回路は、前記電圧駆動型ス
イッチ素子のゲートに対して正負対称波形あるいは正負
非対称波形のパルス信号を出力する回路であり、当該パ
ルス信号のオンデューティー比により当該電圧駆動型ス
イッチ素子がオンされた時、前記直列回路に流れる直流
電流が前記コンデンサに流れる電流に加算されることに
より前記逆バイアス電圧を発生させるとともに、当該逆
バイアス電圧値を当該直列回路の前記ダイオード及び前
記並列回路の定電圧ダイオードの動作により一定に制御
することを特徴とする請求項１記載の電圧駆動型スイッ
チ素子のドライブ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285340A JPH08149796A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 電圧駆動型スイッチ素子のドライブ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6285340A JPH08149796A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 電圧駆動型スイッチ素子のドライブ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08149796A true JPH08149796A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17690291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6285340A Pending JPH08149796A (ja) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | 電圧駆動型スイッチ素子のドライブ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08149796A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000232783A (ja) * | 1999-02-10 | 2000-08-22 | Tokin Corp | スイッチング電源及びその主スイッチング素子の駆動制御回路 |
| JP2006191747A (ja) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Torai Eng:Kk | スイッチング回路 |
| US7113412B2 (en) | 2004-03-30 | 2006-09-26 | Tamura Corporation | Drive circuit and power supply apparatus |
| JP2007336694A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | 絶縁ゲート型半導体素子の駆動回路 |
| JP2009022106A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Renesas Technology Corp | Ｄｃ−ｄｃコンバータ、ドライバｉｃ、およびシステムインパッケージ |
| JP2010103262A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | インダクタ駆動回路 |
| WO2011054137A1 (zh) * | 2009-11-05 | 2011-05-12 | 纽福克斯光电科技（上海）有限公司 | 直流-交流电压转换电路 |
| JP2014197922A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 株式会社沖データ | 高圧電源装置及び画像形成装置 |
| JP2017063365A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | ニチコン株式会社 | ゲート駆動回路 |
| US10211828B2 (en) | 2016-09-08 | 2019-02-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Driving device for insulated gate semiconductor element, and driving system for the same element |
| JP2020202517A (ja) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | ナブテスコ株式会社 | スイッチング装置、アクチュエータの駆動回路装置、アクチュエータシステム |
| WO2022180924A1 (ja) * | 2021-02-26 | 2022-09-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スイッチング制御回路およびゲート駆動回路 |
-
1994
- 1994-11-18 JP JP6285340A patent/JPH08149796A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000232783A (ja) * | 1999-02-10 | 2000-08-22 | Tokin Corp | スイッチング電源及びその主スイッチング素子の駆動制御回路 |
| US7113412B2 (en) | 2004-03-30 | 2006-09-26 | Tamura Corporation | Drive circuit and power supply apparatus |
| JP4676765B2 (ja) * | 2005-01-06 | 2011-04-27 | 株式会社トライエンジニアリング | スイッチング回路 |
| JP2006191747A (ja) * | 2005-01-06 | 2006-07-20 | Torai Eng:Kk | スイッチング回路 |
| JP2007336694A (ja) * | 2006-06-15 | 2007-12-27 | Mitsubishi Electric Corp | 絶縁ゲート型半導体素子の駆動回路 |
| JP2009022106A (ja) * | 2007-07-12 | 2009-01-29 | Renesas Technology Corp | Ｄｃ−ｄｃコンバータ、ドライバｉｃ、およびシステムインパッケージ |
| US8018255B2 (en) | 2007-07-12 | 2011-09-13 | Renesas Electronics Corporation | DC-DC converter, driver IC, and system in package |
| JP2010103262A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | インダクタ駆動回路 |
| US8508201B2 (en) | 2008-10-22 | 2013-08-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Inductor driving circuit |
| WO2011054137A1 (zh) * | 2009-11-05 | 2011-05-12 | 纽福克斯光电科技（上海）有限公司 | 直流-交流电压转换电路 |
| JP2014197922A (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-16 | 株式会社沖データ | 高圧電源装置及び画像形成装置 |
| JP2017063365A (ja) * | 2015-09-25 | 2017-03-30 | ニチコン株式会社 | ゲート駆動回路 |
| US10211828B2 (en) | 2016-09-08 | 2019-02-19 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Driving device for insulated gate semiconductor element, and driving system for the same element |
| JP2020202517A (ja) * | 2019-06-12 | 2020-12-17 | ナブテスコ株式会社 | スイッチング装置、アクチュエータの駆動回路装置、アクチュエータシステム |
| WO2022180924A1 (ja) * | 2021-02-26 | 2022-09-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スイッチング制御回路およびゲート駆動回路 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5963066A (en) | Semiconductor device which drives low-voltage driven switching device, using low-voltage direct current power source, a diode and a capacitor | |
| JPH08149796A (ja) | 電圧駆動型スイッチ素子のドライブ回路 | |
| US8258823B2 (en) | Method of and driver circuit for operating a semiconductor power switch | |
| US7400519B2 (en) | Switching power supply | |
| US20020175719A1 (en) | Transistor drive circuits and methods using selective discharge of terminal capacitance | |
| US20200235723A1 (en) | Power device driving apparatus | |
| EP0177148A2 (en) | Power supplies using mosfet devices | |
| JP4319336B2 (ja) | Ｍｏｓスイッチング回路 | |
| JP2003018821A (ja) | ゲート駆動回路 | |
| JP4581231B2 (ja) | 電圧駆動型半導体素子のゲート駆動回路 | |
| JP2882472B2 (ja) | パワー絶縁ゲート形ｆｅｔを用いた電源回路 | |
| JPH08149826A (ja) | 電力変換装置 | |
| JPH069589Y2 (ja) | Ｍｏｓ−ｆｅｔ駆動回路 | |
| JP2758477B2 (ja) | 携帯形情報機器 | |
| JPH054347Y2 (ja) | ||
| JP3333504B2 (ja) | 共振型電力変換回路の駆動手段、共振型電力変換回路の駆動制御手段、及び、共振型電力変換回路 | |
| JP3246242B2 (ja) | ゲートターンオフサイリスタのゲート駆動装置 | |
| JP2001268944A (ja) | ハーフブリッジ形インバータ回路 | |
| JPH01194606A (ja) | Ｍｏｓｆｅｔのドライブ回路 | |
| JPH0318118A (ja) | Ｍｏｓｆｅｔのドライブ回路 | |
| JP2022135911A (ja) | バイポーラパルス電圧ゲートドライバ | |
| JP2818598B2 (ja) | インバータ回路 | |
| JPS6227027Y2 (ja) | ||
| JP2560365Y2 (ja) | ブリッジ接続ｍｏｓｆｅｔ負荷電力制御回路 | |
| JP3508097B2 (ja) | Ｄｃ／ｄｃコンバータ |