JPH0833315A - 負荷駆動装置 - Google Patents
負荷駆動装置Info
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- JPH0833315A JPH0833315A JP6156323A JP15632394A JPH0833315A JP H0833315 A JPH0833315 A JP H0833315A JP 6156323 A JP6156323 A JP 6156323A JP 15632394 A JP15632394 A JP 15632394A JP H0833315 A JPH0833315 A JP H0833315A
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- gate
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
- H03K17/689—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
- H03K17/691—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
- H03K17/785—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled controlling field-effect transistor switches
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- H—ELECTRICITY
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- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- Power Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 スイッチング素子を使用して負荷を駆動する
装置において、ゲート駆動用電源を光電素子を用いて制
御用電源から作成し、ゲート駆動用電源回路を小形に構
成する。 【構成】 制御用電源回路21の出力をゲート駆動用電
源回路36aの入力端子に印加して内部の発光ダイオー
ド37aにより光エネルギーに変換し、それをフォトダ
イオードアレイ38aで受光することにより再度電気エ
ネルギーに変換して出力し、それをゲート駆動用電源と
してゲート駆動回路20aの電源入力端子に印加する。
前記ゲート駆動回路20aは、マイクロコンピュ−タ1
9より与えられるPWM信号に応じてゲート駆動用電源
をゲート直列抵抗34aを介してIGBT6のゲートに
印加することによりスイッチング動作を行い、負荷たる
交流電動機18を駆動する。
装置において、ゲート駆動用電源を光電素子を用いて制
御用電源から作成し、ゲート駆動用電源回路を小形に構
成する。 【構成】 制御用電源回路21の出力をゲート駆動用電
源回路36aの入力端子に印加して内部の発光ダイオー
ド37aにより光エネルギーに変換し、それをフォトダ
イオードアレイ38aで受光することにより再度電気エ
ネルギーに変換して出力し、それをゲート駆動用電源と
してゲート駆動回路20aの電源入力端子に印加する。
前記ゲート駆動回路20aは、マイクロコンピュ−タ1
9より与えられるPWM信号に応じてゲート駆動用電源
をゲート直列抵抗34aを介してIGBT6のゲートに
印加することによりスイッチング動作を行い、負荷たる
交流電動機18を駆動する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスイッチング素子にゲー
ト信号を与えて負荷を通断電制御する負荷駆動装置に関
する。
ト信号を与えて負荷を通断電制御する負荷駆動装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】この様な負荷駆動装置として例えばイン
バータ装置がある。図5にインバータ装置により負荷と
して交流電動機を駆動する従来例を示す。インバータ装
置の直流電源回路部1は、交流電源2の両端子が全波整
流回路3の交流入力端子に接続され、全波整流回路3の
正及び負直流出力端子間には平滑用コンデンサ4が接続
されて構成されている。
バータ装置がある。図5にインバータ装置により負荷と
して交流電動機を駆動する従来例を示す。インバータ装
置の直流電源回路部1は、交流電源2の両端子が全波整
流回路3の交流入力端子に接続され、全波整流回路3の
正及び負直流出力端子間には平滑用コンデンサ4が接続
されて構成されている。
【0003】インバータ装置のインバータ主回路5は、
スイッチング素子として例えば6個のIGBT6乃至1
1を3相ブリッジ接続して構成されており、その入力端
子5a及び5bは主回路電源を得るため全波整流回路3
の正及び負直流出力端子に接続され、出力端子5U,5
V及び5Wは負荷たる交流電動機18のU,V及びW相
の入力端子に接続されている。尚、インバータ主回路5
の各IGBT6乃至11のコレクタ端子、エミッタ端子
間にはフライホイールダイオード12乃至17がそれぞ
れ接続されている。
スイッチング素子として例えば6個のIGBT6乃至1
1を3相ブリッジ接続して構成されており、その入力端
子5a及び5bは主回路電源を得るため全波整流回路3
の正及び負直流出力端子に接続され、出力端子5U,5
V及び5Wは負荷たる交流電動機18のU,V及びW相
の入力端子に接続されている。尚、インバータ主回路5
の各IGBT6乃至11のコレクタ端子、エミッタ端子
間にはフライホイールダイオード12乃至17がそれぞ
れ接続されている。
【0004】制御手段としてのマイクロコンピュータ1
9は、図示しない速度指定手段により指定された速度に
応じて出力される速度制御信号によって、交流電動機1
8を駆動すべくタイミング信号を出力するものであり、
その複数の出力ポートはゲート駆動部20の複数の入力
端子に接続されている。そして、このゲート駆動部20
は、その複数の出力端子がインバータ主回路5のIGB
T6乃至11の各ゲート、エミッタに接続されていて、
マイクロコンピュータ19からのタイミング信号に基づ
いて各IGBT6乃至11にゲート信号を与えるように
なっている。
9は、図示しない速度指定手段により指定された速度に
応じて出力される速度制御信号によって、交流電動機1
8を駆動すべくタイミング信号を出力するものであり、
その複数の出力ポートはゲート駆動部20の複数の入力
端子に接続されている。そして、このゲート駆動部20
は、その複数の出力端子がインバータ主回路5のIGB
T6乃至11の各ゲート、エミッタに接続されていて、
マイクロコンピュータ19からのタイミング信号に基づ
いて各IGBT6乃至11にゲート信号を与えるように
なっている。
【0005】制御用電源回路21は前記交流電源2から
図示しない降圧トランス及び整流回路より制御用電源を
作成し、マイクロコンピュータ19に対して供給するも
のである。前記ゲート駆動部20にゲート駆動用電源を
供給するゲート駆動用電源回路22の入力端子は、前記
直流電源回路部1の平滑用コンデンサ4の両端に接続さ
れている。
図示しない降圧トランス及び整流回路より制御用電源を
作成し、マイクロコンピュータ19に対して供給するも
のである。前記ゲート駆動部20にゲート駆動用電源を
供給するゲート駆動用電源回路22の入力端子は、前記
直流電源回路部1の平滑用コンデンサ4の両端に接続さ
れている。
【0006】さて、図6はゲート駆動部20の詳細な構
成を示す。ゲート駆動部20は、正極側U,V,W相及
び負極側U,V,W相の6個のIGBT6乃至11に対
応した6個のゲート駆動回路より構成されるが、図6で
は正極側の3個のゲート駆動回路20a,20b,20
cのみ示してある。以下の説明では正極側U相に対応す
るゲート駆動回路20aの部分について述べるが、他の
ゲート駆動回路20b,20c及び負極側の3個のゲー
ト駆動回路もゲート駆動回路20aと同様の構成であ
る。
成を示す。ゲート駆動部20は、正極側U,V,W相及
び負極側U,V,W相の6個のIGBT6乃至11に対
応した6個のゲート駆動回路より構成されるが、図6で
は正極側の3個のゲート駆動回路20a,20b,20
cのみ示してある。以下の説明では正極側U相に対応す
るゲート駆動回路20aの部分について述べるが、他の
ゲート駆動回路20b,20c及び負極側の3個のゲー
ト駆動回路もゲート駆動回路20aと同様の構成であ
る。
【0007】ゲート駆動用電源回路22は、DC/DC
スイッチングレギュレータ23,絶縁トランス24,整
流器25a,26a及び平滑用コンデンサ27a,28
aより構成される。絶縁トランス24の一次側巻線を構
成の一部とするDC/DCスイッチングレギュレータ2
3の入力端子は、前記直流電源回路部1の平滑用コンデ
ンサ4の両端に接続されており、絶縁トランス24の2
次側巻線は、整流器25a,26aを介してゲート駆動
回路20aの電源入力端子に接続される。また、絶縁ト
ランス24の2次側巻線の両端と中点端子との間には平
滑用コンデンサ27a,28aが接続されており、更に
中点端子には前記IGBT6のエミッタ端子が接続され
ている。
スイッチングレギュレータ23,絶縁トランス24,整
流器25a,26a及び平滑用コンデンサ27a,28
aより構成される。絶縁トランス24の一次側巻線を構
成の一部とするDC/DCスイッチングレギュレータ2
3の入力端子は、前記直流電源回路部1の平滑用コンデ
ンサ4の両端に接続されており、絶縁トランス24の2
次側巻線は、整流器25a,26aを介してゲート駆動
回路20aの電源入力端子に接続される。また、絶縁ト
ランス24の2次側巻線の両端と中点端子との間には平
滑用コンデンサ27a,28aが接続されており、更に
中点端子には前記IGBT6のエミッタ端子が接続され
ている。
【0008】ゲート駆動回路20aは、前記マイクロコ
ンピュータ19の出力ポートに入力端子を接続された発
光ダイオード29a及びこの発光ダイオード29aの発
光を検出する受光回路30aからなるフォトカプラ31
aと、前記受光回路30aにベース端子が接続された出
力段トランジスタ32a,33aにより構成される。そ
して、出力段トランジスタ32a,33aのエミッタ端
子は共通にゲート駆動回路20aの出力端子に接続さ
れ、その出力端子はゲート直列抵抗34aを介してIG
BT6のゲート端子に接続されている。ゲート駆動回路
20aの電源入力端子は、出力段トランジスタの32
a,33aのコレクタ端子に接続され、また受光回路3
0aにも接続されている。
ンピュータ19の出力ポートに入力端子を接続された発
光ダイオード29a及びこの発光ダイオード29aの発
光を検出する受光回路30aからなるフォトカプラ31
aと、前記受光回路30aにベース端子が接続された出
力段トランジスタ32a,33aにより構成される。そ
して、出力段トランジスタ32a,33aのエミッタ端
子は共通にゲート駆動回路20aの出力端子に接続さ
れ、その出力端子はゲート直列抵抗34aを介してIG
BT6のゲート端子に接続されている。ゲート駆動回路
20aの電源入力端子は、出力段トランジスタの32
a,33aのコレクタ端子に接続され、また受光回路3
0aにも接続されている。
【0009】上記の構成において、ゲート駆動用電源回
路22のDC/DCスイッチングレギュレータ23に前
記直流電源回路部1の直流電圧が印加されると、これは
DC/DCスィッチングレギュレータ23のスィッチン
グ動作によって交流電圧に変換され、絶縁トランス24
の2次側巻線に降圧された交流電圧が誘起される。この
2次巻線に誘起された交流電圧は、整流器25a,26
aを介して整流され、平滑用コンデンサ27a,28a
により平滑されて直流電圧となり、ゲート駆動用電源と
してゲート駆動回路20aの電源入力端子に印加され
る。
路22のDC/DCスイッチングレギュレータ23に前
記直流電源回路部1の直流電圧が印加されると、これは
DC/DCスィッチングレギュレータ23のスィッチン
グ動作によって交流電圧に変換され、絶縁トランス24
の2次側巻線に降圧された交流電圧が誘起される。この
2次巻線に誘起された交流電圧は、整流器25a,26
aを介して整流され、平滑用コンデンサ27a,28a
により平滑されて直流電圧となり、ゲート駆動用電源と
してゲート駆動回路20aの電源入力端子に印加され
る。
【0010】そして、速度制御信号を受けて前記マイク
ロコンピュータ19の図示しない出力ポートより出力さ
れたPWM信号がゲート駆動回路20aの入力端子に入
力されると、内部の発光ダイオード29aがそれに応じ
て発光し、その発光は受光回路30aにより検出され
る。受光回路30aが発光を検出すると、その光エネル
ギーは電気エネルギーに変換され且つ増幅されて、出力
段トランジスタ32a,33aのベース端子に印加され
る。それによって、両出力段トランジスタ32a,33
aのベース端子の電位がハイレベルになると、出力段ト
ランジスタ32aはオンに及び出力段トランジスタ33
aはオフになり、ゲート駆動用電源は前記IGBT6の
ゲート端子とエミッタ端子間にゲート直列抵抗34aを
介して順バイアス電圧として印加され、IGBT6はオ
ンされる。また、受光回路30aが発光を検出しなくな
ると、出力段トランジスタの32a,33aのベース端
子の電位はローレベルになるので、出力段トランジスタ
32aはオフに及び出力段トランジスタ33aはオンに
なり、ゲート駆動用電源はIGBT6のゲート端子とエ
ミッタ端子間にゲート直列抵抗34aを介して逆バイア
ス電圧として印加され、IGBT6はオフされる。
ロコンピュータ19の図示しない出力ポートより出力さ
れたPWM信号がゲート駆動回路20aの入力端子に入
力されると、内部の発光ダイオード29aがそれに応じ
て発光し、その発光は受光回路30aにより検出され
る。受光回路30aが発光を検出すると、その光エネル
ギーは電気エネルギーに変換され且つ増幅されて、出力
段トランジスタ32a,33aのベース端子に印加され
る。それによって、両出力段トランジスタ32a,33
aのベース端子の電位がハイレベルになると、出力段ト
ランジスタ32aはオンに及び出力段トランジスタ33
aはオフになり、ゲート駆動用電源は前記IGBT6の
ゲート端子とエミッタ端子間にゲート直列抵抗34aを
介して順バイアス電圧として印加され、IGBT6はオ
ンされる。また、受光回路30aが発光を検出しなくな
ると、出力段トランジスタの32a,33aのベース端
子の電位はローレベルになるので、出力段トランジスタ
32aはオフに及び出力段トランジスタ33aはオンに
なり、ゲート駆動用電源はIGBT6のゲート端子とエ
ミッタ端子間にゲート直列抵抗34aを介して逆バイア
ス電圧として印加され、IGBT6はオフされる。
【0011】以上のような構成によるゲート駆動回路2
0a乃至20fからなるゲート駆動部20が、インバー
タ主回路5をスイッチング制御することにより従来の負
荷駆動装置たるインバータ装置は交流電動機18の通断
電制御を行っていた。
0a乃至20fからなるゲート駆動部20が、インバー
タ主回路5をスイッチング制御することにより従来の負
荷駆動装置たるインバータ装置は交流電動機18の通断
電制御を行っていた。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な従来
の構成では、ゲート駆動用電源の中点は比較的高電位の
主回路電位であるIGBT6のエミッタ端子に接続され
ている。従って、前記ゲート駆動用電源をマイクロコン
ピュータ19に電源を供給している制御用電源から直接
作成することは、IGBT6の故障等による短絡発生時
における回路破壊の危険や、また、通常運転時にインバ
ータ主回路5が発生するノイズがマイクロコンピュータ
19等の制御手段部に悪影響を及すことが予想されるた
め望ましくない。また、前記ゲート駆動用電源の中点
は、各々異なった主回路電位に接続されているため、各
ゲート駆動用電源間も各々絶縁する必要がある。
の構成では、ゲート駆動用電源の中点は比較的高電位の
主回路電位であるIGBT6のエミッタ端子に接続され
ている。従って、前記ゲート駆動用電源をマイクロコン
ピュータ19に電源を供給している制御用電源から直接
作成することは、IGBT6の故障等による短絡発生時
における回路破壊の危険や、また、通常運転時にインバ
ータ主回路5が発生するノイズがマイクロコンピュータ
19等の制御手段部に悪影響を及すことが予想されるた
め望ましくない。また、前記ゲート駆動用電源の中点
は、各々異なった主回路電位に接続されているため、各
ゲート駆動用電源間も各々絶縁する必要がある。
【0013】以上より、従来では、各ゲート駆動用電源
間が各々絶縁でき、かつ簡単に低コストにゲート駆動用
電源を作成することができるDC/DCスイッチングレ
ギュレータ23と絶縁トランス24による方法が採られ
ていたのであるが、このように、DC/DCスイッチン
グレギュレータ23と絶縁トランス24を設けること
は、ゲート駆動用電源回路22の大形化を招く不具合が
あった。
間が各々絶縁でき、かつ簡単に低コストにゲート駆動用
電源を作成することができるDC/DCスイッチングレ
ギュレータ23と絶縁トランス24による方法が採られ
ていたのであるが、このように、DC/DCスイッチン
グレギュレータ23と絶縁トランス24を設けること
は、ゲート駆動用電源回路22の大形化を招く不具合が
あった。
【0014】本発明は上記の問題を解決するもので、そ
の目的は、スイッチング素子にゲート信号を与えるゲー
ト駆動回路に電源を供給するゲート駆動用電源回路の小
形化を図ることができる負荷駆動装置を提供するもので
ある。
の目的は、スイッチング素子にゲート信号を与えるゲー
ト駆動回路に電源を供給するゲート駆動用電源回路の小
形化を図ることができる負荷駆動装置を提供するもので
ある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の負荷駆動装置は、負荷を通断電する
ためのスイッチング素子と、このスイッチング素子にゲ
ート信号を与えるゲート駆動回路と、制御用電源の電気
エネルギーを光エネルギーに変換した後、再度電気エネ
ルギーに変換して前記ゲート駆動回路に駆動用電源を供
給するゲート駆動用電源回路とを具備したものである。
に、請求項1記載の負荷駆動装置は、負荷を通断電する
ためのスイッチング素子と、このスイッチング素子にゲ
ート信号を与えるゲート駆動回路と、制御用電源の電気
エネルギーを光エネルギーに変換した後、再度電気エネ
ルギーに変換して前記ゲート駆動回路に駆動用電源を供
給するゲート駆動用電源回路とを具備したものである。
【0016】この場合、前記ゲート駆動回路と前記ゲー
ト駆動用電源供給回路とを同一の基板に一体に構成して
もよい(請求項2)。また、前記ゲート駆動回路に制御
手段からのPWM信号を受けるフォトカプラを具備して
もよい(請求項3)。更に、前記基板にスイッチング素
子を一体に構成してもよい(請求項4)。
ト駆動用電源供給回路とを同一の基板に一体に構成して
もよい(請求項2)。また、前記ゲート駆動回路に制御
手段からのPWM信号を受けるフォトカプラを具備して
もよい(請求項3)。更に、前記基板にスイッチング素
子を一体に構成してもよい(請求項4)。
【0017】
【作用】請求項1記載の負荷駆動装置では、制御用電源
の電気エネルギーを光エネルギーに変換した後、再度電
気エネルギーに変換してゲート駆動回路に駆動用電源を
供給するようにゲート駆動用電源回路を構成したので、
制御用電源から簡単にゲート駆動用電源を作成できるよ
うになり、従って、DC/DCスイッチングレギュレー
タ及び絶縁トランス等を使用せずとも電気的絶縁が可能
となって、ゲート駆動用電源回路を小形化でき、更に、
部品点数の削減も図り得る。
の電気エネルギーを光エネルギーに変換した後、再度電
気エネルギーに変換してゲート駆動回路に駆動用電源を
供給するようにゲート駆動用電源回路を構成したので、
制御用電源から簡単にゲート駆動用電源を作成できるよ
うになり、従って、DC/DCスイッチングレギュレー
タ及び絶縁トランス等を使用せずとも電気的絶縁が可能
となって、ゲート駆動用電源回路を小形化でき、更に、
部品点数の削減も図り得る。
【0018】請求項2記載の負荷駆動装置では、ゲート
駆動回路とゲート駆動用電源回路を同一の基板に一体に
構成したので、請求項1に比し一体化された回路素子数
を削減できる。
駆動回路とゲート駆動用電源回路を同一の基板に一体に
構成したので、請求項1に比し一体化された回路素子数
を削減できる。
【0019】請求項3記載の負荷駆動装置では、前記基
板のゲート駆動回路に制御手段からのPWM信号を受け
るフォトカプラを具備する構成としたので、スイッチン
グ素子の駆動制御をPWM信号によって行う場合の回路
構成も単純化できる。請求項4記載の負荷駆動装置で
は、前記基板にスイッチング素子も一体に構成したの
で、一体化された回路素子数を更に削減できる。
板のゲート駆動回路に制御手段からのPWM信号を受け
るフォトカプラを具備する構成としたので、スイッチン
グ素子の駆動制御をPWM信号によって行う場合の回路
構成も単純化できる。請求項4記載の負荷駆動装置で
は、前記基板にスイッチング素子も一体に構成したの
で、一体化された回路素子数を更に削減できる。
【0020】
【実施例】以下、本発明をインバータ装置に適用した第
1実施例について、図1及び図2を参照して説明する。
図1及び図2については従来例の図5及び図6と同一部
分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分
のみ説明する。
1実施例について、図1及び図2を参照して説明する。
図1及び図2については従来例の図5及び図6と同一部
分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分
のみ説明する。
【0021】図2におけるゲート駆動部35は、図1に
示すように、正極側のIGBT6,7及び8に対応する
ゲート制御回路35a,35b及び35cと、負極側の
IGBT9,10及び11に対応するゲート制御回路3
5d,35e及び35fとから構成されている。
示すように、正極側のIGBT6,7及び8に対応する
ゲート制御回路35a,35b及び35cと、負極側の
IGBT9,10及び11に対応するゲート制御回路3
5d,35e及び35fとから構成されている。
【0022】以下、図1に従って、ゲート制御回路35
aの構成を代表して説明するが、他のゲート制御回路3
5b乃至35fもゲート制御回路35aと同構成であ
る。ゲート駆動用電源回路36aは、入力側に発光ダイ
オード37aを、出力側に発光ダイオード37aの発光
量に応じてゲート駆動用電源として必要な電位を確保で
きるように適当な数のフォトダイオードを直列に接続し
たフォトダイオードアレイ38aを備えている。このフ
ォトダイオードアレイ38aの両端は出力端子に接続さ
れ、また、フォトダイオードアレイ38aの中点が中点
出力端子に接続されている。ゲート駆動用電源回路36
aにおいて、その入力端子には前記制御用電源回路21
の出力端子が接続され、また、出力端子にはゲート駆動
回路20aの電源入力端子が接続され、中点出力端子に
は前記IGBT6のエミッタ端子が接続されている。そ
して、ゲート駆動用電源回路36aの中点出力端子と正
負の出力端子との間には、出力電圧の平滑用コンデンサ
27a,28aが接続されている。
aの構成を代表して説明するが、他のゲート制御回路3
5b乃至35fもゲート制御回路35aと同構成であ
る。ゲート駆動用電源回路36aは、入力側に発光ダイ
オード37aを、出力側に発光ダイオード37aの発光
量に応じてゲート駆動用電源として必要な電位を確保で
きるように適当な数のフォトダイオードを直列に接続し
たフォトダイオードアレイ38aを備えている。このフ
ォトダイオードアレイ38aの両端は出力端子に接続さ
れ、また、フォトダイオードアレイ38aの中点が中点
出力端子に接続されている。ゲート駆動用電源回路36
aにおいて、その入力端子には前記制御用電源回路21
の出力端子が接続され、また、出力端子にはゲート駆動
回路20aの電源入力端子が接続され、中点出力端子に
は前記IGBT6のエミッタ端子が接続されている。そ
して、ゲート駆動用電源回路36aの中点出力端子と正
負の出力端子との間には、出力電圧の平滑用コンデンサ
27a,28aが接続されている。
【0023】この場合、ゲート駆動用電源回路36a
は、同一の基板に構成部品たる発光ダイオード37a及
びフォトダイオードアレイ38aを一体に構成して一つ
の回路素子としたものであり、また、ゲート駆動回路2
0aも、同一の基板に構成部品たるフォトカプラ31
a,出力トランジスタ32a及び33aを一体に構成し
て一つの回路素子としたものである。
は、同一の基板に構成部品たる発光ダイオード37a及
びフォトダイオードアレイ38aを一体に構成して一つ
の回路素子としたものであり、また、ゲート駆動回路2
0aも、同一の基板に構成部品たるフォトカプラ31
a,出力トランジスタ32a及び33aを一体に構成し
て一つの回路素子としたものである。
【0024】尚、図2において、IGBT9に対応する
ゲート制御回路35dについては、ゲート制御回路35
aと同一部分にはその符号に添字aの代わりに添字dを
付して示す。
ゲート制御回路35dについては、ゲート制御回路35
aと同一部分にはその符号に添字aの代わりに添字dを
付して示す。
【0025】次に、本実施例の作用について説明する。
制御用電源回路21より出力された電気エネルギーがゲ
ート駆動用電源回路36aの入力端子に供給されると、
その電気エネルギーは発光ダイオード37aに供給さ
れ、その電気エネルギーは光エネルギーに変換される。
この変換された光エネルギーはフォトダイオードアレイ
38aに供給され、電気エネルギーに再度変換される。
フォトダイオードアレイ38aにより再変換された電気
エネルギーは、ゲート駆動用電源回路36aの出力端子
の正負極間に接続された前記平滑用コンデンサ27a,
28aにより平滑されてゲート駆動用電源となる。
制御用電源回路21より出力された電気エネルギーがゲ
ート駆動用電源回路36aの入力端子に供給されると、
その電気エネルギーは発光ダイオード37aに供給さ
れ、その電気エネルギーは光エネルギーに変換される。
この変換された光エネルギーはフォトダイオードアレイ
38aに供給され、電気エネルギーに再度変換される。
フォトダイオードアレイ38aにより再変換された電気
エネルギーは、ゲート駆動用電源回路36aの出力端子
の正負極間に接続された前記平滑用コンデンサ27a,
28aにより平滑されてゲート駆動用電源となる。
【0026】ゲート制御回路35aのゲート駆動回路2
0aの動作は従来と同様であり、また、他のゲート制御
回路35b乃至35fの動作もゲート制御回路35aと
同様である。
0aの動作は従来と同様であり、また、他のゲート制御
回路35b乃至35fの動作もゲート制御回路35aと
同様である。
【0027】このように、本実施例によれば、電気エネ
ルギーを光エネルギーに変換した後再度電気エネルギー
に変換する光電素子(例えば発光ダイオード37a,3
7d及びフォトダイオードアレイ38a,38d)を用
いてゲート駆動用電源を作成するゲート駆動用電源回路
(例えば36a,36d)を構成するようにしたので、
ゲート駆動用電源と制御用電源は絶縁され、かつ、各々
異なる主回路電位に接続されているゲート駆動用電源間
も絶縁されるので、従来これらの絶縁及びゲート駆動用
電源作成のために必要とされたDC/DCスイッチング
レギュレータ23及び絶縁トランス24は不要となり、
従って、ゲート駆動用電源回路の小形化、即ちゲート駆
動部35の小形化を図ることができると共に、従来に比
し、部品点数の削減を図り得て、信頼性の向上が可能と
なる。
ルギーを光エネルギーに変換した後再度電気エネルギー
に変換する光電素子(例えば発光ダイオード37a,3
7d及びフォトダイオードアレイ38a,38d)を用
いてゲート駆動用電源を作成するゲート駆動用電源回路
(例えば36a,36d)を構成するようにしたので、
ゲート駆動用電源と制御用電源は絶縁され、かつ、各々
異なる主回路電位に接続されているゲート駆動用電源間
も絶縁されるので、従来これらの絶縁及びゲート駆動用
電源作成のために必要とされたDC/DCスイッチング
レギュレータ23及び絶縁トランス24は不要となり、
従って、ゲート駆動用電源回路の小形化、即ちゲート駆
動部35の小形化を図ることができると共に、従来に比
し、部品点数の削減を図り得て、信頼性の向上が可能と
なる。
【0028】図3は本発明の第2の実施例を示すもので
あり、図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、以下異なる部分のみ説明する。この実施例において
は、ゲート制御回路35aについて代表して述べる。即
ち、ゲート制御回路35aにおいて、ゲート駆動用電源
回路36aとゲート駆動回路20aとは同一の基板に一
体に構成されて一つの回路素子39aと成されたもので
ある。回路素子39aには外部端子として制御用電源入
力端子、フォトダイオードアレイ38aの両端を接続し
たゲート駆動用電源出力端子、フォトダイオードアレイ
38aの中点を接続した2個の中点出力端子、出力段ト
ランジスタ32a及び33aの各コレクタ端子、出力段
トランジスタ32a及び33aの共通エミッタ端子であ
る出力端子、PWM信号入力端子が設けられている。
あり、図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、以下異なる部分のみ説明する。この実施例において
は、ゲート制御回路35aについて代表して述べる。即
ち、ゲート制御回路35aにおいて、ゲート駆動用電源
回路36aとゲート駆動回路20aとは同一の基板に一
体に構成されて一つの回路素子39aと成されたもので
ある。回路素子39aには外部端子として制御用電源入
力端子、フォトダイオードアレイ38aの両端を接続し
たゲート駆動用電源出力端子、フォトダイオードアレイ
38aの中点を接続した2個の中点出力端子、出力段ト
ランジスタ32a及び33aの各コレクタ端子、出力段
トランジスタ32a及び33aの共通エミッタ端子であ
る出力端子、PWM信号入力端子が設けられている。
【0029】制御用電源は回路素子39aの制御用電源
入力端子に接続されている。平滑用コンデンサ27aは
一端をゲート駆動用電源出力端子の正極側及び出力段ト
ランジスタ32aのコレクタ端子に接続され、他端は中
点出力端子の一つに接続されており、回路素子39aに
外付されている。また、平滑用コンデンサ28aは一端
をゲート駆動用電源出力端子の負極側及び出力段トラン
ジスタ33aのコレクタ端子に接続され、他端は中点出
力端子の別の一つに接続されており、回路素子39aに
外付されている。また、マイクロコンピュータ19の出
力ポートは回路素子39aのPWM信号入力端子に接続
されており、IGBT6のゲート端子はゲート直列抵抗
34aを介して回路素子39aの出力端子に接続されて
いる。上記のように構成された本実施例では、電気的動
作としては第1の実施例と同様であるが、ゲート駆動用
電源回路(例えば36a)とゲート駆動回路(例えば2
0a)の主要な部分を一つの回路素子(例えば39a)
として構成したので、更にゲート駆動部35の小形化を
図り得、また、第1の実施例に比し、回路素子数の削減
が可能となる。
入力端子に接続されている。平滑用コンデンサ27aは
一端をゲート駆動用電源出力端子の正極側及び出力段ト
ランジスタ32aのコレクタ端子に接続され、他端は中
点出力端子の一つに接続されており、回路素子39aに
外付されている。また、平滑用コンデンサ28aは一端
をゲート駆動用電源出力端子の負極側及び出力段トラン
ジスタ33aのコレクタ端子に接続され、他端は中点出
力端子の別の一つに接続されており、回路素子39aに
外付されている。また、マイクロコンピュータ19の出
力ポートは回路素子39aのPWM信号入力端子に接続
されており、IGBT6のゲート端子はゲート直列抵抗
34aを介して回路素子39aの出力端子に接続されて
いる。上記のように構成された本実施例では、電気的動
作としては第1の実施例と同様であるが、ゲート駆動用
電源回路(例えば36a)とゲート駆動回路(例えば2
0a)の主要な部分を一つの回路素子(例えば39a)
として構成したので、更にゲート駆動部35の小形化を
図り得、また、第1の実施例に比し、回路素子数の削減
が可能となる。
【0030】図4は本発明の第3の実施例を示すもので
あり、図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、以下異なる部分のみ説明する。本実施例では、ゲー
ト回路素子40aについて代表して述べる。即ち、ゲー
ト回路素子40aの基板において、ゲート駆動用電源回
路36aとゲート駆動回路20a,平滑用コンデンサ2
7a,28a,及びゲート直列抵抗34aとIGBT6
とは全て一体に構成されている。そして、ゲート回路素
子40aには、外部端子として制御用電源入力端子、P
WM信号入力端子、また、IGBT6のコレクタ端子及
びエミッタ端子が設けられている。
あり、図1と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、以下異なる部分のみ説明する。本実施例では、ゲー
ト回路素子40aについて代表して述べる。即ち、ゲー
ト回路素子40aの基板において、ゲート駆動用電源回
路36aとゲート駆動回路20a,平滑用コンデンサ2
7a,28a,及びゲート直列抵抗34aとIGBT6
とは全て一体に構成されている。そして、ゲート回路素
子40aには、外部端子として制御用電源入力端子、P
WM信号入力端子、また、IGBT6のコレクタ端子及
びエミッタ端子が設けられている。
【0031】制御用電源はゲート回路素子40aの制御
用電源入力端子に接続されている。また、マイクロコン
ピュータ19の出力ポートはゲート回路素子40aのP
WM信号入力端子に接続されている。主回路電源の正極
がIGBT6のコレクタ端子に、また、IGBT6のエ
ミッタ端子は交流電動機18のU相入力に接続されてい
る。
用電源入力端子に接続されている。また、マイクロコン
ピュータ19の出力ポートはゲート回路素子40aのP
WM信号入力端子に接続されている。主回路電源の正極
がIGBT6のコレクタ端子に、また、IGBT6のエ
ミッタ端子は交流電動機18のU相入力に接続されてい
る。
【0032】上記のように構成された本実施例では、電
気的動作としては第1及び第2の実施例と同様である
が、ゲート駆動用電源回路(例えば36a)と平滑用コ
ンデンサ(例えば27a,28a)、及びゲート駆動回
路(例えば20a)とゲート直列抵抗(例えば34
a)、加えてスイッチング素子(例えば6)とを全て一
つの回路素子(例えば40a)として構成したので、6
個のゲート回路素子40a乃至40fによってインバー
タ主回路5及びゲート駆動部35を一体としたインバー
タ装置を構成でき、インバ−タ装置全体の小形化を図り
得、また、第2の実施例に比し、更に回路素子数の削減
が可能となる。
気的動作としては第1及び第2の実施例と同様である
が、ゲート駆動用電源回路(例えば36a)と平滑用コ
ンデンサ(例えば27a,28a)、及びゲート駆動回
路(例えば20a)とゲート直列抵抗(例えば34
a)、加えてスイッチング素子(例えば6)とを全て一
つの回路素子(例えば40a)として構成したので、6
個のゲート回路素子40a乃至40fによってインバー
タ主回路5及びゲート駆動部35を一体としたインバー
タ装置を構成でき、インバ−タ装置全体の小形化を図り
得、また、第2の実施例に比し、更に回路素子数の削減
が可能となる。
【0033】尚、上記第1,第2,及び第3の実施例で
は、交流電動機の制御を行うのに、インバータ主回路及
びマイクロコンピュータからのPWM信号をフォトカプ
ラで受けてインバータ主回路をオン,オフさせるゲート
駆動回路を設けるように構成したが、本発明はこれに限
らず、例えば、負荷を単にオン,オフ制御する場合に
は、適当なタイミングでIGBTのゲート端子にオン,
オフ信号を与える何等かのスイッチング手段を備えたゲ
ート駆動回路を設ければ良い。
は、交流電動機の制御を行うのに、インバータ主回路及
びマイクロコンピュータからのPWM信号をフォトカプ
ラで受けてインバータ主回路をオン,オフさせるゲート
駆動回路を設けるように構成したが、本発明はこれに限
らず、例えば、負荷を単にオン,オフ制御する場合に
は、適当なタイミングでIGBTのゲート端子にオン,
オフ信号を与える何等かのスイッチング手段を備えたゲ
ート駆動回路を設ければ良い。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1記載の負荷駆動装置によれば、制御用電源の電気エネ
ルギーを光エネルギーに変換した後、再度電気エネルギ
ーに変換して前記ゲート駆動回路に駆動用電源を供給す
るようにゲート駆動用電源回路を構成したので、制御用
電源から簡単にゲート駆動用電源を作成できるようにな
り、従って、DC/DCスイッチングレギュレータ及び
絶縁トランス等を使用せずとも電気的絶縁が可能となっ
て、ゲート駆動用電源回路を小形化でき、また、部品点
数の削減も図り得る。
1記載の負荷駆動装置によれば、制御用電源の電気エネ
ルギーを光エネルギーに変換した後、再度電気エネルギ
ーに変換して前記ゲート駆動回路に駆動用電源を供給す
るようにゲート駆動用電源回路を構成したので、制御用
電源から簡単にゲート駆動用電源を作成できるようにな
り、従って、DC/DCスイッチングレギュレータ及び
絶縁トランス等を使用せずとも電気的絶縁が可能となっ
て、ゲート駆動用電源回路を小形化でき、また、部品点
数の削減も図り得る。
【0035】請求項2記載の負荷駆動装置では、前記ゲ
ート駆動回路と前記ゲート駆動用電源回路を同一の基板
に一体に構成したので、請求項1に比し一体化された回
路素子数を削減できる。
ート駆動回路と前記ゲート駆動用電源回路を同一の基板
に一体に構成したので、請求項1に比し一体化された回
路素子数を削減できる。
【0036】請求項3記載の負荷駆動装置では、前記基
板のゲート駆動回路に制御手段からのPWM信号を受け
るフォトカプラを具備する構成としたので、スイッチン
グ素子の駆動制御をPWM信号によって行う場合の回路
構成も単純化できる。請求項4記載の負荷駆動装置で
は、前記基板にスイッチング素子も一体に構成したの
で、一体化された回路素子数を更に削減できる。
板のゲート駆動回路に制御手段からのPWM信号を受け
るフォトカプラを具備する構成としたので、スイッチン
グ素子の駆動制御をPWM信号によって行う場合の回路
構成も単純化できる。請求項4記載の負荷駆動装置で
は、前記基板にスイッチング素子も一体に構成したの
で、一体化された回路素子数を更に削減できる。
【図1】本発明の第1実施例を示す要部の回路構成図
【図2】全体の電気的構成を示すブロック図
【図3】本発明の第2実施例を示す要部の回路構成図
【図4】本発明の第3実施例を示す要部の回路構成図
【図5】従来例を示す電気的構成のブロック図
【図6】要部の回路構成図
図面中、5はインバータ主回路、6乃至11はIGBT
(スイッチング素子)、18は交流電動機(負荷)、2
0a乃至20fはゲート駆動回路、21は制御用電源回
路、31a及び31dはフォトカプラ、36a及び36
dはゲート駆動用電源回路、37a及び37dは発光ダ
イオード、38a及び38dはフォトダイオードアレ
イ、39a及び39dは回路素子、40a及び40dは
ゲート回路素子を示す。
(スイッチング素子)、18は交流電動機(負荷)、2
0a乃至20fはゲート駆動回路、21は制御用電源回
路、31a及び31dはフォトカプラ、36a及び36
dはゲート駆動用電源回路、37a及び37dは発光ダ
イオード、38a及び38dはフォトダイオードアレ
イ、39a及び39dは回路素子、40a及び40dは
ゲート回路素子を示す。
Claims (4)
- 【請求項1】 負荷を通断電するためのスイッチング素
子と、 このスイッチング素子にゲート信号を与えるゲート駆動
回路と、 制御用電源の電気エネルギーを光エネルギーに変換した
後、再度電気エネルギーに変換して前記ゲート駆動回路
にゲート駆動用電源を供給するゲート駆動用電源回路と
を具備してなる負荷駆動装置。 - 【請求項2】 前記ゲート駆動回路とゲート駆動用電源
回路とを同一の基板に一体に構成したことを特徴とする
請求項1記載の負荷駆動装置。 - 【請求項3】 前記ゲート駆動回路は、制御手段からの
PWM信号を受けるフォトカプラを具備したことを特徴
とする請求項2記載の負荷駆動装置。 - 【請求項4】 前記基板には、スイッチング素子が一体
に構成されていることを特徴とする請求項2または3記
載の負荷駆動装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6156323A JPH0833315A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 負荷駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6156323A JPH0833315A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 負荷駆動装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0833315A true JPH0833315A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15625286
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6156323A Pending JPH0833315A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 負荷駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0833315A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004282926A (ja) * | 2003-03-17 | 2004-10-07 | Sanyo Electric Co Ltd | インバータ装置 |
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JP2013192332A (ja) * | 2012-03-13 | 2013-09-26 | Panasonic Corp | パワーコンディショナ |
JP2013208017A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Denso Corp | 電力変換装置 |
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WO2018142631A1 (ja) * | 2017-02-06 | 2018-08-09 | 株式会社京三製作所 | 絶縁電源、及び電力変換装置 |
EP3487074A1 (en) * | 2017-11-20 | 2019-05-22 | ABB Schweiz AG | A photovoltaic circuit driver for a solid state switch |
JP2020036526A (ja) * | 2018-08-06 | 2020-03-05 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | インバータ分岐ドライバ |
-
1994
- 1994-07-08 JP JP6156323A patent/JPH0833315A/ja active Pending
Cited By (18)
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KR20190080944A (ko) * | 2017-02-06 | 2019-07-08 | 가부시끼가이샤교산세이사꾸쇼 | 절연 전원 및 전력 변환 장치 |
US10992217B2 (en) | 2017-02-06 | 2021-04-27 | Kyosan Electric Mfg. Co., Ltd. | Insulated power source and power conversion device |
TWI731953B (zh) * | 2017-02-06 | 2021-07-01 | 日商京三製作所股份有限公司 | 絕緣電源及電力轉換裝置 |
EP3487074A1 (en) * | 2017-11-20 | 2019-05-22 | ABB Schweiz AG | A photovoltaic circuit driver for a solid state switch |
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