JPH09285104A - 電圧制御形半導体素子の駆動装置 - Google Patents

電圧制御形半導体素子の駆動装置

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JPH09285104A
JPH09285104A JP8090758A JP9075896A JPH09285104A JP H09285104 A JPH09285104 A JP H09285104A JP 8090758 A JP8090758 A JP 8090758A JP 9075896 A JP9075896 A JP 9075896A JP H09285104 A JPH09285104 A JP H09285104A
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JP
Japan
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gate
voltage
switch
circuit
resistor
Prior art date
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Pending
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JP8090758A
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English (en)
Inventor
Naoto Yoshinori
直人 義則
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】IGBTなどの電圧制御形半導体素子のゲート
−エミッタ間が短絡状態になったときに、オフゲート回
路の抵抗などが焼損するのを防止する。 【解決手段】オフゲート回路7にスイッチ6a,抵抗6
b,抵抗7aとをそなえ、IGBT1のゲート−エミッ
タ間が短絡したことを整流回路9,フィルタ10,低電
圧検出回路11により検出して、スイッチ5a,6aを
オフさせることによりオフゲート回路7の抵抗6bを、
抵抗6bより抵抗値が遙に大きい抵抗7aにしてゲート
電流を僅かにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電圧制御形半導
体素子のゲート−エミッタ間またはゲート−ソース間
に、オンゲート電圧,オフゲート電圧を印加するオンゲ
ート用直流電源およびオフゲート用直流電源を有した電
圧制御形半導体素子の駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、この種の電圧制御形半導体素子
の駆動装置の従来例を示す回路構成図であり、1は電圧
制御形半導体素子としての絶縁ゲートバイポーラトラン
ジスタ(以下、IGBTと称する)、2はオンゲート用
直流電源、3はオフゲート用直流電源、4は駆動回路、
5はスイッチ5a,抵抗5bからなるオンゲート回路、
6はスイッチ6a,抵抗6bからなるオフゲート回路で
ある。
【0003】図4に示すIGBTの駆動装置の動作を、
図5に示す動作波形図を参照しつつ、以下に説明をす
る。図5において、時刻T0 以前の通常状態の動作で
は、外部からの制御信号に基づき駆動回路4により図5
(イ),(ロ)に示す如くスイッチ5a,6aが交互に
オンとオフとを行うので、IGBT1のゲート−エミッ
タ間に抵抗5bを介してオンゲート用直流電源2の電圧
または抵抗6bを介してオフゲート用直流電源3の電圧
が印加され(図5(ハ)参照)、IGBT1のゲート−
エミッタ間はコンデンサと見做せるので図5(ニ)示す
ような微分波形状のゲート電流IG が流れ、図5(ホ)
に示す如くIGBT1はオン・オフ動作をする。
【0004】図5の時刻T0 に何らかの要因でIGBT
1が破損すると、図4では図示しない故障検知回路が動
作して、外部からの制御信号に基づき駆動回路4により
スイッチ5aはオフ、スイッチ6aはオン状態となり、
時刻T0 以降、該故障検知回路がリセットされるまでこ
の状態を保持する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図5において、前述の
時刻T0 でのIGBT1が破損時に、IGBT1のゲー
ト−エミッタ間が短絡状態になると、このIGBT1の
ゲート−エミッタ間に抵抗6bを介してオフゲート用直
流電源3の電圧が印加され、図5(ニ)に示すようにス
テップ波形状のゲート電流IG が流れ続けるので抵抗6
bやオフゲート用直流電源3が焼損するなど事故が拡大
する恐れがあった。
【0006】従来は上記問題点を解決するために抵抗6
bの定格ワット数の大きな抵抗を選定し、オフゲート用
直流電源3の容量も大きくする必要があった。この発明
の目的は、上記問題点を解消する電圧制御形半導体素子
の駆動装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】電圧制御形半導体素子の
ゲート−エミッタ間またはゲート−ソース間に、オンゲ
ート電圧,オフゲート電圧を印加するオンゲート用直流
電源およびオフゲート用直流電源を有した電圧制御形半
導体素子の駆動装置において、この第1の発明は、前記
オンゲート用直流電源から電圧制御形半導体素子のゲー
ト端子への経路に挿入された第1スイッチと第1抵抗と
を直列接続したオンゲート回路と、前記オフゲート用直
流電源から電圧制御形半導体素子のゲート端子への経路
に挿入された第2スイッチと第2抵抗とを直列接続した
回路の両端に該第2抵抗より抵抗値の大きい第3抵抗を
並列接続したオフゲート回路と、外部からの制御信号に
基づき前記第1スイッチと第2スイッチとを交互にオン
・オフさせる駆動回路と、前記電圧制御形半導体素子の
ゲート−エミッタ間またはゲート−ソース間の電圧を検
出する電圧検出手段と、該電圧検出手段の出力が所定の
電圧以下になったときに前記第1スイッチと第2スイッ
チとをオフさせる信号を出力する低電圧検出回路とを備
える。
【0008】また、第2の発明は前記電圧制御形半導体
素子の駆動装置において、前記オンゲート用直流電源か
ら電圧制御形半導体素子のゲート端子への経路に挿入さ
れた第1スイッチと第1抵抗とを直列接続したオンゲー
ト回路と、前記オフゲート用直流電源から電圧制御形半
導体素子のゲート端子への経路に挿入された第2スイッ
チと第2抵抗とを直列接続したオフゲート回路と、該オ
フゲート回路の両端に並列接続される第3スイッチと前
記第2抵抗より抵抗値の大きい第3抵抗とを直列接続し
た補助オフゲート回路と、外部からの制御信号に基づき
前記第1スイッチと第2スイッチとを交互にオン・オフ
させる駆動回路と、前記電圧制御形半導体素子のゲート
−エミッタ間またはゲート−ソース間の電圧を検出する
電圧検出手段と、該電圧検出手段の出力が所定の電圧以
下になったときに前記第1スイッチと第2スイッチとを
オフさせ、且つ第3スイッチをオンさせる信号を出力す
る低電圧検出回路とを備える。
【0009】この発明によれば、電圧制御形半導体素子
の破損に伴って該素子のゲート−エミッタ間またはゲー
ト−ソース間が短絡したことを検知して、このときに通
常のオフゲート回路の第2抵抗より抵抗値の大きい第3
抵抗にすることによりゲート電流が小さくなるので、第
3抵抗,第2抵抗,オフゲート用直流電源などが焼損す
ることが防止される。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1の実施例
を示す電圧制御形半導体素子の駆動装置の回路構成図で
あり、図4に示した従来例と同一機能を有するものには
同一符号を付している。すなわち図1においては、オン
ゲート回路5には第1スイッチとしてのスイッチ5a
と、第1抵抗としての抵抗5bとを備え、オフゲート回
路7には第2スイッチとしてのスイッチ6aと、第2抵
抗としての抵抗6bと、抵抗6bより抵抗値の大きい第
3抵抗としての抵抗7aとを備え、さらに外部からの制
御信号に基づきスイッチ5aとスイッチ6aとを交互に
オン・オフさせる駆動回路8と、IGBT1のゲート−
エミッタ間の電圧を検出して整流する整流回路9と、整
流回路9の出力を波形整形するフィルタ回路10と、フ
ィルタ回路10の出力が所定の電圧以下になったときに
異常信号を出力して駆動回路8を介してスイッチ5aと
スイッチ6aとをオフさせる低電圧検出回路11とを備
える。
【0011】図1に示す電圧制御形半導体素子の駆動装
置の動作を、図2に示す動作波形図を参照しつつ、以下
に説明をする。図2において、時刻T0 以前の通常状態
の動作では図5に示した従来例の動作と同様である。図
2の時刻T0 に何らかの要因でIGBT1が破損してI
GBT1のゲート−エミッタ間が短絡状態になると(図
2(ハ)参照)、整流回路9の出力を波形整形するフィ
ルタ回路10の出力は時間t0 後に図2(ヘ)に示すよ
うにぼぼ零となり、低電圧検出回路10が動作して異常
信号を出力し(図2(ト))、この異常信号は駆動回路
8を介してスイッチ5aとスイッチ6aとをオフさせる
ので、図2(ニ)に示すようにゲート電流IG は時間t
0 間流れるが、その後抵抗7aを介した僅かな電流とな
る。
【0012】図3は、この発明の第2の実施例を示す電
圧制御形半導体素子の駆動装置の回路構成図であり、図
1に示したこの発明の第1の実施例と同一機能を有する
ものには同一符号を付している。すなわち図3において
は、オンゲート回路5にはスイッチ5aと抵抗5bとを
備え、オフゲート回路6にはスイッチ6aと抵抗6bと
を備え、補助オフゲート回路12にはスイッチ12aと
抵抗7aとを備え、さらに外部からの制御信号に基づき
スイッチ5aとスイッチ6aとを交互にオン・オフさせ
る駆動回路8と、IGBT1のゲート−エミッタ間の電
圧を検出して整流する整流回路9と、整流回路9の出力
を波形整形するフィルタ回路10と、フィルタ回路10
の出力が所定の電圧以下になったときに異常信号を出力
して駆動回路8を介してスイッチ5aとスイッチ6aと
をオフさせ、且つ第3スイッチとしてのスイッチ12a
をオンさせる低電圧検出回路13とを備える。
【0013】図3に示す電圧制御形半導体素子の駆動装
置の動作は、図1,図2に示したこの発明の第1の実施
例の動作とほぼ同様であり、図1に示したIGBTの駆
動装置の動作と異なる点は、低電圧検出回路13が動作
したときに駆動回路8を介してスイッチ5aとスイッチ
6aとをオフさせると同時に、スイッチ12aをオンさ
せて補助オフゲート回路12により僅かなゲート電流を
流すようにしていることである。
【0014】図1,図3に示した電圧制御形半導体素子
の駆動装置においては、オンゲート用直流電源2の電圧
は+10ボルト前後、オフゲート用直流電源3の電圧は
−10ボルト前後、抵抗5b,抵抗6bは数オーム程度
に選定されるので、例えば抵抗7aを数キロオームとす
ることにより僅かなゲート電流が流れるだけである。
【0015】
【発明の効果】この発明によれば、電圧制御形半導体素
子の破損に伴って該素子のゲート−エミッタ間またはゲ
ート−ソース間が短絡したことを検知して、このときに
通常のオフゲート回路の第2抵抗より遙に抵抗値の大き
い第3抵抗に切り替えることによりゲート電流を僅かに
するので、第2抵抗,オフゲート用直流電源などが焼損
するといった事故の拡大が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示す電圧制御形半導
体素子の駆動装置の回路図
【図2】図1の動作を説明する波形図
【図3】この発明の第2の実施例を示す電圧制御形半導
体素子の駆動装置の回路図
【図4】従来例を示す電圧制御形半導体素子の駆動装置
の回路図
【図5】図4の動作を説明する波形図
【符号の説明】
1…IGBT、2…オンゲート用直流電源、3…オフゲ
ート用直流電源、4…駆動回路、5…オンゲート回路、
5a…スイッチ、5b…抵抗、6…オフゲート回路、6
a…スイッチ、6b…抵抗、7…オフゲート回路、7a
…抵抗、8…駆動回路、9…整流回路、10…フィル
タ、11…低電圧検出回路、12…補助オフゲート回
路、12a…スイッチ、13…低電圧検出回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電圧制御形半導体素子のゲート−エミッタ
    間またはゲート−ソース間に、オンゲート電圧,オフゲ
    ート電圧を印加するオンゲート用直流電源およびオフゲ
    ート用直流電源を有した電圧制御形半導体素子の駆動装
    置において、 前記オンゲート用直流電源から電圧制御形半導体素子の
    ゲート端子への経路に挿入された第1スイッチと第1抵
    抗とを直列接続したオンゲート回路と、 前記オフゲート用直流電源から電圧制御形半導体素子の
    ゲート端子への経路に挿入された第2スイッチと第2抵
    抗とを直列接続した回路の両端に該第2抵抗より抵抗値
    の大きい第3抵抗を並列接続したオフゲート回路と、 外部からの制御信号に基づき前記第1スイッチと第2ス
    イッチとを交互にオン・オフさせる駆動回路と、 前記電圧制御形半導体素子のゲート−エミッタ間または
    ゲート−ソース間の電圧を検出する電圧検出手段と、 該電圧検出手段の出力が所定の電圧以下になったときに
    前記第1スイッチと第2スイッチとをオフさせる信号を
    出力する低電圧検出回路とを備えたことを特徴とする電
    圧制御形半導体素子の駆動装置。
  2. 【請求項2】電圧制御形半導体素子のゲート−エミッタ
    間またはゲート−ソース間に、オンゲート電圧,オフゲ
    ート電圧を印加するオンゲート用直流電源およびオフゲ
    ート用直流電源を有した電圧制御形半導体素子の駆動装
    置において、 前記オンゲート用直流電源から電圧制御形半導体素子の
    ゲート端子への経路に挿入された第1スイッチと第1抵
    抗とを直列接続したオンゲート回路と、 前記オフゲート用直流電源から電圧制御形半導体素子の
    ゲート端子への経路に挿入された第2スイッチと第2抵
    抗とを直列接続したオフゲート回路と、 該オフゲート回路の両端に並列接続される第3スイッチ
    と前記第2抵抗より抵抗値の大きい第3抵抗とを直列接
    続した補助オフゲート回路と、 外部からの制御信号に基づき前記第1スイッチと第2ス
    イッチとを交互にオン・オフさせる駆動回路と、 前記電圧制御形半導体素子のゲート−エミッタ間または
    ゲート−ソース間の電圧を検出する電圧検出手段と、 該電圧検出手段の出力が所定の電圧以下になったときに
    前記第1スイッチと第2スイッチとをオフさせ、且つ第
    3スイッチをオンさせる信号を出力する低電圧検出回路
    とを備えたことを特徴とする電圧制御形半導体素子の駆
    動装置。
JP8090758A 1996-04-12 1996-04-12 電圧制御形半導体素子の駆動装置 Pending JPH09285104A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102315632A (zh) * 2011-10-14 2012-01-11 广东易事特电源股份有限公司 抑制igbt过电流的驱动电路
CN105322927A (zh) * 2014-06-02 2016-02-10 罗伯特·博世有限公司 用于运行用于操控场效应晶体管结构的驱动电路的方法

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