JPH11103570A - Semiconductor drive circuit - Google Patents

Semiconductor drive circuit

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JPH11103570A
JPH11103570A JP9279417A JP27941797A JPH11103570A JP H11103570 A JPH11103570 A JP H11103570A JP 9279417 A JP9279417 A JP 9279417A JP 27941797 A JP27941797 A JP 27941797A JP H11103570 A JPH11103570 A JP H11103570A
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JP
Japan
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signal
igbt
control signal
circuit
output
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Application number
JP9279417A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Sano
尚 佐野
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Toyo Electric Manufacturing Ltd
Original Assignee
Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent switching loss from increasing due to DC short circuit or malfunction by providing a control signal latch circuit which keeps on-state for a predetermined interval immediately after transition of a control signal from ON to OFF and keeps off-state for a predetermined interval immediately after transition from OFF to ON. SOLUTION: Upon detection operation of any one of ON signal detecting section 41 or OFF signal detecting section 42, a signal latch section 43 latches the signal from a control signal isolating section 1 for a predetermined interval immediately after detection and holds a drive section 2 in a state of having performed the detection operation. The signal is unlatched upon elapsing a predetermined time. The drive section 2 drives an IGBT 3 while neglecting the signals outputted at irregular timing from a control circuit among ON and OFF signals outputted from the control signal isolating section 1. According to the arrangement, switching loss due to DC short circuit or malfunction can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電力用の半導体駆
動回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power semiconductor driving circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電力用半導体の開発が盛んに進め
られ、家電製品から産業用電機品、鉄道用電機品等あら
ゆる分野にて電力変換技術の応用が行われている。バイ
ポ−ラトランジスタ、MOSFET、IGBTに代表さ
れる電力用半導体を制御するためには、電力変換回路全
体を制御する制御回路のほか、各々の半導体の特性に合
わせた駆動回路が必要である。バイポ−ラトランジスタ
はベ−スに電流信号を印加し、MOSFET、IGBT
はゲ−トに電圧信号を印加することによりそれぞれ駆動
することができる。
2. Description of the Related Art In recent years, the development of power semiconductors has been actively promoted, and power conversion technology has been applied in various fields such as home electric appliances, industrial electric appliances, railway electric appliances and the like. In order to control a power semiconductor typified by a bipolar transistor, a MOSFET, and an IGBT, a control circuit that controls the entire power conversion circuit and a drive circuit that matches the characteristics of each semiconductor are required. Bipolar transistors apply a current signal to the base, and MOSFET, IGBT
Can be driven by applying a voltage signal to the gate.

【0003】図4は、従来用いられている電力用半導体
を駆動するための半導体駆動回路10と、電力用半導体
IGBT3による回路のブロック図である。半導体駆動
回路10の中は、図示していない制御回路からの制御信
号DRを受け取り、絶縁して出力する制御信号絶縁部
1、絶縁された制御信号を受け、増幅してIGBT3に
駆動信号を出力する駆動部2にて構成されている。図5
は、電力変換回路の例としてインバータの1相分を示し
たものである。IGBT3P及びIGBT3Nが直列に
接続され、その両端が直流電源12に接続され、IGB
T3PとIGBT3Nの直列接続点より負荷に交流電力
が供給される構成となっている。また各IGBTには逆
並列にダイオード11P及びダイオード11Nが接続さ
れている。IGBT3PとIGBT3Nのゲートには図
4の半導体駆動回路10に相当する半導体駆動回路10
P及び半導体駆動回路10Nが各々接続され、制御回路
13からの制御信号DRPおよびDRNにより制御され
て電力変換が行われる。インバータ回路の制御方法につ
いては、公知の技術であるためここでは説明を省略す
る。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional semiconductor drive circuit 10 for driving a power semiconductor and a circuit using a power semiconductor IGBT 3. The semiconductor drive circuit 10 receives a control signal DR from a control circuit (not shown), insulates and outputs a control signal isolator 1, receives the insulated control signal, amplifies and outputs a drive signal to the IGBT 3 The driving unit 2 is configured as follows. FIG.
Shows one phase of an inverter as an example of a power conversion circuit. An IGBT 3P and an IGBT 3N are connected in series, both ends of which are connected to a DC power supply 12,
AC power is supplied to the load from a series connection point of T3P and IGBT3N. A diode 11P and a diode 11N are connected to each IGBT in anti-parallel. The gates of the IGBT 3P and IGBT 3N have a semiconductor drive circuit 10 corresponding to the semiconductor drive circuit 10 of FIG.
P and the semiconductor drive circuit 10N are connected to each other, and controlled by control signals DRP and DRN from the control circuit 13 to perform power conversion. Since the method of controlling the inverter circuit is a known technique, the description is omitted here.

【0004】電圧形インバ−タの場合、図5の各IGB
Tは両方が同時に導通状態になってしまうと直流短絡と
なり直流電源から短絡過電流が流れてしまう。そのため
制御回路13においては、IGBT3PからIGBT3
NもしくはIGBT3NからIGBT3Pに導通させる
IGBTを変化させる場合に、両方のIGBTが一時的
に共にオフ状態となるモードを経て変化させるのが一般
的な制御信号の出し方である。一時的に両方オフ状態に
させている時間のことを一般的にデッドタイムと称して
いる。
In the case of a voltage type inverter, each IGB shown in FIG.
If both T are simultaneously turned on, a DC short circuit occurs and a short-circuit overcurrent flows from the DC power supply. Therefore, in the control circuit 13, IGBT3P to IGBT3
When changing the N or the IGBT to be conducted from the IGBT 3N to the IGBT 3P, it is a general control signal output method to change the IGBT through a mode in which both IGBTs are temporarily turned off. The time during which both are temporarily turned off is generally called dead time.

【0005】図6に制御信号DRP、DRNの波形例を
示し、制御信号DRPが「H」の状態でIGPT3Pを
導通させ、「L」の状態にてIGPT3Pをオフさせ
る。同様に、制御信号DRNが「H」の状態でIGPT
3Nを導通させ、「L」の状態にてIGPT3Nをオフ
させる。なお、Tはインバータ動作の1サイクルの周
期、DTはデッドタイムの時間を示す。制御信号DRP
が「H」から「L」に変化し、デッドタイムDT時間経
過後、制御信号DRNが「L」から「H」に変化すると
きのIGBT両端のエミッタ−コレクタ電圧の変化の例
を図7に示し、制御信号DRNが「H」から「L」に変
化し、デッドタイムとして設定した時間経過後、制御信
号DRPが「L」から「H」に変化するときのIGBT
両端のエミッタ−コレクタ電圧の変化の例を図8に示
す。
FIG. 6 shows waveform examples of the control signals DRP and DRN. When the control signal DRP is "H", the IGPT 3P is turned on, and when the control signal DRP is "L", the IGPT 3P is turned off. Similarly, when the control signal DRN is “H”, the IGPT
3N is turned on, and the IGPT 3N is turned off in the “L” state. Here, T indicates a cycle of one cycle of the inverter operation, and DT indicates a dead time. Control signal DRP
FIG. 7 shows an example of a change in the emitter-collector voltage across the IGBT when the control signal DRN changes from "L" to "H" after the dead time DT time elapses from "H" to "L". IGBT when the control signal DRN changes from "H" to "L" and the control signal DRP changes from "L" to "H" after the time set as the dead time elapses
FIG. 8 shows an example of a change in the emitter-collector voltage at both ends.

【0006】図7は、IGBT3Pがオンからオフに変
化した後に、IGBT3Nがオフからオンに変化するタ
イミングの場合であり、V3PはIGBT3Pのエミッ
タ−コレクタ電圧、V3Nは、IGBT3Nのエミッタ
−コレクタ電圧である。図8は図7とは逆に、IGBT
3Nがオンからオフに変化した後に、IGBT3Pがオ
フからオンに変化するタイミングの場合である。図7、
及び図8において、制御回路13から出されるIGBT
3P側の制御信号DRPは図中の実線にて示すとおりで
ある。一点鎖線で示してある部分については後から説明
する。
FIG. 7 shows the timing when the IGBT 3N changes from off to on after the IGBT 3P changes from on to off. V3P is the emitter-collector voltage of the IGBT 3P, and V3N is the emitter-collector voltage of the IGBT 3N. is there. FIG. 8 is the reverse of FIG.
This is the timing when the IGBT 3P changes from off to on after 3N changes from on to off. FIG.
8 and IGBT output from control circuit 13 in FIG.
The control signal DRP on the 3P side is as shown by the solid line in the figure. The portion indicated by the dashed line will be described later.

【0007】図7は、ダイオード11Pに電流が流れて
いる状態にてIGBT3Pをオフした場合を示してい
る。ダイオード11Pに電流が流れている状態でIGB
T3Pをオフしても電流の経路の変化が生じないためこ
のタイミングではエミッタ−コレクタ電圧の変化は生じ
ないで次のIGBT3Nのオンによりエミッタ−コレク
タ電圧の変化が生ずる。また、図8はダイオード11N
に電流が流れている状態にてIGBT3Nをオフした場
合を示している。ダイオード11Nに電流が流れている
状態でIGBT3Nをオフしても電流の経路の変化が生
じないためこのタイミングではエミッタ−コレクタ電圧
の変化は生じないで次のIGBT3Pのオンによりエミ
ッタ−コレクタ電圧の変化が生ずる。
FIG. 7 shows a case where the IGBT 3P is turned off while a current is flowing through the diode 11P. IGB with current flowing through diode 11P
Since the current path does not change even if T3P is turned off, the emitter-collector voltage does not change at this timing and the emitter-collector voltage changes when the next IGBT 3N turns on at this timing. FIG. 8 shows a diode 11N
Shows a case where the IGBT 3N is turned off while a current is flowing through the IGBT 3N. Even if the IGBT 3N is turned off while a current is flowing through the diode 11N, no change in the current path occurs. Therefore, no change in the emitter-collector voltage occurs at this timing, and a change in the emitter-collector voltage occurs when the next IGBT 3P is turned on. Occurs.

【0008】[0008]

【発明が解決しようする課題】図7に示したような制御
信号が図5に示したインバータの1相分の回路に伝達さ
れると、IGBT3Pはエミッタ−コレクタ電圧の変化
により電位の変動を生じる。すなわちIGBT3Pがオ
フし、IGBT3NがオンすることによりIGBT3P
のエミッタ側の電位が直流電源の正極性側から負極性側
へと変化する。図8の場合は、IGBT3Nがオフし、
IGBT3PがオンすることによりIGBT3Pのエミ
ッタ側の電位が直流電源の負極性側から正極性側へと変
化する。IGBT3Pの駆動回路10PのアースはIG
BT3Pのエミッタ側に接続されており、エミッタを基
準としてゲートを駆動している。そのためIGBT自身
の電位が変化すると当然駆動回路の電位も変化すること
になる。一方、制御回路13の電位はIGBTとは絶縁
された電位にあり、IGBT3Pの電位の変動があって
も制御回路側の電位は変動しない。そのためIGBT3
Pに電位の変動が生じた場合にその影響を受ける部分は
半導体駆動回路内の制御信号絶縁部1となる。
When a control signal as shown in FIG. 7 is transmitted to a circuit for one phase of the inverter shown in FIG. 5, the potential of the IGBT 3P fluctuates due to a change in the emitter-collector voltage. . That is, when the IGBT 3P is turned off and the IGBT 3N is turned on, the IGBT 3P is turned off.
Of the DC power supply changes from the positive side to the negative side of the DC power supply. In the case of FIG. 8, the IGBT 3N is turned off,
When the IGBT 3P is turned on, the potential on the emitter side of the IGBT 3P changes from the negative side of the DC power supply to the positive side. The ground of the drive circuit 10P of the IGBT 3P is IG
It is connected to the emitter side of the BT3P, and drives the gate based on the emitter. Therefore, when the potential of the IGBT itself changes, the potential of the drive circuit naturally changes. On the other hand, the potential of the control circuit 13 is at a potential insulated from the IGBT, and the potential of the control circuit does not fluctuate even if the potential of the IGBT 3P fluctuates. Therefore IGBT3
The portion affected by the potential change in P becomes the control signal insulating portion 1 in the semiconductor drive circuit.

【0009】一般的に、制御信号絶縁部1の実際の構成
はフォトカプラ、パルストランス、光コネクタなどを用
いて構成される。特にフォトカプラは小型、安価で1次
側のダイオードに微少電流を流すだけで制御できるた
め、制御信号絶縁部1に用いられることが多い。しかし
ながら、フォトカプラはIGBT3Pの駆動回路内の制
御信号絶縁部1に用いられた場合に前述のIGBT3P
の電位変動が生じた際に誤動作をする場合がある。その
誤動作を示す例が、図7、図8のP側ゲート信号の図中
にある一点鎖線である。
Generally, the actual configuration of the control signal insulating unit 1 is configured using a photocoupler, a pulse transformer, an optical connector and the like. In particular, the photocoupler is small, inexpensive, and can be controlled only by passing a small current to the primary-side diode. However, when the photocoupler is used for the control signal isolator 1 in the drive circuit of the IGBT 3P, the aforementioned IGBT 3P
Malfunction may occur when the potential fluctuation occurs. An example of the malfunction is indicated by a dashed line in the P-side gate signals in FIGS.

【0010】図7の場合、制御回路13はIGBT3P
をオフ状態に保つため「L」信号を出し続けているにも
係わらず、IGBT3Pのエミッタ電位が直流電源の正
極性側から負極性側に変化していく最中に、フォトカプ
ラの誤動作のため制御信号とは無関係に半導体駆動回路
10PにIGBTをオンさせる信号を伝達してしまう。
IGBT3Nがオン動作した状態でIGBT3Pが制御
信号とは無関係にオンするためにIGBT3P、IGB
T3Nの両方のIGBTがオン状態になってしまい直流
短絡状態となる。
In the case of FIG. 7, the control circuit 13 is an IGBT 3P
The IGBT 3P has a photocoupler malfunction while the emitter potential of the IGBT 3P changes from the positive side to the negative side while the emitter potential of the IGBT 3P changes from the positive side to the negative side even though the "L" signal is kept being output to keep the IGBT in the OFF state. A signal for turning on the IGBT is transmitted to the semiconductor drive circuit 10P regardless of the control signal.
When the IGBT 3N is turned on, the IGBT 3P is turned on regardless of the control signal.
Both IGBTs of T3N are turned on, resulting in a DC short circuit.

【0011】直流短絡状態になると、直流電源より過電
流が流れてしまう。過電流が流れたところでフォトカプ
ラの誤動作が終了しIGBT3Pは再びオフ状態になる
ため、過電流を遮断することになる。過電流を急激に遮
断するため、回路内のインダクタンスによる過大な逆起
電力が発生し、しかもIGBT3Pの耐圧を越える電圧
となってしまうためIGBT3Pを破壊にさせてしま
う。IGBT3Pが破壊してしまうとインバータ自身は
当然機能しなくなってしまうだけでなく、負荷側あるい
は電源側にも損害を与えてしまう。制御回路13や半導
体駆動回路10の内部にIGBTの過電流を検出して過
電流状態になった場合にはIGBTの遮断速度を遅くす
る事により過電流時の保護を行うことができる構成にな
っている場合でも、前述の様なフォトカプラの誤動作に
よる短時間の短絡及び遮断動作には通常対応できず保護
しきれない。
When a DC short circuit occurs, an overcurrent flows from the DC power supply. When the overcurrent flows, the malfunction of the photocoupler ends and the IGBT 3P is turned off again, so that the overcurrent is cut off. Since the overcurrent is suddenly cut off, an excessive back electromotive force is generated due to the inductance in the circuit, and the voltage exceeds the withstand voltage of the IGBT 3P, so that the IGBT 3P is broken. If the IGBT 3P is broken, not only will the inverter itself not function, of course, but also damage the load side or the power supply side. When an overcurrent of the IGBT is detected inside the control circuit 13 or the semiconductor drive circuit 10 and an overcurrent state occurs, the configuration is such that protection at the time of overcurrent can be performed by reducing the cutoff speed of the IGBT. However, the short-circuiting and the breaking operation for a short time due to the malfunction of the photocoupler as described above cannot be usually dealt with and cannot be protected.

【0012】図8の場合にはIGBT3Nがオフになっ
た状態でIGBT3Pがオンする動作である。ダイオ−
ド11Nに電流が流れている状態でIGBT3Pをオン
させるため、ダイオ−ド11Nの電流がIGBT3Pに
転流する。IGBT3Pに電流が流れた状態でフォトカ
プラの誤動作でIGBT3Pがオフし再びオンすること
になるためスイッチィング損失が発生することになる。
電力用半導体は損失による発熱を伴うため、通常はヒ−
トシンクによる冷却を行いながら使用する。しかしなが
らフォトカプラの誤動作によるスイッチィング損失につ
いてはヒ−トシンクによる冷却設計には考慮されていな
いのが普通である。そのためこのような冷却設計に含ま
れていない損失が発生すると、ヒ−トシンクの冷却性能
を超えた発熱となり電力用半導体すなわちここではIG
BTの許容接合温度を超える場合には、IGBTを破壊
にいたらせることになる。
FIG. 8 shows an operation in which the IGBT 3P is turned on while the IGBT 3N is turned off. Daio
Since the IGBT 3P is turned on while the current is flowing through the node 11N, the current of the diode 11N is commutated to the IGBT 3P. The switching loss occurs because the IGBT 3P is turned off and turned on again by the malfunction of the photocoupler in a state where the current flows in the IGBT 3P.
Since power semiconductors generate heat due to loss, they are usually
Use while cooling with Tosink. However, the switching loss due to the malfunction of the photocoupler is not usually considered in the cooling design using the heat sink. Therefore, when a loss that is not included in such a cooling design occurs, heat is generated that exceeds the cooling performance of the heat sink.
If the temperature exceeds the allowable junction temperature of the BT, the IGBT will be destroyed.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】かような不具合を防止す
るため、電力用半導体のオン・オフを指令する制御信号
を入力とし、絶縁して出力する制御信号絶縁部、該制御
信号絶縁部と電力用半導体の間に設けられ、前記制御信
号絶縁部出力に応じて前記電力用半導体駆動信号を出力
する駆動部、以上より成る半導体駆動回路において、前
記電力用半導体のオン・オフを指令する制御信号がオン
からオフへ変化した瞬間より所定の期間オン状態を保持
し、オフからオンへ変化した瞬間より所定の期間オフ状
態を保持する制御信号ラッチ回路を設けて構成する。
In order to prevent such a problem, a control signal for instructing ON / OFF of a power semiconductor is input, and a control signal insulator for insulated output is provided. A drive unit provided between power semiconductors, for outputting the power semiconductor drive signal in accordance with the control signal insulating unit output, in a semiconductor drive circuit comprising the above, control for instructing on / off of the power semiconductor A control signal latch circuit is provided which holds the on state for a predetermined period from the moment when the signal changes from on to off and holds the off state for a predetermined period from the moment when the signal changes from off to on.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図6に示す如く、制御信号絶縁部
の入力DRPが一度オン状態になると、(T−DT)期
間オン状態が続き、この間はIGBT3Pをオンに保ち
たい期間であり、DRPが一度オフ状態になると(T+
DT)期間オフ状態が続き、この間はIGBT3Pをオ
フに保ちたい期間である。そこで、 半導体駆動回路に
オン信号またはオフ信号が伝達された直後より、制御回
路から次のスイッチングのためのオン信号またはオフ信
号が出力されるはずのない期間、制御信号絶縁部1より
出力される信号を一時的にカットし、オン信号またはオ
フ信号が出力されるはずのない期間に制御信号絶縁部が
スイッチングのための信号を出したとしても、そのオン
信号は誤動作によるものとして無視し、駆動部2の出力
は変化させないようにすればよい。以上の説明はDRP
信号の場合について説明したが、DRN信号の場合も同
様である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 6, once the input DRP of the control signal isolator is turned on, the on state continues for a (T-DT) period, during which the IGBT 3P is to be kept on. Once the DRP is turned off (T +
The off state continues for a DT) period, during which the IGBT 3P is to be kept off. Therefore, immediately after the ON signal or the OFF signal is transmitted to the semiconductor drive circuit, the control signal is output from the control signal insulating unit 1 for a period during which the control circuit does not output the ON signal or the OFF signal for the next switching. Even if the signal is temporarily cut and the control signal isolator outputs a signal for switching during the period when the ON signal or the OFF signal should not be output, the ON signal is ignored as a malfunction and the drive is ignored. The output of the unit 2 should not be changed. The above explanation is DRP
Although the case of the signal has been described, the same applies to the case of the DRN signal.

【0015】前述したように電力用半導体はヒ−トシン
クによる冷却が用いられるが、冷却性能を設計するため
にはスイッチング周波数が決められていなければならな
い。該スイッチング周波数が決まると最小オン期間およ
び最小オフ期間が設定される。この最小オン期間および
最小オフ期間内に次のスイッチングのための信号は制御
回路13からは出されない。さらに、制御回路13がC
PU等を用いディジタル制御の場合演算のためのサイク
ルタイムが必要であり、該サイクルタイムの途中で次の
スイッチング信号は出されない。
As described above, cooling by a heat sink is used for a power semiconductor, and a switching frequency must be determined in order to design cooling performance. When the switching frequency is determined, a minimum ON period and a minimum OFF period are set. During the minimum on-period and the minimum off-period, no signal for the next switching is output from the control circuit 13. Further, the control circuit 13
In the case of digital control using a PU or the like, a cycle time for calculation is required, and the next switching signal is not output during the cycle time.

【0016】これらの期間に制御信号絶縁部が出したス
イッチング信号は誤動作によるものとして無視して、駆
動部2の出力は変化させないようにする。制御信号絶縁
部1から出力されたオン信号およびオフ信号のうち制御
回路から正規には出されるはずの無いタイミングのもの
だけをを無視して駆動部2はIGBT3を駆動するの
で、直流短絡状態や誤動作によるスイッチング損失によ
る接合温度の上昇を防ぐことが可能となる。
The switching signal output from the control signal isolator during these periods is ignored as a malfunction, and the output of the driver 2 is not changed. The drive unit 2 drives the IGBT 3 ignoring only the ON signal and the OFF signal output from the control signal insulating unit 1 at timings that should not normally be output from the control circuit. It is possible to prevent an increase in junction temperature due to switching loss due to malfunction.

【0017】[0017]

【実施例】図1は本発明の実施例を示したものである。
図4の半導体駆動回路内にさらにオン信号検出部41、
オフ信号検出部42、信号ラッチ部43からなる制御信
号ラッチ回路4を具備した構成になっている。オン信号
検出部41またはオフ信号検出部42のいずれかが一度
検出動作を行うと、検出を行った瞬間より一定期間の
間、信号ラッチ部43において制御信号絶縁部1からの
信号をラッチし、駆動部2には検出動作を行ったさいの
状態を保持させるよう動作する。ここにおける一定期間
とは、デッドタイムの2倍の期間または最小オン期間お
よび最小オフ期間、またはCPUの演算のためのサイク
ルタイムによる期間のことである。該一定期間を経過す
ると、信号ラッチ部43は信号のラッチを解除し、オン
信号検出部41およびオフ信号検出部42は制御信号絶
縁部1からの信号を受け付けるよう動作する。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
In the semiconductor driving circuit of FIG.
The control signal latch circuit 4 including an off signal detection unit 42 and a signal latch unit 43 is provided. Once either the ON signal detection unit 41 or the OFF signal detection unit 42 performs the detection operation, the signal from the control signal insulation unit 1 is latched in the signal latch unit 43 for a certain period from the moment of detection, The drive unit 2 operates to hold the state at the time of performing the detection operation. Here, the certain period refers to a period twice as long as the dead time, or a minimum on-period and a minimum off-period, or a period based on a cycle time for CPU operation. After the elapse of the certain period, the signal latch unit 43 releases the latch of the signal, and the ON signal detecting unit 41 and the OFF signal detecting unit 42 operate to receive the signal from the control signal insulating unit 1.

【0018】図2は図1の制御信号ラッチ回路4の具体
的な構成の一例である。図3は図2の回路の動作タイム
チャ−トである。制御信号絶縁部1はフォトカプラ10
1と抵抗102にて構成され、フォトカプラ101の2
次側は抵抗102にてプルアップされている。このフォ
トカプラ101の1次側ダイオ−ドに電流を流した時が
オン信号とする。図2と図3の記号は対応しており、フ
ォトカプラ101の出力信号は電圧信号であるのでV1
01としている。CONTのみ電流信号であるためIC
ONTとしている。また、V101タイムチャ−トには
ICONTには無い誤動作による信号が重畳されたもの
としてある。オン信号検出部41およびオフ信号検出部
42は似たような構成になっておりオフ信号検出部42
の入力および出力にインバ−タゲ−ト411、418が
追加されているだけなのでオフ信号検出部42にて検出
動作の説明を行う。
FIG. 2 shows an example of a specific configuration of the control signal latch circuit 4 of FIG. FIG. 3 is an operation time chart of the circuit of FIG. The control signal insulator 1 is a photocoupler 10
1 and a resistor 102, and 2 of the photocoupler 101
The next side is pulled up by a resistor 102. When a current flows through the diode on the primary side of the photocoupler 101, it is regarded as an ON signal. The symbols in FIGS. 2 and 3 correspond to each other, and the output signal of the photocoupler 101 is a voltage signal.
01 is set. Since only CONT is a current signal, IC
ONT. In the V101 time chart, a signal due to a malfunction not found in ICON is superimposed. The ON signal detection unit 41 and the OFF signal detection unit 42 have similar configurations, and the OFF signal detection unit 42
Since the inverters 411 and 418 are merely added to the input and output of the circuit, the detection operation of the off signal detector 42 will be described.

【0019】制御回路よりオフ信号が伝達されると、フ
ォトカプラ101の出力は「L」から「H」になりOR
ゲ−ト422に伝達される。ここでANDゲ−ト426
はORゲ−ト422の出力及びその反転出力が入力され
ているので、フォトカプラ101の出力が「L」の場合
定常的な出力は「L」である。そのためORゲ−ト42
2の出力も「L」から「H」に変化する。インバータゲ
−ト423、抵抗424、コンデンサ425、AND4
26は抵抗424、コンデンサ425の積分回路を利用
した微分回路であり、ORゲ−ト422の出力が「L」
から「H」に変化した際、正極性のパルスを出力する。
抵抗424、コンデンサ425の時定数を調整すること
により、ANDゲ−ト426のパルスの出力時間を所望
の時間にすることができる。また該オフ信号検出部42
の入力はAND426の出力により自己保持されている
ため微分回路の動作中に制御信号絶縁部23の出力が変
化してもその影響は受けない。 なお、ダイオード42
7は積分回路のリセット動作を早くさせるためのもので
ある。
When the off signal is transmitted from the control circuit, the output of the photocoupler 101 changes from "L" to "H" and the OR
It is transmitted to the gate 422. Here, AND gate 426
Since the output of the OR gate 422 and its inverted output are input, when the output of the photocoupler 101 is "L", the steady output is "L". Therefore OR gate 42
2 also changes from “L” to “H”. Inverter gate 423, resistor 424, capacitor 425, AND4
Reference numeral 26 denotes a differentiating circuit using an integrating circuit of a resistor 424 and a capacitor 425. The output of the OR gate 422 is "L".
When the signal changes from “H” to “H”, a positive pulse is output.
By adjusting the time constants of the resistor 424 and the capacitor 425, the output time of the pulse of the AND gate 426 can be set to a desired time. Further, the off signal detecting section 42
Is self-held by the output of the AND 426, the output of the control signal isolator 23 during the operation of the differentiating circuit is not affected. The diode 42
Numeral 7 is for speeding up the reset operation of the integration circuit.

【0020】オン信号検出部41は前述のようにオフ信
号検出部42の入力と出力にインバ−タゲ−ト411、
418が追加されただけなのでフォトカプラ101の出
力が「H」から「L」に変化した際、負極性のパルスを
出力する。信号ラッチ部43ではフォトカプラ101よ
り直接伝達される信号に対し電位変動によって誤動作の
可能性のある期間オン動作の直後はANDゲ−ト432
で、オフ動作の直後はORゲ−ト431でマスク動作を
行い駆動部2にたいしては誤動作信号をカットするよう
動作する。
As described above, the ON signal detecting section 41 supplies the input and output of the OFF signal detecting section 42 with an inverter 411,
Since only 418 is added, a negative pulse is output when the output of the photocoupler 101 changes from “H” to “L”. In the signal latch unit 43, the AND gate 432 is provided immediately after the ON operation during a period in which a signal transmitted directly from the photocoupler 101 may malfunction due to a potential change.
Immediately after the OFF operation, the mask operation is performed by the OR gate 431, and the drive unit 2 operates to cut the malfunction signal.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明による図1の構成の半導体駆動回
路を用いることで、図7、図8におけるタイミングによ
るIGBT3Nのエミッタ−コレクタ電圧の変化により
IGBT3Pの電位変動が生じ、制御信号絶縁部1が誤
動作をして誤った信号を出力しても、駆動部2には伝達
されず駆動部2の動作は制御回路の出力制御信号と同じ
となるためIGBT3P及びIGBT3Nが同時にオン
して生ずる直流短絡状態や誤動作によるスイッチング損
失の増加を防止することができる。本説明においてはI
GBTを2個直列にした回路例に説明を行ったが、2個
以上の多直列回路においても同様の効果が得られるのは
言うまでもない。また電力用半導体としてはIGBTを
例としその駆動回路を取り上げたが、そのほかの電力用
半導体を駆動するための半導体駆動回路にも当然有効で
ある。
By using the semiconductor drive circuit having the configuration of FIG. 1 according to the present invention, the potential of the IGBT 3P fluctuates due to the change in the emitter-collector voltage of the IGBT 3N due to the timing in FIGS. Causes a malfunction and outputs an erroneous signal, the signal is not transmitted to the drive unit 2 and the operation of the drive unit 2 is the same as the output control signal of the control circuit. Therefore, a DC short-circuit caused when the IGBT 3P and the IGBT 3N are simultaneously turned on. It is possible to prevent an increase in switching loss due to a state or malfunction. In this description, I
Although the description has been given of a circuit example in which two GBTs are connected in series, it is needless to say that the same effect can be obtained in a multi-series circuit of two or more. Although a drive circuit for an IGBT is taken as an example of a power semiconductor, the present invention is naturally effective for a semiconductor drive circuit for driving other power semiconductors.

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

【図1】本発明による半導体駆動回路のブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram of a semiconductor drive circuit according to the present invention.

【図2】本発明による信号ラッチ回路の実施例である。FIG. 2 is an embodiment of a signal latch circuit according to the present invention.

【図3】本発明による信号ラッチ回路のタイムチャ−ト
である。
FIG. 3 is a time chart of the signal latch circuit according to the present invention.

【図4】従来の半導体駆動回路のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a conventional semiconductor drive circuit.

【図5】インバータ回路の一相分の構成例である。FIG. 5 is a configuration example of one phase of an inverter circuit.

【図6】デッドタイムの説明である。FIG. 6 is an explanation of dead time.

【図7】インバータの動作波形の例である。FIG. 7 is an example of an operation waveform of an inverter.

【図8】インバータの動作波形の別の例である。FIG. 8 is another example of the operation waveform of the inverter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 制御信号絶縁部 10 半導体駆動回路 11 ダイオ−ド 12 直流電源 13 制御回路 101 フォトカプラ 102 抵抗 2 駆動部 3 IGBT 4 制御信号ラッチ回路 41 オン信号検出部 42 オフ信号検出部 43 信号ラッチ部 411 インバ−タゲ−ト 412 ORゲ−ト 416 ANDゲ−ト CONT 制御信号 DR 制御信号 V3P エミッタ−コレクタ電圧 REFERENCE SIGNS LIST 1 control signal insulating unit 10 semiconductor drive circuit 11 diode 12 DC power supply 13 control circuit 101 photocoupler 102 resistor 2 drive unit 3 IGBT 4 control signal latch circuit 41 on signal detection unit 42 off signal detection unit 43 signal latch unit 411 invar -Target 412 OR gate 416 AND gate CONT Control signal DR Control signal V3P Emitter-collector voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H03K 17/78 H03K 17/78 K // H02M 3/00 H02M 3/00 S ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H03K 17/78 H03K 17/78 K // H02M 3/00 H02M 3/00 S

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力用半導体のオン・オフを指令する制
御信号を入力とし、絶縁して出力する制御信号絶縁部、
該制御信号絶縁部と電力用半導体の間に設けられ、前記
制御信号絶縁部出力に応じて前記電力用半導体駆動信号
を出力する駆動部、以上より成る半導体駆動回路におい
て、前記電力用半導体のオン・オフを指令する制御信号
がオンからオフへ変化した瞬間より所定の期間オフ状態
を保持し、オフからオンへ変化した瞬間より所定の期間
オン状態を保持する制御信号ラッチ回路を設けたことを
特徴とする半導体駆動回路。
1. A control signal isolator for receiving a control signal for instructing on / off of a power semiconductor as an input and insulating and outputting the control signal.
A driving unit provided between the control signal insulating unit and the power semiconductor, and configured to output the power semiconductor drive signal in accordance with the output of the control signal insulating unit; A control signal latch circuit that holds the off state for a predetermined period from the moment the control signal for commanding the off state changes from on to off and holds the on state for a predetermined period from the moment the control signal changes from off to on; Characteristic semiconductor drive circuit.
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