JPH11215835A

JPH11215835A - 電力用非接地半導体スイッチの駆動回路

Info

Publication number: JPH11215835A
Application number: JP10029262A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ishimatsu; 賢治石松; Fumio Ueno; 文男上野; Ichiro Ota; 一郎大田; Kensho Hara; 憲昭原
Original assignee: Kumamoto Prefecture
Current assignee: Kumamoto Prefecture
Priority date: 1998-01-26
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 1999-08-06

Abstract

(57)【要約】【目的】回路素子が極めて少なく、簡単な構成で、低
コストであり、しかも磁性の影響がなく、回路のＩＣ化
を実現し得る電力用非接地半導体スイッチの駆動回路を
提供する。【構成】非接地状態で負荷に対してオン・オフのスイ
ッチング動作を行なう半導体スイッチと、クロック供給
回路と、を有し、クロック供給回路は、光結合素子と、
この光結合素子と閉回路を構成するように設けられた電
源電圧供給用キャパシタと、該電源電圧供給用キャパシ
タを充電させる電源と、キャパシタ電圧充放電切換え手
段と、を備えている。キャパシタ電圧充放電切換え手段
により半導体スイッチをオフ動作させるときには前記電
源から該電源電圧供給用キャパシタを充電させるととも
に、前記半導体スイッチをオン動作させるときには、電
源電圧供給用キャパシタの充電電圧を電源として該半導
体スイッチを駆動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばスイッチト
キャパシタ変成器で使用される電力用非接地半導体スイ
ッチの駆動回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、小形軽量化、高効率化を実現し得
る電源装置として複数のキャパシタの接続状態をスイッ
チで高速に切換えることにより電圧の昇圧、降圧等を行
なえるスイッチトキャパシタ変成器を用いた電源の開発
が行なわれている。特開平９−２８５１３２号には、こ
のようなスイッチトキャパシタ変成器を用いたスイッチ
トキャパシタ形ＤＣ−ＡＣ変換器が示されており、その
回路構成を図３に、クロック信号を図４に示す。

【０００３】このスイッチトキャパシタ形ＤＣ−ＡＣ変
換器は、直流入力電源１００の直流電圧を図４のＶ２に
示す疑似的な正弦波に変換する回路である。

【０００４】図３に示すように、４個のキャパシタＣ
１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は常時直列に接続され、直流入力
電源１００と接続されている。選択回路１０２は、電圧
平均化用キャパシタＣ５の負極側に接続された４個のス
イッチ、Ｓ１ａ、Ｓ２ａ、Ｓ３ａ、Ｓ４ａ及び同正極側
に接続された４個のスイッチＳ１ｂ、Ｓ２ｂ、Ｓ３ｂ、
Ｓ４ｂで構成される。また、図４（ａ）に示すクロック
Φｅ１、Φｅ２、Φｅ３、Φｅ４が高レベルのとき、ス
イッチ（Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ）、（Ｓ２ａ、Ｓ２ｂ）、（Ｓ
３ａ、Ｓ３ｂ）、（Ｓ４ａ、Ｓ４ｂ）がそれぞれオンす
る。つまり、選択回路１０２は、図５（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）に示すように、平均化用キャパシタＣ５
をキャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の各々に順次並列
接続させる。したがって、各キャパシタＣ１、Ｃ２、Ｃ
３、Ｃ４の電圧は、それぞれ直流入力電源１００の電圧
Ｖｉを４分割した電圧に平均化される。つまり、ノード
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の電位は、各々１／４Ｖｉ、２
／４Ｖｉ、３／４Ｖｉ、４／４Ｖｉである。

【０００５】直列に接続されたキャパシタＣ１、Ｃ２、
Ｃ３、Ｃ４から電荷を取り出すための選択回路１０４
は、スイッチＳｏ１、Ｓｏ２、Ｓｏ３、Ｓｏ４により構
成される。これらのスイッチＳｏ１、Ｓｏ２、Ｓｏ３、
Ｓｏ４を制御するクロック信号Φｏ１、Φｏ２、Φｏ
３、Φｏ４を図４（ｂ）に示す。時間の経過と共に、出
力電圧Ｖｏが正弦波を倣うようにスイッチを順次導通さ
せれば、疑似正弦波を形成することができる。極性切換
回路１０６は、スイッチＳＰの組とＳＮの組で構成さ
れ、いずれか一方の組がオンになる。図４（ｂ）に示す
ΦＰが高レベルのとき、２つのスイッチＳＰがオンし、
負荷抵抗ＲＬを左から右に電流が流れる。ΦＮが高レベ
ルのとき、２つのスイッチＳＮがオンすると負荷抵抗Ｒ
Ｌに右から左に電流が流れる。このようにして、極性反
転が達成され、負荷抵抗ＲＬには疑似正弦波が印加され
る。

【０００６】このスイッチトキャパシタ形ＤＣ−ＡＣ変
換器は、入力直流電源１００とキャパシタＣ１〜Ｃ４が
常時接続されているので、キャパシタ間の接続を高周波
のスイッチイングによる高速切換えであるにもかかわら
ず、入力電源にインパルス電流が流れず、その他回路全
体への影響を生じさせないようにしている。その他の特
長として、電力変換効率が高い、比較的小さなキャパシ
タ容量で構成できる、コイルやトランスなどの磁性部品
を使用していない、ＩＣ化が可能など優れた特長を持っ
ている。

【０００７】図３の回路のみならず、スイッチトキャパ
シタ形変換器等で使用するスイッチは、高速でオン・オ
フ動作する必要があり、かつスイッチの数が多い。その
ため、高速、高周波駆動で、ゲート駆動電力も小さな電
力でよいｎチャネルＭＯＳＦＥＴがよく使用される。

【０００８】選択回路１０２と１０４に適用されるスイ
ッチは、クロックのタイミングにより、その両端間に正
電圧および負電圧が印加される。かつ、その両端子の電
位は０ＶからＶｉまでの高電位が印加される。そのた
め、もし単一のＭＯＳＦＥＴでスイッチを使用すると、
ドレイン・ソース間の寄生ダイオードにより、ゲート・
ソース間電圧の如何にかかわらずスイッチがオンしてし
まう。そこで、寄生ダイオードによる導通を防止するた
めに、２個のｎチャネル形パワーＭＯＳＦＥＴのソース
端子同士を接続させ、かつ両方のゲート端子を接続させ
た構成にした非接地ＭＯＳＦＥＴスイッチを使用してい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】一般に、スイッチトキ
ャパシタ変成器を用いた電源は、非接地半導体スイッチ
が多数必要になる。例えば、上記のスイッチトキャパシ
タ形ＤＣ−ＡＣ変換器の選択回路１０２と１０４におい
ては、１２個の非接地スイッチを必要とする。一方、非
接地半導体スイッチの駆動回路は、スイッチと接地とを
電気的に絶縁しなければならないので、複雑な回路構成
になる。そのため、非接地半導体スイッチの駆動回路を
小形化、低消費化することが、重要なテーマになってい
る。

【００１０】図６（ａ）は、上記スイッチトキャパシタ
形ＤＣ−ＡＣ変換器に用いられる非接地半導体スイッチ
の駆動回路である。この駆動回路では、非接地の直流別
電源がフォトカプラ１１０、ドライバＩＣ１１２に接続
している。この駆動回路は、入力されたクロックΦの信
号レベルをフォトカプラを通してドライバＩＣに伝え、
ドライバＩＣで非接地のスイッチＳｋを駆動させる。し
かし、この駆動回路は、非接地半導体スイッチの数に対
応する数の非接地の直流別電源（補助電源）を必要とす
る。そのため、スイッチトキャパシタ形ＤＣ−ＡＣ変換
器等のような多数の非接地半導体スイッチで構成される
回路は、小形、軽量化を実現できないという問題があ
る。

【００１１】また、図６（ｂ）は、パルストランス１１
４を用いた非接地半導体スイッチＳｋの駆動回路であ
る。この駆動回路は、一般的に良く使用されており、そ
の特長は高速、高効率である。また、この駆動回路は、
クロック周波数が高い場合は効率よく電気エネルギーを
伝達できるものの、クロック周波数が低い場合には効率
が低下し、よって、大型のパルストランスが必要とな
る。さらに、パルストランスは、磁性部品であるため、
ＩＣ化ができないという問題がある。

【００１２】さらに、図６（ｃ）はフォトボルカプラ１
１６と、フォトカプラ１１８を組み合わせて非接地スイ
ッチＳｋにクロック信号を供給する回路である。この回
路は、信号レベルの伝達にフォトカプラを、電力の供給
にフォトボルカプラを使っているので、非常に絶縁性が
高い。しかし、フォトボルカプラの電力伝達効率が低い
ため、消費電力が大きく、さらに、数十ｋＨｚ以上の高
速な動作は困難であるという問題がある。

【００１３】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、回路素子が極めて少な
く、簡単な構成で、低コストであり、しかも磁性の影響
がなく、回路のＩＣ化を実現し得る電力用非接地半導体
スイッチの駆動回路を提供することである。本発明の他
の目的は、低いクロック周波数から高いクロック周波数
まで広い帯域で確実にオン・オフ駆動させることのでき
る電力用非接地半導体スイッチの駆動回路を提供するこ
とである。更に本発明の他の目的は、非接地半導体スイ
ッチの端子に高電位を加えることができ、かつ、端子の
電位はどちら側が高くなっても低くなっても確実にオン
・オフ駆動させることのできる電力用非接地半導体スイ
ッチの駆動回路を提供することである。

【００１４】

【問題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、非接地状態で負荷に対してオン・オ
フのスイッチング動作を行なう半導体スイッチと、この
半導体スイッチにクロック信号を供給するクロック供給
回路とを有し、該クロック供給回路は、前記半導体スイ
ッチに接続され、光を感知して該半導体スイッチに電気
信号を供給する光結合素子と、この光結合素子と閉回路
を構成するように接続された電源電圧供給用キャパシタ
と、この電源電圧供給用キャパシタに接続され、該電源
電圧供給用キャパシタを充電させる電源と、前記光結合
素子を介して前記半導体スイッチをオフ動作させるとき
には前記電源から該電源電圧供給用キャパシタを充電さ
せるとともに、前記半導体スイッチをオン動作させると
きには、前記電源から電源電圧供給用キャパシタへの充
電回路を開き、該電源電圧供給用キャパシタの充電電圧
を電源として該半導体スイッチを駆動させるキャパシタ
電圧充放電切換え手段と、からなる電力用非接地半導体
スイッチの駆動回路から構成される。

【００１５】また、前記キャパシタ電圧充放電切換え手
段は、前記光結合素子の発光素子に光起動電圧を生じさ
せ得るように接続されたクロック信号発生器と、このク
ロック信号発生器のクロック信号を受けてオン・オフ
し、前記充電回路における電源電圧供給用キャパシタを
前記電源及び接地側から電気的に遮断させる状態と、導
通させる状態と、を選択的にとりうるスイッチ素子と、
を含むこととしても良い。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例による電
力用非接地半導体スイッチの駆動回路１０の概略構成を
示す。

【００１７】この電力用非接地半導体スイッチの駆動回
路１０は、図３ないし図５に示したスイッチトキャパシ
タ形ＤＣ−ＡＣ変換器の選択回路１０２と１０４に含ま
れるスイッチの駆動に用いられる場合を例示する。この
非接地半導体スイッチは、その両端電位は０から数百Ｖ
の高電位になり、かつスイッチの両端子が高低いずれの
電位状態となっても動作し得る双方向スイッチとして機
能することが必要である。半導体スイッチは、低いオン
抵抗、高速、高周波駆動で、ゲート駆動電力も小さな電
力でよいＭＯＳＦＥＴが好適である。ＭＯＳＦＥＴはｐ
チャネル、ｎチャネルのいずれのタイプを用いてもよ
い。

【００１８】図１に示す非接地半導体スイッチＳｋは、
２個のｎチャネルＭＯＳＦＥＴのソース端子同士を接続
させ、かつ両方のゲート端子を接続させた構成であり、
共通のゲート端子Ｔ１とドレイン端子Ｔ３、Ｔ４と、共
通のソース端子Ｔ２を備えている。ＭＯＳＦＥＴの構造
上、各々ソース側からドレイン側に対して順方向の寄生
ダイオードＤ１、Ｄ２が形成されている。

【００１９】非接地スイッチＳｋにクロック信号を供給
するクロック供給回路１１は、クロック供給回路ＩＣ１
と、電気的に絶縁させた状態でクロック供給回路ＩＣ１
から出力されるクロックで非接地半導体スイッチＳｋを
駆動させる光結合素子１２と、この光結合素子１２に並
列に接続された電源電圧供給用キャパシタ１４と、この
キャパシタ１４を充電させるキャパシタ電圧充放電切替
回路１６から構成されている。

【００２０】光結合素子１２は、例えばＬＥＤ等の発光
素子２０ａと、フォトトランジスタ等の受光素子２０ｂ
を備え、入出力間を電気的に絶縁させた状態で光を媒体
として電気信号を伝達する。

【００２１】電源電圧供給用キャパシタ１４は、フォト
カプラ２０とドライバＩＣ１８に常時並列接続され、こ
れら光結合素子１２が稼働するための電力を供給してい
る。

【００２２】キャパシタ電圧充放電切替回路１６は、信
号発生回路ＩＣ１が低レベルのときキャパシタ１４を充
電させる回路であり、信号発生回路ＩＣ１が高レベルの
ときキャパシタ１４を非接地にする回路である。キャパ
シタ１４の正極側はダイオード２８ｂを介して直流電源
ＶＤＤに接続されており、同キャパシタ１４の負極側
は、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（２８ａ）のドレインに接
続さている。ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（２８ａ）のソー
スは接地され、そのゲートは信号発生回路ＩＣ１の出力
するクロックを反転させるインバータＩＣ（２６）の出
力に接続されている。

【００２３】次に、図１の非接地半導体スイッチ駆動回
路の動作を説明する。

【００２４】クロック信号発生器ＩＣ１のクロック信号
Φが低レベル（０Ｖ）のとき、インバータ２６を介し
て、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（２８ａ）のゲート端子は
高レベルであり、ＭＯＳＦＥＴ（２８ａ）はオンしてい
る。また、ダイオードからなるスイッチ２８ｂは、電源
ＶＤＤから電源電圧供給用キャパシタ１４に向けて順方
向であるから、導通している。このとき、電源ＶＤＤ→
ダイオード（２８ｂ）→電源電圧供給用キャパシタ１４
→ＭＯＳＦＥＴ（２８ａ）を通る電流によって、電源電
圧供給用キャパシタ１４は直流電源ＶＤＤまで充電され
る。

【００２５】このとき、フォトカプラ２０の出力は低レ
ベルであり、またドライブＩＣの出力は低レベルであ
り、非接地半導体スイッチＳｋのゲート・ソース間には
電圧が印加されず、非接地スイッチＳｋはオフである。
ここで、スイッチ２８ａが導通しているので、非接地ス
イッチＳｋのソース端子Ｔ２は接地されている。非接地
スイッチＳｋがオフであり、端子Ｔ３、Ｔ４の電位が正
であるため、寄生ダイオードＤ１、Ｄ２は逆バイアスさ
れている。そのため、端子Ｔ３，Ｔ４は接地と遮断され
ており、非接地スイッチＳｋはオフ状態を維持できる。
また、非接地スイッチＳｋのＴ３，Ｔ４の電位はＭＯＳ
ＦＥＴの耐圧まで加えることができ、端子Ｔ３とＴ４間
の電位差が正でも負でも、非接地スイッチＳｋは確実に
オフ状態を維持できる。

【００２６】次にクロック信号発生器ＩＣ１の信号Φが
高レベル（ＶＤＤ）のとき、インバータ２６を介してＭ
ＯＳＦＥＴ（２８ａ）のゲート電圧は零であり、スイッ
チ２８ａはオフである。そして、ダイオード２８ｂは、
電源ＶＤＤから電源電圧供給用キャパシタ１４に向けて
順方向であるから、オフ状態である。これによって電源
電圧供給用キャパシタ１４及び非接地スイッチの端子Ｔ
１，Ｔ２は非接地の状態である。そして、フォトカプラ
２０、ドライバＩＣ１８は、電源電圧供給用キャパシタ
１４に貯えられた電力により動作し、非接地スイッチＳ
ｋのゲート・ソース間に正電圧を印加させて、非接地半
導体スイッチＳｋを確実に導通させている。

【００２７】実施例では、電源電圧供給用キャパシタ１
４は、クロック信号Φの周波数が高いので、積層セラミ
ックコンデンサを使用している。このキャパシタは、電
荷の充放電できる素子であればよい。光結合素子は、実
施例において、出力がロジックタイプのフォトカプラ２
０と非接地半導体スイッチＳｋを高速に駆動させるため
ＭＯＳＦＥＴドライバＩＣ１８で構成されている。

【００２８】キャパシタ電圧充放電切換え回路のスイッ
チ（２８ａ、２８ｂ）は、クロック信号を受けてオン・
オフスイッチイングさせる素子であればよい。充電回路
のダイオード２８ｂはｎチャネルＭＯＳＦＥＴやバイポ
ーラトランジスタを用いてもよく、スイッチ素子２８ａ
はバイポーラトランジスタでもよい。クロック信号発生
器ＩＣ１のクロックが低レベルのとき、非接地スイッチ
Ｓｋはオンであり、電源電圧供給用キャパシタ１４の負
極側の電位は、非接地スイッチＳｋのドレイン端子Ｔ
３、Ｔ４と同電位になる。そのため、ダイオード２８ａ
とＭＯＳＦＥＴスイッチ２８ｂの降伏電圧は、非接地ス
イッチＳｋに加わる電位の最大値より高くなければなら
ない。

【００２９】非接地半導体スイッチＳｋは、電流が双方
向に流れるスイッチである。端子Ｔ３からＴ４への方向
にしか電流が流れない非接地半導体スイッチを実現する
には、端子Ｔ４側のＭＯＳＦＥＴの代わりに寄生ダイオ
ードＤ４と同じ極性にダイオードを接続してもよい。

【００３０】図２は非接地半導体スイッチＳｋの端子
（Ｔ３，Ｔ４）の電位が負の場合の実施例である。この
実施例では、非接地半導体スイッチＳｋは、２個のｐチ
ャネルパワーＭＯＳＦＥＴのソース同士とゲート同士を
各々接続させた構成であり、Ｄ３、Ｄ４がＭＯＳＦＥＴ
の持つ寄生ダイオードである。また、キャパシタ電圧充
放電切換え回路１６のスイッチ２８ａは、ｐチャネルＭ
ＯＳＦＥＴから構成され、そのソース端子は直流電源Ｖ
ＤＤに接続され、ダイオード２８ｂは接地側に配置され
ている。さらに、この第２の実施例では、電源電圧供給
用キャパシタ１４の高電位側が、非接地スイッチＳｋの
共通ソース端子Ｔ２に接続されている。他の回路構成は
前記した実施例と同一であり、前記第１実施例と同一の
符号及び番号を付している。

【００３１】この実施例では、クロック信号発生器ＩＣ
１が生成するクロック信号Φが低レベル（０Ｖ）のとき
は、スイッチ２８ａのゲート・ソース間電圧は−ＶＤＤ
となり、同スイッチ２８ａはオンしている。ダイオード
からなるスイッチ２８ｂは、電源ＶＤＤから接地に向け
て順方向であるから、導通している。そして、電源ＶＤ
Ｄ→スイッチ２８ａ→電源電圧供給用キャパシタ１４→
ダイオード２８ｂを通る電流によって、キャパシタ１４
はＶＤＤの電位まで充電される。

【００３２】このとき、インバータ２６を介してフォト
カプラ２０の入力には高電圧が印加しており、ドライバ
ＩＣ１８の出力は高電位であるが、ｐチャネルＭＯＳＦ
ＥＴスイッチＳｋのソース端子Ｔ２の電位も高電位であ
るため、同スイッチＳｋのゲート・ソース間電圧は零で
あり、非接地スイッチＳｋはオフである。また、ソース
端子Ｔ２は直流電源ＶＤＤに接続されるが、ドレイン端
子Ｔ３、Ｔ４は負電位であるから寄生ダイオードＤ３、
Ｄ４は逆バイアスされている。その結果、端子Ｔ３、Ｔ
４は直流電源ＶＤＤと絶縁され、非接地スイッチＳｋは
オフ状態を維持できる。

【００３３】次に、クロック信号Φが高レベル（ＶＤ
Ｄ）のときは、ＭＯＳＦＥＴスイッチ２８ａのゲート・
ソース間電圧は零であり、同スイッチ２８ａはオフ状態
である。そして、非接地スイッチＳｋの端子Ｔ３、Ｔ４
は負電位であるから、ソース端子Ｔ２に接続された電源
電圧供給用キャパシタ１４の高電位側もこれに対応して
負電位である。よって、接地側が高い電位状態であり、
ダイオード２８ｂはオフであり、その結果、電源電圧供
給用キャパシタ１４及び光結合素子１２は非接地の状態
である。このとき、フォトカプラ２０とドライバＩＣ１
８の出力は低レベルであり、非接地スイッチＳｋのゲー
ト・ソース間は負電圧（−ＶＤＤ）が印加されており、
非接地スイッチＳｋを確実にオン動作させる。

【００３４】キャパシタ電圧充放電切替回路のダイオー
ド（２８ｂ）は、ｐチャネルＭＯＳＦＥＴやバイポーラ
トランジスタを用いてもよい。また、ｐチャネルＭＯＳ
ＦＥＴ（２８ａ）は、バイポーラトランジスタでもよ
い。

【００３５】非接地半導体スイッチＳｋは、電流が双方
向に流れるスイッチである。端子Ｔ４からＴ３の方向に
しか電流が流れない非接地半導体スイッチを実現するに
は、端子Ｔ４側のＭＯＳＦＥＴの代わりに寄生ダイオー
ドＤ４と同じ極性にダイオードを接続してもよい。

【００３６】本発明に係る電力用非接地半導体スイッチ
の駆動回路は、上記した実施例構成に限るものではな
く、スイッチトキャパシタ形変成器、その他非接地での
スイッチングが必要な任意の回路装置に適用可能であ
る。

【発明の効果】

【００３７】以上のように、本発明は、電力用非接地半
導体スイッチを高速で、しかも確実に駆動させることが
できるばかりでなく、別電源を必要とせず、電力損失も
少なく、回路構成が極めて簡単であるうえに、部品点数
が極めて少ない駆動回路を構成できる。

【００３８】さらに、本発明によれば、非接地スイッチ
回路の端子には０ＶからＭＯＳＦＥＴの耐圧までの高い
電位を加えることができ、かつ、端子の電位はどちら側
が高くなっても低くなっても確実にオン・オフ動作させ
ることが可能である。

【００３９】本発明は、コイルやトランスなどの磁性部
品を使用せず、キャパシタ、ＭＯＳＦＥＴ、ダイオー
ド、フォトカプラ、ロジックＩＣ等の比較的ＩＣ化可能
な素子で構成されいるので、ＩＣ化が可能である。

【００４０】従来の電源回路は、トランスやコイル等の
磁性部品を用いているので、ＩＣ化が困難である。上記
の実施例で示したようなスイッチトキャパシタ変成器を
用いた電源回路は、磁性部品を使用せず、回路のＩＣ化
が可能となる。しかし、スイッチトキャパシタ変成器で
は、多数の非接地半導体スイッチを使用するため、従来
の非接地半導体スイッチを駆動する回路を使用した場
合、ＩＣ化に適さなかった。本発明の非接地半導体スイ
ッチ駆動回路を用いてスイッチトキャパシタ変成器を動
作させることにより、これまで成しえなかった、電源回
路のＩＣ化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る非接地半導体スイッチをｎチャネ
ルＭＯＳＦＥＴで構成した場合の具体回路構成図であ
る。

【図２】実施例に係る非接地半導体スイッチをｐチャネ
ルＭＯＳＦＥＴで構成した場合の具体回路構成図であ
る。

【図３】本発明実施例を兼ねた従来のスイッチトキャパ
シタ形ＤＣ−ＡＣコンバータ回路構成図である。

【図４】図３に示す回路を制御するクロック信号および
出力電圧の波形を示すグラフ図である。

【図５】図３の回路動作説明のダイアグラム図である。

【図６】従来の電力用非接地半導体スイッチの駆動回路
の概略回路構成説明図である。

【符号の説明】

１０電力用非接地半導体スイッチの駆動回路１１クロック供給回路１２光結合素子１４電源電圧供給用キャパシタ１６キャパシタ電圧充放電切換え回路１８ドライバＩＣ２０フォトカプラ２２閉回路２４充電回路２６インバータ２８ａＭＯＳＦＥＴスイッチ２８ｂダイオードＳｋ非接地半導体スイッチＩＣ１クロック信号発生器ＶＤＤ直流電源Ｔ１非接地半導体スイッチの制御端子（ゲート端子) Ｔ２非接地半導体スイッチの制御端子（ソース端子) Ｔ３，Ｔ４非接地半導体スイッチの外部接続端子Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４寄生ダイオード

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非接地状態で負荷に対してオン・オフの
スイッチング動作を行なう半導体スイッチと、この半導体スイッチにクロック信号を供給するクロック
供給回路と、を有し、該クロック供給回路は、前記半導体スイッチに接続さ
れ、光を感知して該半導体スイッチに電気信号を供給す
る光結合素子と、この光結合素子と閉回路を構成するように接続された電
源電圧供給用キャパシタと、この電源電圧供給用キャパシタを充電させる電源と、前記光結合素子を介して前記半導体スイッチをオフ動作
させるときには前記電源から該電源電圧供給用キャパシ
タを充電させるとともに、前記半導体スイッチをオン動
作させるときには、前記電源から電源電圧供給用キャパ
シタへの充電回路を開き、該電源電圧供給用キャパシタ
の充電電圧を電源として該半導体スイッチを駆動させる
キャパシタ電圧充放電切換え手段と、からなる電力用非
接地半導体スイッチの駆動回路。
【請求項２】前記キャパシタ電圧充放電切換え手段は、
前記光結合素子の発光素子に光起動電圧を生じさせ得る
ように接続されたクロック信号発生器と、このクロック信号発生器のクロック信号を受けてオン・
オフし、前記充電回路における電源電圧供給用キャパシ
タを前記電源及び接地側から電気的に遮断させる状態と
導通させる状態とを選択的にとりうるスイッチ素子と、
を含む請求項１記載の電力用非接地半導体スイッチの駆
動回路。