JPH1168475A - Drive circuit - Google Patents

Drive circuit

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Publication number
JPH1168475A
JPH1168475A JP22667297A JP22667297A JPH1168475A JP H1168475 A JPH1168475 A JP H1168475A JP 22667297 A JP22667297 A JP 22667297A JP 22667297 A JP22667297 A JP 22667297A JP H1168475 A JPH1168475 A JP H1168475A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power element
mosfet
igbt
gate
drive circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP22667297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Watanabe
博 渡邊
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH1168475A publication Critical patent/JPH1168475A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the malfunction of a power element driven even in a case when a driver IC does not function by providing a charge controlling element between the gate and drain of a switching element MOSFET for turning OFF a power element. SOLUTION: The drain terminal and the gate terminal of N-ch MOSFET 13 constituting a driver IC 14 with P-ch MOSFET 11 are connected through a resistor R17 as a charge controlling element. When a power element IGBT 15 is in an OFF state, and the voltage of an IGBT collector terminal 16, quickly increases, a dV/dT current flows but if a driver IC 14 functions, dV/dT is allowed to escape through MOSFET 13 to maintain the gate of IGBT 15 in an OFF state without being charged. Even if a dV/dT current is generated when IC 14 does not function, MOSFET keeps an ON state by the resistor 17 to prevent the gate of IGBT 15 from being charged to keep IGBT 15 in an OFF state.

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】本発明はパワー素子のドライ
ブ回路に関し、特に、例えばIGBTなどのパワー素子
のゲートを駆動するドライバICに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power element drive circuit, and more particularly to a driver IC for driving a gate of a power element such as an IGBT.

【0002】[0002]

【従来の技術】ゲートドライバICは例えばIGBT等
のパワー素子のゲートを駆動するために用いられてい
る。図3はドライバIC14の構成と、このドライバI
C14とIGBT15との接続関係を示しており、ドレ
イン端子を共通とするP-ch MOSFET11及びN-ch
MOSFET13で構成される、ドライバIC14の
ゲートドライブ出力(ハーフブリッジ出力)はIGBT
15のゲート端子に接続され、前記ゲートドライブ出力
の下側に設けられたN-ch MOSFET13のソース端
子はIGBT15のエミッタ端子に接続されている。ま
た、P-ch MOSFET11のゲートはプレアンプ10
に、N-ch MOSFET13のゲートはプレアンプ12
に各々接続されている。
2. Description of the Related Art A gate driver IC is used for driving a gate of a power element such as an IGBT. FIG. 3 shows the configuration of the driver IC 14 and the driver I.
The connection relationship between C14 and IGBT15 is shown, and the P-ch MOSFET 11 and the N-ch
The gate drive output (half bridge output) of the driver IC 14 composed of the MOSFET 13 is an IGBT
The source terminal of an N-ch MOSFET 13 provided below the gate drive output is connected to the emitter terminal of the IGBT 15. The gate of the P-ch MOSFET 11 is connected to the preamplifier 10.
In addition, the gate of the N-ch MOSFET 13 is
Are connected to each other.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した構成におい
て、IGBT15のゲートとコレクタ間及び、ゲートと
エミッタ間には容量が存在する。したがって、コレクタ
とエミッタ間の電圧が急速に立ち上がる時などには、図
の矢印で示すように、電圧の時間変化dV/dTに対応
する充電電流がIGBTコレクタ端子16からこの容量
に流れる。このとき、ドライバIC14が機能していれ
ばN-ch MOSFET13はONしているので、dV/
dT電流はN-ch MOSFET13を通って逃がされ
る。従って、IGBT15のゲートはチャージされるこ
とはなくOFF状態を維持する。
In the above configuration, capacitance exists between the gate and the collector and between the gate and the emitter of the IGBT 15. Therefore, when the voltage between the collector and the emitter rapidly rises, a charging current corresponding to the time change dV / dT of the voltage flows from the IGBT collector terminal 16 to this capacitor as shown by an arrow in the figure. At this time, if the driver IC 14 is functioning, the N-ch MOSFET 13 is ON, so that dV /
The dT current is released through the N-ch MOSFET 13. Therefore, the gate of the IGBT 15 is not charged and maintains the OFF state.

【0004】ところが、ドライバIC14の電源が何ら
かの理由で切れてしまうなどによりN-ch MOSFET
13がONしておらず、かつ、電圧の時間変化dV/d
Tが大きい場合にはIGBT15がONしてしまう可能
性がある。すなわち、従来のドライバICではその動作
が何らかの理由により保証されない事態が発生した場合
には、電圧変化dV/dTによるIGBT15の誤動作
を防止することが困難であった。
However, the power supply of the driver IC 14 is cut off for some reason, etc.
13 is not ON and the voltage changes over time dV / d
If T is large, the IGBT 15 may be turned on. That is, in the case where the operation of the conventional driver IC is not guaranteed for some reason, it has been difficult to prevent the IGBT 15 from malfunctioning due to the voltage change dV / dT.

【0005】本発明のパワー素子のドライブ回路はこの
ような点に着目してなされたものであり、その目的とす
るところは、ドライバICが機能しないような場合であ
っても、駆動されるパワー素子が誤ってONすることを
簡便な方法で防止することができるパワー素子のドライ
ブ回路を提供することにある。
The drive circuit of the power element according to the present invention has been made in view of such a point. The purpose of the drive circuit is to control the power to be driven even when the driver IC does not function. An object of the present invention is to provide a drive circuit for a power element that can prevent the element from being accidentally turned on by a simple method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明は、パワー素子のドライブ回路であっ
て、入力信号を増幅する増幅部と、この増幅部と、前記
パワー素子との間に接続され、相補的に設けられた一対
のスイッチング素子と、前記一対のスイッチング素子の
うち、前記パワー素子をOFFさせるためのスイッチン
グ素子の前記増幅部に接続されている端子と、前記パワ
ー素子の制御入力に接続されている端子との間に設けら
れたチャージ制御用素子とを具備する。
To achieve the above object, a first aspect of the present invention is a drive circuit for a power element, comprising: an amplifying section for amplifying an input signal; And a pair of switching elements provided complementarily, and a terminal connected to the amplifying part of a switching element for turning off the power element among the pair of switching elements, A charge control element provided between the power element and a terminal connected to the control input of the power element.

【0007】また、第2の発明は、パワー素子のドライ
ブ回路であって、パワー素子と、入力信号を増幅する増
幅部と、この増幅部と、前記パワー素子との間に接続さ
れ、相補的に設けられた一対のスイッチング素子と、前
記一対のスイッチング素子のうち、前記パワー素子をO
FFさせるためのスイッチング素子の前記増幅部に接続
されている端子と、前記パワー素子の制御入力に接続さ
れている端子との間に設けられたチャージ制御用素子と
を具備する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a drive circuit for a power element, comprising a power element, an amplifier for amplifying an input signal, and a complementary circuit connected between the amplifier and the power element. And a power element of the pair of switching elements
A charge control element is provided between a terminal of the switching element for FF connected to the amplifying section and a terminal connected to a control input of the power element.

【0008】また、第3の発明は、第1または第2の発
明において、前記チャージ制御用素子が抵抗素子であ
る。また、第4の発明は、第1または第2の発明におい
て、前記スイッチング素子がMOSFETである。ま
た、第5の発明は、第1または第2の発明において、前
記スイッチング素子がバイポーラトランジスタである。
In a third aspect based on the first or second aspect, the charge control element is a resistance element. In a fourth aspect based on the first or second aspect, the switching element is a MOSFET. In a fifth aspect based on the first or second aspect, the switching element is a bipolar transistor.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。図1は本発明の第1実施形態
の構成を示す図である。図1において、ドレイン端子を
共通とするP-ch MOSFET11及びN-ch MOSF
ET13で構成される、ドライバIC14のゲートドラ
イブ出力(ハーフブリッジ出力)は、IGBT15のゲ
ート端子に接続され、前記ゲートドライブ出力の下側に
設けられたN-ch MOSFET13のソース端子はIG
BT15のエミッタ端子に接続されている。また、N-ch
MOSFET13のドレイン端子とゲート端子とはチャ
ージ制御用素子として抵抗R17を介して接続されてい
る。さらに、P-ch MOSFET11のゲートはマイコ
ン等からの信号が入力されるプレアンプ10に、N-ch
MOSFET13のゲートはマイコン等からの信号が入
力されるプレアンプ12に各々接続されている。抵抗R
17としては、ポリ抵抗や拡散抵抗などが考えられる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a P-ch MOSFET 11 and an N-ch MOSF having a common drain terminal
The gate drive output (half bridge output) of the driver IC 14 composed of the ET 13 is connected to the gate terminal of the IGBT 15, and the source terminal of the N-ch MOSFET 13 provided below the gate drive output is IG
It is connected to the emitter terminal of BT15. Also, N-ch
A drain terminal and a gate terminal of the MOSFET 13 are connected via a resistor R17 as a charge control element. Further, the gate of the P-ch MOSFET 11 is connected to the pre-amplifier 10 to which a signal from a microcomputer or the like is input.
The gate of the MOSFET 13 is connected to the preamplifier 12 to which a signal from a microcomputer or the like is input. Resistance R
17 may be a poly resistance, a diffusion resistance, or the like.

【0010】上記した構成において、今、IGBT15
がOFF状態にある場合において、IGBTコレクタ端
子16の電圧が急激に上昇したときには図の矢印で示す
ように、dV/dT電流がIGBT15のゲートとコレ
クタ間の容量に流れる。このとき、ドライバIC14が
機能していればN-ch MOSFET13はONしている
ので、dV/dT電流はN-ch MOSFET13を通っ
て逃がされる。従って、IGBT15のゲートはチャー
ジされることはなくOFF状態を維持する。
In the above configuration, the IGBT 15
Is in the OFF state, when the voltage of the IGBT collector terminal 16 rapidly rises, a dV / dT current flows through the capacitance between the gate and the collector of the IGBT 15 as shown by the arrow in the figure. At this time, if the driver IC 14 is functioning, the N-ch MOSFET 13 is ON, and the dV / dT current is released through the N-ch MOSFET 13. Therefore, the gate of the IGBT 15 is not charged and maintains the OFF state.

【0011】ここで、前記したようにドライバIC14
が何らかの理由で機能していないような場合は従来の構
成では、IGBT15のゲートはdV/dT電流によっ
てチャージされることにより昇圧され、これによってI
GBT15がONしてしまう。ところが、図1の構成で
はN-ch MOSFET13のドレイン端子とゲート端子
との間に抵抗R17が設けられているので、ドライバI
C14が機能していなくとも、N-ch MOSFET13
はこの抵抗R17によりdV/dt電流が発生したとき
にON状態を維持する。これによって、ドライバIC1
4が機能している場合と同様に、IGBT15のゲート
はチャージされることはなく、IGBT15はOFF状
態を維持される。
Here, as described above, the driver IC 14
Is not functioning for some reason, in the conventional configuration, the gate of the IGBT 15 is boosted by being charged by the dV / dT current, thereby increasing the I
GBT 15 turns ON. However, in the configuration of FIG. 1, since the resistor R17 is provided between the drain terminal and the gate terminal of the N-ch MOSFET 13, the driver I
Even if C14 is not functioning, N-ch MOSFET13
Maintains the ON state when a dV / dt current is generated by the resistor R17. Thereby, the driver IC 1
Similarly to the case where the device 4 functions, the gate of the IGBT 15 is not charged, and the IGBT 15 is kept in the OFF state.

【0012】図2は本発明の第2実施形態の構成を示す
図である。第2実施形態の構成は前記した第1実施形態
と基本的に同一であるが、ドライバIC14のゲートド
ライブ出力を、ドレイン端子を共通とするP-ch MOS
FET11及びN-ch MOSFET13の代わりに、コ
レクタ端子を共通とするPNPトランジスタ19及びN
PNトランジスタ18で構成した点が異なる。この構成
の作用は第1実施形態の作用と同一である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention. The configuration of the second embodiment is basically the same as that of the first embodiment, except that the gate drive output of the driver IC 14 is a P-ch MOS having a common drain terminal.
Instead of the FET 11 and the N-ch MOSFET 13, a PNP transistor 19 and a N
The difference is that the PN transistor 18 is used. The operation of this configuration is the same as the operation of the first embodiment.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明によれば、ドライバICが機能し
ないような場合であっても、駆動されるパワー素子が誤
ってONすることを簡便な方法で防止することができ、
しいては、パワー素子の誤動作による2次的な不具合
(パワー素子の破壊、機器の誤動作)を防止することが
できるようになる。
According to the present invention, even when the driver IC does not function, it is possible to prevent the power element to be driven from being accidentally turned ON by a simple method.
As a result, it is possible to prevent a secondary problem (destruction of the power element, malfunction of the device) due to a malfunction of the power element.

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

【図1】本発明の第1実施形態の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.

【図3】従来のゲートドライブ回路の構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a conventional gate drive circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…プレアンプ、 11…P-ch MOSFET、 12…プレアンプ、 13…N-ch MOSFET、 14…ドライバIC、 15…IGBT、 16…IGBTコレクタ端子、 17…抵抗R、 18…NPNトランジスタ、 19…PNPトランジスタ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Preamplifier, 11 ... P-ch MOSFET, 12 ... Preamplifier, 13 ... N-ch MOSFET, 14 ... Driver IC, 15 ... IGBT, 16 ... IGBT collector terminal, 17 ... Resistor R, 18 ... NPN transistor, 19 ... PNP Transistor.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パワー素子のドライブ回路であって、 入力信号を増幅する増幅部と、 この増幅部と、前記パワー素子との間に接続され、相補
的に設けられた一対のスイッチング素子と、 前記一対のスイッチング素子のうち、前記パワー素子を
OFFさせるためのスイッチング素子の前記増幅部に接
続されている端子と、前記パワー素子の制御入力に接続
されている端子との間に設けられたチャージ制御用素子
と、 を具備することを特徴とするパワー素子のドライブ回
路。
1. A drive circuit for a power element, comprising: an amplifying section for amplifying an input signal; a pair of complementary switching elements connected between the amplifying section and the power element; Of the pair of switching elements, a charge provided between a terminal connected to the amplifier of the switching element for turning off the power element and a terminal connected to a control input of the power element. A drive circuit for a power element, comprising: a control element;
【請求項2】 パワー素子と、 入力信号を増幅する増幅部と、 この増幅部と、前記パワー素子との間に接続され、相補
的に設けられた一対のスイッチング素子と、 前記一対のスイッチング素子のうち、前記パワー素子を
OFFさせるためのスイッチング素子の前記増幅部に接
続されている端子と、前記パワー素子の制御入力に接続
されている端子との間に設けられたチャージ制御用素子
と、 を具備することを特徴とするパワー素子のドライブ回
路。
2. A power element, an amplifying section for amplifying an input signal, a pair of switching elements connected between the amplifying section and the power element and provided complementarily, and the pair of switching elements. A charge control element provided between a terminal connected to the amplification unit of the switching element for turning off the power element and a terminal connected to a control input of the power element; A drive circuit for a power element, comprising:
【請求項3】 前記チャージ制御用素子が、抵抗素子で
あることを特徴とする請求項1または2記載のパワー素
子のドライブ回路。
3. The drive circuit according to claim 1, wherein the charge control element is a resistance element.
【請求項4】 前記スイッチング素子が、MOSFET
であることを特徴とする請求項1または2記載のパワー
素子のドライブ回路。
4. The switching device according to claim 1, wherein the switching element is a MOSFET.
The drive circuit for a power element according to claim 1, wherein:
【請求項5】 前記スイッチング素子が、バイポーラト
ランジスタであることを特徴とする請求項1または2記
載のパワー素子のドライブ回路。
5. The drive circuit for a power element according to claim 1, wherein the switching element is a bipolar transistor.
JP22667297A 1997-08-22 1997-08-22 Drive circuit Pending JPH1168475A (en)

Priority Applications (1)

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JP22667297A JPH1168475A (en) 1997-08-22 1997-08-22 Drive circuit

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JP (1) JPH1168475A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006319711A (en) * 2005-05-13 2006-11-24 Kyosan Electric Mfg Co Ltd Gate drive circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006319711A (en) * 2005-05-13 2006-11-24 Kyosan Electric Mfg Co Ltd Gate drive circuit

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