JPS59218038A - トランジスタ駆動回路 - Google Patents

トランジスタ駆動回路

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JPS59218038A
JPS59218038A JP58092047A JP9204783A JPS59218038A JP S59218038 A JPS59218038 A JP S59218038A JP 58092047 A JP58092047 A JP 58092047A JP 9204783 A JP9204783 A JP 9204783A JP S59218038 A JPS59218038 A JP S59218038A
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JP
Japan
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transistor
main
circuit
power supply
driving
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JP58092047A
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JPS6412195B2 (ja
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Shoichi Furuhata
古畑 昌一
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic 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
    • H03K17/60Electronic 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 bipolar transistors

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は負荷に電流を繰返し開閉して供給するパワート
ランジスタのベース(ゲート)を1堅動するための、簡
単、安価に構成された駆動回路に関する。
〔従来技術とその問題点〕
以下各図の説明において同一の符号は同一または相当部
分を示す。
第1図は一例としていわゆるDCチョッパー回路内にお
ける従来のパワートランジスタの駆動回路の例を示す。
図中1は直流の主電源、2はパワートランジスタとして
の主トランジスタ6にベース電流Iblを供給する駆動
電源、3は該ベース電流IblをFtU限する抵抗、4
は駆動トランジスタ、7は負荷でこの場合はモータの例
を示す。8は該モータの電流の断続時に、核モータのイ
ンダクタンスにもとづく誘起電圧を吸収するフリーホイ
ーリングダイオードである。
次に本回路の動作を述べると、図外の制御回路から駆動
トランジスタ4のベースに、傍の波形で示されるような
、操返してM続される、制御信号C8としてのベース電
流Ib2を与えて駆動トランジスタ4を操返し開閉させ
ると、駆動トランジスタ4がONのときは、主トランジ
スタ6の前記ベース電流Iblは駆動トランジスタ4の
コレクタ・エミッタにより短絡されて、主トランジスタ
6はOFFとなり、駆動トランジスタ4がOFFのとき
は前記ベース電流Iblが主トランジスタ6に供給され
て主トランジスタ6はONし、モータ7に主電源1の電
圧が加えられる。このようにして前記ベース電流Ib2
の断続の時間比を可変することにより、主電源1から負
荷7に与えられる平均電圧が可変できモータの制御がで
きる。
上記の例のように主トランジスタ6を駆動するための駆
動電源2は、従来は主電源1とは独立して設けられてお
り、第2図に示すようないわゆる三相インバータの主回
路構成のように多くの主トランジスタ(6−1,〜、6
−6)を必甥とする回路では、主トランジスタと同数の
独立した駆動電源が必要となり、駆動回路が複雑、高価
となる欠点がある。
この欠点を排除する方法の一つとして、主トランジスタ
のベース駆動を主電源の電圧を利用して行う方法があり
、第3図にその回路の一例を示す。
この回路では駆動トランジスタ4のOFFのとき、主ト
ランジスタ6のベース電流Iblを主電源1より抵抗3
を介して供給して主トランジスタ6をONさせ、また駆
動トランジスタ4のONのときし 前記ベース電流I −@= 1を駆動トランジスタ4の
コレクタOエミッタにより短絡して主トランジスタをO
FFする。しかしながらこの回路は図のように主トラン
ジスタ6のコレクタ(1111に負荷を置かねばならぬ
と言った回路構成上の制約があり、各種の回wjIN成
に適用できない欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は上述の欠点を除き、主電源の電圧を利用
し、かつ多種類の主回路構成Cども適用可能な主トラン
ジスタの駆動回路を提供しようきするもので、これによ
り駆・・(0回路の構成を簡単かつ低価格となるように
し、駆動回路を通称パワートランジスタモジュールと呼
ばれる個別半導体製品にも容易に内蔵できるようにする
こ吉である。
〔発明の要点〕
本発明の要点はコレクタ・エミッタ(ドレイン・ソース
)を直流電源と直列に接続さイル1負荷に電流を繰返し
開閉して供給するパワートランジスタからなる開閉手段
と、該開閉手段に並列接続され、前記開閉手段がオフの
状態において前記開閉  I手段に印加される前記直流
電源の電圧により、ダイオードと抵抗との直列接続を介
して光↑ILされるコンデンサと、前記繰返し開閉を指
令する?l?lI御信号によりインピーダンスを可変す
る、トランジスタまたはホトカプラ内のホトトランジス
タ、などのインピーダンス可変手段と、該インピーダン
ス可変手段を含み、前記コンデンサに並列接続されて前
記コンデンサの電Wを分圧する分用手段と、を備え、該
分圧手段の分圧点を前記開閉手段の開閉信号入力点とし
てのベース(ゲート)に接続するようにした点にある。
〔発明の実施例〕
以下第4〜9図にもさづいて本発明を説明する。
第4図は本発明の一実施例としての第1図に対応する回
路構成図である。第4図(A)において第・ 1図との
相異は主トランジスタ6のベース電流Ib1を供給する
駆Nb電源2に代りコンデンサ9、抵抗lO、ツェナー
ダイオ−1−’11、ダイオード12が付加されている
点である。第4図(A)の動作を第8図の波形と対応し
つ説明すると、駆動トランジスタ4に制御信号C8とし
てのベース電流Ib2が印加され、駆動トランジスタ4
がONの状態(第8図期間T1.)では主トランジスタ
6のベース・エミッタは駆動トランジスタ4により短絡
されて主トランジスタ6はOFF従って主トランジスタ
6のコレクターエミッタ間には主゛市源1の電圧が印加
されて16す、コンデンサ9は宇宙1源1→ダイオード
12→抵抗10→コンデンサ9→負荷7の閉回路で急速
に充電される。なお抵抗10を通る@ 流の一部は抵抗
3・→駆動トランジスタ4のコレクターエミッタに分流
したのち再び合流する。この(!:きツェナダイオード
11はコンデンサ9の充電電圧がCが過大とならぬよう
に制限するが、回路条件によっては省略することができ
る。
次に前記ベース電流rb2の流入を止め駆動トランジス
タ4をOFF、:した状態(禰8図期間T2)では主ト
ランジスタ6にはコンデンサ9から抵抗3を介してベー
ス電流Iblが供給され主トランジスタ6はONする。
このとき主トランジスタ6のコレクタ・エミッタ電圧は
コレクク隋和電圧まで低下するが、主トランジスタ6の
コレクターエミッタへのコンデンサ9の放電は・々゛イ
オード12より阻止されて、コンデンサ9の充電電圧e
cはゆるやかに下降する。
現在この種のパワートランジスタの1必用では主トラン
ジスタ6を高周波で1田閉スイツチングすることが一般
化しており、このスイッチングの周期と主トランジスタ
の特性などに対応して抵抗10゜3やコンデンサ9など
の値を・1定することができる。
第4図(]3)は第4図(A)の駆動トランジスタ4に
代りホトカプラPC内のホトトランジスタ41Dに流れ
る、制御信号C8としてのl1liT電流、IFの甥続
によって行われ、制御信号csを出力する制御回路と絶
縁された極めて簡単な回路が実現できる。
第5図(A)は本発明の他の実施例としての回路構成を
示したもので、第4図との差は主トランジスタ6にはダ
ーリントン接続で補助トランジスタ6人が付加されてい
る点である。
この回路では主トランジスタ6をONするときコンデン
サ9から抵抗3を介して補助トランジスタ6Aにベース
電流I!Aを供給するこ吉により、増巾されたエミッタ
電流としてのベース電流Iblが補助トランジ・スタ6
Aのコレクターエミッタを介して主電源1側から、主ト
ランジスタ6に供給される。このため前記ベース電流I
bAはf44図の場合のベース電流Iblより小さくで
きるのでコンデンサ9の容量を小さく、また抵抗1O2
3の値を大きく、すなわち主トランジスタ6の駆動回路
を小形化することができる。
第6図(B)は補助トランジスタ6Aとして、バイポー
ラ形のトランジスタに代り電界効果トランジスタ(以後
FETと略す)を用い、また駆動トランジスタ4として
ホトカプラPC内のホトトランジスタ41を用いた点が
主な相異点である。この場合補助トランジスタ6Aのゲ
ートo 16ソースS1との間は極めて高インピーダン
スであり、抵抗3従って10の値も第5図(A)o)場
合に比し、さらに高い値に、またコンデン→ノ゛9の容
量もさらに小さい値とすることができる。この、場合の
回路動作は第4図(B)と同様、ホトカプラPC内のホ
トダイオードPDに順電流IFを流し′CCホトトラン
ジスタ4をONさせると主トランジスタ6のベースφエ
ミッタはスピードアップダイオードSDを介して急速に
短絡されOFFとなる。このとき補助トランジスタ6A
のゲートG1・ソー281間も逆バイアスされ1m助ト
ランジスタ6AのドレインDl−ソースS1間はOFF
となる。なおスピードアップダイオードSDは、王トラ
ンジスタ6内の接合部の准荷を急速にボ1−1−ランジ
スタ41に放電させて、主トランジスタ6のONからO
FFへのスイッチング時間を短縮する役割を持つが、回
路条件によっては省略することもできるっまたPRはホ
トトランジスタ41のベース・エミッタ間に付加された
抵抗で、ホトトランジスタ41の特性や耐圧を安定化す
る役割を持つが回路条件によっては省略することもでき
る。
次に前記順電流IPを断ち、ホトトランジスタ41を0
 、Il’ FとするLF市助トランジスタ6Aのソー
スS1に対するゲートGlの電圧は上昇し、補助トラン
ジスタ6AのドレインD I−ソースS1間はON状態
とな−って主トランジスタ6はONする。
第6図、第7図も本発明の異った実施例を示し、図では
簡単のために主電源1と負荷7は省略されている。第6
図は第5図(B)の変形回路で駆動トランジスタ4、新
に付加された駆動補助トランジスタ4A、補助トランジ
スタ6AとしてそれぞれFETが用いられている。第6
図の動作は制御信号C8の入力により駆動トランジスタ
4のソースS2に対するゲートG2の電位を駆動トラン
ジスタ4の導通可能な゛α位以上に高めると、駆動トラ
ンジスタ4のドレインD2.ソース82間がONして補
助トランジスタ6人のゲートGl 、ソースS1間の電
位を下げ補助トランジスタ6AのドレインDI、ソース
S1間をOFFにすると同時に、同じ制御信号C8を受
けて駆動補助トランジスタ4AのドレインD3.ソース
S3間もONし主トランジスタ6のベース、エミッタが
短絡される。
この回路では85図(B)のようにトランジスタ6のベ
ース、エミッタがスピードアップダイオードSDを介し
てホトトランジスタ41で短絡される代りに、直接駆動
補助トランジスタ4Aで短絡されるため、主トランジス
タ6のターンオフ時間をさらに短縮でき、0N10FF
動作の周波数や耐圧従って主電源1の電圧を高めること
ができろ。しかし前記駆動補助トランジスタ4Aは第5
図(B)のスピードアップダイオードSDと同様、回路
条件(こよっては省略することができる。
次に第7図では第4図(B)における主トランジスタ6
がFETに置き換わり、また抵抗3とホトカプラPCの
ホトトランジスタ41の位置が互に入れ換っている。こ
の回路では制御信号C8によってホトカプラPCのホト
ダイオードPDに順電流IPが流れホトトランジスタ4
1がONすると、主トランジスタ6のゲートGO,ソー
スSLJ間の面位上昇によって主トランジスタのドレイ
ンDO。
ソース80間がONし、他方11q電流IFが0となる
さホトトランジスタ41はOFF、従って主トランジス
タ6のゲートGO,ソース80間は短絡抵抗U 、IL
により短絡されて、主トランジスタ6のドレインl)0
.ソース80間はOF Fとなる。この場合順電流I 
P’の断、続と主トランジスタ6のON/lJ F F
との関係が第4図(13)の場合と逆になる。
第9図は第5図(B)におけるパワートランジスタモジ
ュールTMの部分を、第2図の3相インバータの主回路
溝成にパワートランジスタモジュール(TM−1,〜、
TM−6)として適用した例を示す。
この場合例えばパワートランジスタモジュール(以後単
にモジュールと略す)TM−1について見ると、当初全
てのモジュール(TM−1〜TM−6)がOFFの状態
では、モジュールTM−を内の主トランジスタ6のコレ
クタ・エミッタ間には、モジュールTM−4内の主トラ
ンジスタ6と主電源1の電圧を分圧する形で電圧が印加
され、モジュールTM−1内のコンデンサ9に光重が行
われる。次に各モジュールが0N10FFの動作に入っ
た鳴合にはモジュ、−ルTM−1の主トランジスタ6が
OFFの(lL:き、モジュールTM−4の主トランジ
スタ6はONとなるような制#動作が行イ〕iL、モジ
ュールTM−1の主トランジスタ6には主tH,iQ 
1の全覗圧が印加され、前記と同様モジュールTM −
1内のコンデンサ9への充電が1予ゎれる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明によれば、主トランジスタが
OFFの状態で、そのコレクタ・エミッタ1Ltl J
こ印加される主電源の電圧lこより充電されるコンデン
サの電圧を用いて主トランジスタのベース駆動を行うこ
ととしたため、高速で主トランジスタの開閉スイッチン
グを行う応用回路において、王トランジスタの駆動回路
を極めてfiii jU¥化オることができ、また駆動
回路を主トランジス・りのモジュールに内蔵することが
容易きなり、かつ大巾なコストダウンが達成できる。
本発明はトランジスタインバータ、トランジスタDCチ
ョッパーなどいわゆるパワーエレクトロニクス回路用の
トランジスタモジュールに広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のパワートランジスタ駆動回路の構成例を
示す図、第2図はパワートランジスタの多用される主回
路構成の一例を示す図、第31シ1はジスタ駆動回路の
構成列を示す図、第8南は第4図、第5図に対応する動
作波形の例を示す図、第9図は本発明を利用した、第2
図に対応する主回路構成例を示す図である。 1・・・・・主成源、3・・・・・・抵抗、4・・・・
・・駆動トランジスタ、6・・・・・・主トランジスタ
、6A・・・・・ti1i助トランジスタ、9・・・・
・・コンデンサ、10・・・・・・抵抗、12・・・・
・・ダ第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)直流電源と直列に接続され、負荷に電流を繰返し開
    閉して供給する開閉手段と、該開閉手段に並列接続され
    、前記開閉手段がオフの状態において前記開閉手段に印
    加される前記直流電源の電圧により、ダイオードと抵抗
    との直列接続を介して充電されるコンデンサと%首記繰
    返し開閉を指令する制御信号によりインピーダンスを可
    変するインピーダンス可変手段と、該インピーダンス可
    変手段を含み、前記コンデンサに並列接続されて前記コ
    ンデンサの電圧を分圧する分圧手段と、を備え、該分圧
    手段の分圧点を前記開閉手段の開閉信号入力点に接続し
    たことを特徴上するトランジスタ駆動回路。 2、特許請求の範囲第1項に記載のトランジスタ駆動回
    路において、前記開閉手段は、コレクタ・エミッタ(ド
    レイン・ソース)を介して負荷に′電流を供給するトラ
    ンジスタからなり、前記開閉信号入力点は該トランジス
    タのベース(ゲート)であることを特徴とするトランジ
    スタ駆動回路。 3)特許請求の範囲第2項に記載のトランジスタ駆動回
    路に右いて、前記トランジスタは1またはダーリントン
    接続された複数のトラン・ジスタからなることを特徴と
    するトランジスタ゛」動回路。 4)特許請求の範囲第1項ないし第3項までのいずれか
    の項に記載のトランジスタ駆動回路において、前記イン
    ピーダンス可変手段は、前記制御信号をベース(ゲート
    )に入力されるトランジスタ、または前記制御信号を入
    力される十;トカフラのトランジスタであることを特徴
    とするトランジスタ駆動回路う
JP58092047A 1983-05-25 1983-05-25 トランジスタ駆動回路 Granted JPS59218038A (ja)

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JPS6412195B2 JPS6412195B2 (ja) 1989-02-28

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6237084A (ja) * 1985-08-09 1987-02-18 Semiconductor Res Found 静電誘導サイリスタ直流電動機
CN103296947A (zh) * 2012-02-28 2013-09-11 快捷半导体(苏州)有限公司 马达驱动电路、方法及其应用设备

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6237084A (ja) * 1985-08-09 1987-02-18 Semiconductor Res Found 静電誘導サイリスタ直流電動機
CN103296947A (zh) * 2012-02-28 2013-09-11 快捷半导体(苏州)有限公司 马达驱动电路、方法及其应用设备

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