JPS60141012A - シングルトランジスタのベ−ス駆動方式 - Google Patents

シングルトランジスタのベ−ス駆動方式

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Publication number
JPS60141012A
JPS60141012A JP24847683A JP24847683A JPS60141012A JP S60141012 A JPS60141012 A JP S60141012A JP 24847683 A JP24847683 A JP 24847683A JP 24847683 A JP24847683 A JP 24847683A JP S60141012 A JPS60141012 A JP S60141012A
Authority
JP
Japan
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base
transistor
current
snubber
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP24847683A
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English (en)
Inventor
Hiroki Fujiwara
広樹 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP24847683A priority Critical patent/JPS60141012A/ja
Publication of JPS60141012A publication Critical patent/JPS60141012A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H03K17/615Electronic 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 in a Darlington configuration

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  • Dc-Dc Converters (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】 〔発明の屈する技術分野〕 本発明は、スイッチング素子として適用するシングルト
ランジスタのベース駆動方式に関する。
〔従来技術とその問題点〕
かかるトランジスタのベース駆動では、スイッチング期
間中に発生ずる損失低減のため及びトランジスタのスイ
ッチング時間低減のために充分大きく、かつ立ぢ上りの
速いベース順バイアス電流およびベース逆バイアス@流
を供給できること、さらに、トランジスタの導通期間中
の損失低減のために充分大きなベース順バイアス電流が
供給できることが要求される。
そこで、まずチッパ装置における従来のベース駆動回路
を第1図について説明し、よって本発明の目的を明らか
にする。
被ドライブトランジスタ9のベース、エミ・ツタ間には
、ベース駆動回路18が接続されるが、この回路18は
順バイアス側電源2とこの電源2に直列に接続される電
流制限抵抗5.5′と抵抗5又は5′と並列接続される
オーバードライブ用コンデンザ4、エミッタが電源2側
に接続する順ノ\イアス用トランジスタ7からなるベー
ス順ノ\イアス電流供給部と、逆バイアス側電源3.逆
パイアス用トランジスタ8.電流制限抵抗6からなるベ
ース逆バイアス電流供給部によって構成され、I・ラン
ジスタフと8のベースにはjlil制御信呼が導入され
るようになっている。
また、被ドライブトランジスタ9がターンオフした際に
発生ずる過電圧を抑制するために、スナバコンデンサ1
2、スナバ抵抗14及びスナバダイオード13からなる
スナバ回路がトランジスタ9のコレクタ、エミッタ間に
接続される。
その他、図中1は電源、IOは負荷11に並列接続され
るフリーホイーリングダイオードを示す。
ところで、この第1図に示すようなシングルトランジス
タとしての被ドライブトランジスタ9は、直流電流増幅
率hprlが小さいため充分飽和させるためのベース順
バイアス電流は、ダーリントン構成のトランジスタに比
べ非當に大きなものが必要で、たとえば、飽和時のhF
Eは中以下であるため、200Aシングルトランジスタ
の場合、ベース順ノくイアスミ流は数十Aにもなる。ま
た、トランジスタのターンオン、ターンオフ時の発生損
失およびスイッチング時間を低減するために、ターンオ
ン時には充分大きなオーバードライブ電流(通常は、飽
和状態におけるベース電流の数倍程度)で、しかも、立
ら上りの急1唆な電流を供給しなげればならない。ター
ンオフ時にもオーバードライブは無いが同様なベース逆
バイアス電流を供給する必要がある。
ターンオン時においては、順バイアス側電源2−電流制
限抵抗5°−オーバードライブ用コンデンサ4−順バイ
アストランジスタフを介して被ドライブトランジスタ9
のベース、エミッタ間にオーバードライブ電流が供給さ
れる。
ところで、電流制限抵抗5“は抵抗5に比べて充分小さ
なものであり、したがって、順バイアス側電源電圧をE
「とすれば、オーバードライブ電流のピーク値tBはほ
ぼ下式で表現できる。
■8′:飽和させるために必要なベース電流値にニオ−
バードライブ電流ピーク値71B +の係数 ETP:順バイアス用トランジスタ7のコレクタ、エミ
ッタ間電圧 veE:被ドライブトランジスタ9のベース、エミッタ
間電圧 R「 “:電流制限抵抗5“の抵抗値 そして、先に述べたようにオーバードライブ電流ピーク
値は、数+A程度であるため、この電流が充分流せるだ
りの容量を持った大型の順バイアス用トランジスク7が
必要になる。
また、この電流の立ち上りはベース順バイアス?Ii流
供給回路中の配線インダクタンスをlSとすれば、はぼ
下式で表現できる。
前記オーバードライブ電流が供給された後は、電流制限
抵抗5,5′によって所定のベース電流が供給される。
一方ターンオフ時も同様の考え方で決まるが、但し、逆
バイアス電流供給期間中のの被ドライブトランジスタ9
のベース、エミッタ間は短絡状態とする。
シングルトランジスタとし°Cの1−ランジスク9の素
子特性がダーリントン構成のトランジスタに比べ導通期
間中の飽和電圧が充分低い(0,5V程度)、スイッチ
ング時間が短いなどの優れた点があるので、上述のごと
く定められるベース駆動回路を用いる被ドライブトラン
ジスタ9は、一般に高周波スイッチング素子として通用
される。
高周波スイッチング動作されると、スイッチング周波数
によっ°Cスイッチング期間中の発生損失が導通期間中
に発生ずる損失に比べ大きくなってしまうという、従来
あまり問題にならなかった点がクローズアップされてく
る。
これを解消するには、ベース電流をいかに早く立ち上げ
ピーク値の大きな電流を供給すればよいが、前記従来の
ベース駆動回路ではベース電流供給回路中の配線を極力
短くし、また各電源電圧を上げてやることになる。これ
は、通用素子の大形化および電源部の大形化を招き、ひ
いてはコストアンプに1′kがる。なお、ターンオフ時
は、スナバコンデンサの両端電圧はほぼ零Vであり、被
ドライブトランジスタ9の遮断動作に伴って電圧零から
上昇するためトランジスタの発生損失は充分低減される
ので問題はない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、ベース駆
動回路の大形化を招かずに、ターンオン時における被ド
ライブトランジスタの高速スイッチング化およびスイッ
チング期間中の発生損失の低減を可能にするベース駆動
方式を提供することにある。
〔発明の要点〕
この目的は本発明によれば、被ドライブトランジスタの
ベース、エミッタ間に順方向および逆方向にベース電流
を供給するベース駆動回路を接続し、該トランジスタの
コレクタ、エミッタ間にスナバ回路を接続した回路にお
いて、スナバ回路を構成するスナバコンデンサとスナバ
ダイオ−1′の接点と被ドライブトランジスタのベース
間にスイッチ素子を挿入し、該スイッチ素子を介してス
ナバコンデンサの蓄積エネルギを被ドライブトランジス
タのベースにほぼ完全に放出した直後にこのスイッチ素
子を遮断さセるごとにより達成される。
〔発明の実施例〕
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
第2図は本発明方式で用いる回路の一例を示し、前記第
1図と同一構成要素には同一参照番号を付したものであ
る。
すなわち、9は負荷11に電源1から電力を供給するに
際しスイッチング動作を行なう被ドライブトランジスタ
、10は負荷11に並列接続されるフィードバックダイ
オードであり、該トランジスタ9のベース、エミッタ間
にはベース駆動回路18が接続され、コレクタ、エミッ
タ間にはスナバダイオ−I′13とスナバコンデンサ1
2を直列接続したスナバ回路が接続される。
このスナバ回路を構成するスナバコンデンサ12とスナ
バダイオード13の接点とトランジスタ9のベース端子
間に、スイッチ素子としてのオーバードライブ用トラン
ジスタ16を挿入した。
該トランジスタ16のベース駆動信号はへ−ス駆動回路
18からf2?るようにし、エミッタ端子がスナバ回路
側に、コレクタ端子がトランジスタ9のベース端子側に
接続される。なお、他の実施例として第3図に示すよう
に、スナバコンデンサ1ユ鵞、ダイオード13の接点と
トランジスタ1Gのエミッタ端子間に更に電流制限抵抗
17を挿入してもよい。
このような回路において、被ドライブトランジスタ9の
ターンオン動作は、オーツ\−1・゛ライブ用1−ラン
ジスタ16のベース端子にベース順バイアス電流が供給
されスナバコンデンサ12、オーツー−ドライブ用トラ
ンジスタ16を介して被ドライブトランジスタ9のベー
ス端子にオーバードライブ塩iQが供給されて行われる
。そして、周知のように、トランジスタはそれ自身電流
制限機能を有する素子であり、スナバコンデンサ12か
らの放電電流は、オーバードライブ用トランジスタ16
のベース電流によって任意の値を取ることができる。
例えば、スナバコンデンサ12に充電されている電圧を
Edとし、オーバードライブ用トランジスタ16に流れ
る電流をIBoとする。ごれより、IβOが流れる時間
りは下式によってめられる。
したがって、この時間を被ドライブトランジスタ9のタ
ーンオン時間以上に設定すればよい。
また、このようにして供給されるオーバードライブ電流
は、スナバコンデンサ12に充電されている電圧が少な
くとも電源電圧以上であるため、スナバ回路およびオー
バードライブ用トランジスタ16の結線のための配線を
できる限り短くすることにより急峻な立ち上りを持った
ベース電流を得ることが可能になる。
前記オーバードライブ電流の供給は、スナバコンデンサ
12の給積エネルギの処理が完了するまで絹;続される
が、その後、オーバードライブ用トランジスタ16は直
ぢに遮断され、被ドライブトランジスタ9には所定のベ
ース順バイアス電流かベース駆動回路18より供給され
る。なぜならば、被[ライブトランジスタ9の導通期間
中にまだオーバーl−ライブ用トランジスタ16が導通
していると、これらトランジスタによってダーリントン
トランジスタが構成され、被ドライブトランジスタ9の
飽和電圧■cP−が増加し定常状態における被ドライブ
1−ランジスタ9の発生損失の増加を招く可能性がある
からである。
ベース駆動回路18にはオーバードライブ用I・ランジ
スタ16、被ドライブトランジスタ9のスイッチング動
作に関する切換機能が内蔵されている。オーバードライ
ブ用トランジスタ16の電流制限機能は第3図に示すよ
うに抵抗17によって行わ・Uてもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明のベース駆動方式は、ヘースト
ライブ回路の部品および電源等の大形化を招かず、かつ
、スナバ回路の機能を損なわず、充分大きなオーバード
ライブ電流を得ることが可能なため、被ドライブトラン
ジスタのクーンオン損失低減が図れる。また、従来の抵
抗−コンテンツの放電回路でエネルギ処理を行なう方式
に比べ充分早くエネルギ処理が行なえるため、スイッチ
ング時間矯縮が図れ、高速スイッチングという被ドライ
ブトランジスタの性能をさらに引き出すことができるも
のである。
【図面の簡単な説明】
第1図はトランジスタベース駆動回路の従来例を示す回
路図、第2図は本発明方式で使用する回路の一例を示す
回路図、第3図は同上他の例を示す回路図である。 1・・・電源 2・・・順バイアス側電源3・・・逆バ
イアス側電源 4・・・オーバードライブ用コンデンザ5.5′・・・
電源制限抵抗 6・・・電源制限抵抗 7・・・順バイアス用トランジスタ 8・・・逆バイアス用トランジスタ 9・・・被ドライブトランジスタ 10・・・フリーホイーリングダイオード11・・・負
荷12・・・スナバコンデンサ13・・・スナバダイオ
ード 】4・・・スナバ抵抗 16・・・オーバードライブ用トランジスタ17・・・
抵抗 18・・・ベース駆動回路出願人 富士電機製造
株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 被ドライブトランジスタのベース、エミッタ間に順方向
    および逆方向にベース電流を供給するベース駆動回路を
    接続し、該トランジスタのコレクタ、エミッタ間にスナ
    バ回路を接続した回路において、スナバ回路を構成する
    スナバコンデンサとスナバダイオードの接点と被ドライ
    ブトランジスタのベース間にスイッチ素子を挿入し、該
    スイッチ素子を介し′ζスナハコンデンザの蓄積エネル
    ギを被ドライブ1〜ランジスタのベースにほぼ完全に放
    出した直後にこのスイッチ素子を遮断させることを特徴
    とするシングルトランジスタのベース駆動方式。
JP24847683A 1983-12-28 1983-12-28 シングルトランジスタのベ−ス駆動方式 Pending JPS60141012A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6465923A (en) * 1987-09-04 1989-03-13 Mitsubishi Electric Corp Driving circuit for switching element

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5172698A (en) * 1974-11-18 1976-06-23 Strike Corp Orimononoeikyupuresuhoho
JPS575913A (en) * 1980-05-27 1982-01-12 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd Crosslinked polyolefin fiber

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