JPS6029005A - Power transistor drive circuit - Google Patents
Power transistor drive circuitInfo
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- JPS6029005A JPS6029005A JP58134272A JP13427283A JPS6029005A JP S6029005 A JPS6029005 A JP S6029005A JP 58134272 A JP58134272 A JP 58134272A JP 13427283 A JP13427283 A JP 13427283A JP S6029005 A JPS6029005 A JP S6029005A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、電力用として広く使用されているパワート
ランジスタの駆動回路に関する。一般に、かかる駆動回
路においては、過電流状態を速やかに検出してパワート
ランジスタを高速しゃ断し、その保護を図ることが望ま
しい。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a drive circuit for a power transistor widely used for electric power. Generally, in such a drive circuit, it is desirable to promptly detect an overcurrent state and quickly shut off the power transistor to protect it.
この種のパワートランジスタは通常、大電流領域におい
て電力損失が大きく、内部の温度上昇が増大する固有の
特性を有しており、特に過電流状態ではペース電流が不
足することにより、大きなコレクタ電流と高いコレクタ
、エミッタ間電圧が印加された状態となって活性領域に
突入し、電力損失(コレクタ電流とコレクタ、エミッタ
間電圧との積で表わされる。)が大きくなることが知ら
れている。また、パワートランジスタが破壊し、例えば
、そのペース、エミッタ間が短絡されると、ペース駆動
回路が焼損するおそれもある。したがって、過電流によ
るパワートランジスタまたはベース駆動回路の破壊、焼
損を防止するには、可能な限り短い時間内に過電流状態
から解放してやることが必要である。This type of power transistor usually has the inherent characteristics of large power loss and increased internal temperature rise in the high current region, and especially in overcurrent conditions, a lack of pace current causes a large collector current. It is known that a high collector-to-emitter voltage is applied and enters the active region, increasing power loss (represented by the product of collector current and collector-to-emitter voltage). Furthermore, if the power transistor is destroyed and, for example, its pace and emitter are short-circuited, there is a risk that the pace drive circuit may burn out. Therefore, in order to prevent the power transistor or the base drive circuit from being destroyed or burnt out due to overcurrent, it is necessary to release the overcurrent state within the shortest possible time.
その方法の1つとして、第1図の如き方式が知られてい
る。なお、第1図は従来方式を示す構成図である。同図
において、1はペース駆動回路、2はパワートランジス
タ、3は変流器(電流検出器)、4はアンプである。ベ
ース駆動回路1は、さらにアンドゲート111.112
、フォトカプラ121122、抵抗131i32、トラ
ンジスタ141.142電源151,152およびイン
バータ16等より構成されている。As one of the methods, a method as shown in FIG. 1 is known. Note that FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional system. In the figure, 1 is a pace drive circuit, 2 is a power transistor, 3 is a current transformer (current detector), and 4 is an amplifier. The base drive circuit 1 further includes AND gates 111 and 112.
, a photocoupler 121122, a resistor 131i32, transistors 141, 142, power supplies 151, 152, an inverter 16, and the like.
すなわち、パワートランク3夕2をオンにするときは、
端子T1にノ・イレベルの信号を供給してゲート111
を開くどとにより、フォトカブラ121を介してトラン
ジスタ141にベース電流を供給する。これによって、
トランジスタ141が導通するため、電(7t9151
、抵抗151およびトランジスタ14tヲ介してパワー
トランジスタ20ベースに順方向のバイアス電流が供給
され、該トランジスタ2が1オン″となる。このとき、
ゲート112には、ローレベルの信号が供給されている
ため、ゲート112は閉じられている。なお、フォトカ
プラ12.は、ノイズ耐量を増大させるために、また、
抵抗151は電流を制限するために、それぞれ設けられ
るものである。一方、パワートランジスタ2を流れる電
流は、変流器3によって検出され、アンプ4で電圧信号
に変換されるが、検出電流値が通常の電流レベルではハ
イレベルの信号に、また過電流レベルではローレベルの
信号にそれぞれ変換されてゲー) 111,112に与
えられる。また、ゲート112にはアンプ4からの信号
がインバータ16により反転されて与えられるので、通
常の電流レベルではゲート111が開かれる一方、ゲー
ト112は閉じられている。したがって、パワートラン
ジスタ2が過電流状態になると、端子T2を介して与え
られるハイレベルの信号と、インバータ16を介して与
えられるハイレベルの信号とによりゲート112が開か
れ、このためフォトカブラ122.)ランジスタ142
が動作するので、トランジスタ2は電源152、抵抗1
32およびトランジスタ142を介して逆バイアスされ
て“オフ”となり、これによってパワートランジスタ2
が解放される。In other words, when turning on power trunk 3 and 2,
By supplying a signal of level No. to the terminal T1, the gate 111
By opening, etc., a base current is supplied to the transistor 141 via the photocoupler 121. by this,
Since the transistor 141 is conductive, the current (7t9151
, a forward bias current is supplied to the base of the power transistor 20 through the resistor 151 and the transistor 14t, and the transistor 2 is turned on. At this time,
Since the gate 112 is supplied with a low level signal, the gate 112 is closed. In addition, the photo coupler 12. is also used to increase noise tolerance.
Each resistor 151 is provided to limit the current. On the other hand, the current flowing through the power transistor 2 is detected by a current transformer 3 and converted into a voltage signal by an amplifier 4. However, when the detected current value is at a normal current level, it becomes a high level signal, and at an overcurrent level, it becomes a low level signal. The signals are converted into level signals and given to the game terminals 111 and 112, respectively. Further, since the signal from the amplifier 4 is inverted by the inverter 16 and applied to the gate 112, the gate 111 is opened while the gate 112 is closed at a normal current level. Therefore, when the power transistor 2 enters an overcurrent state, the gate 112 is opened by the high level signal applied via the terminal T2 and the high level signal applied via the inverter 16, so that the photocoupler 122. ) transistor 142
operates, transistor 2 has power supply 152 and resistor 1
32 and transistor 142 to be reverse biased "off", thereby causing power transistor 2
is released.
しかしながら、この方式によれば、変流器やアンプ等の
検出回路の遅れ等により、過電流状態の発生と同時にこ
れを検出することができず、このため、パワートランジ
スタのコレクタ電流が定格電流の2〜3倍程度流れる結
果となり、パワートランジスタの素子内部、特にエミッ
タ電極に電流が集中して、いわゆるホットスポットが発
生し、熱破壊を起すというおそれがあった。また、検出
回路が誤動作する場合もあることから、これに対する対
策も講じなければならないという煩雑さがある。さらに
、上述の如きパワートランジスタのベース、エミッタ間
短絡によるベース駆動回路の焼損を防止することができ
ないという難点がある。However, according to this method, it is not possible to detect an overcurrent condition at the same time as it occurs due to delays in detection circuits such as current transformers and amplifiers. As a result, the current flows by about 2 to 3 times as much, and there is a risk that the current will concentrate inside the element of the power transistor, particularly in the emitter electrode, and a so-called hot spot will occur, resulting in thermal breakdown. Furthermore, since the detection circuit may malfunction, it is complicated to take countermeasures against this. Furthermore, there is a drawback that it is impossible to prevent the base drive circuit from being burnt out due to the short circuit between the base and emitter of the power transistor as described above.
この発明は上記に鑑みてなされたもので、ノ(ワートラ
ンジスタの過電流による破壊と、ペース駆動回路の焼損
を確実に防止し、その保護を図ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to reliably prevent and protect the power transistor from being destroyed by overcurrent and the pace drive circuit from being burnt out.
パワートランジスタに供給するベース電流な略一定にし
た状態で、そのベース、工きツタ間電圧を検出し、この
検出値が所些ζペルを越えたときはベース電流の供給を
停止することにより、ノくワートランジスタおよびその
駆動回路の保護を図るようにしたものである。By keeping the base current supplied to the power transistor almost constant, detecting the voltage between the base and the power transistor, and stopping the supply of base current when this detected value exceeds a certain ζpel. This is designed to protect the power transistor and its drive circuit.
第2図はこの発明の実施例を示す構成図、第3図はパワ
ートランジスタのベース、エミッタ間電圧とコレクタ電
流との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a graph showing the relationship between base-emitter voltage and collector current of a power transistor.
第2図からも明らかなように、ペース駆動回路1′には
トランジスタ171および抵抗172からなる定電流回
路17が設けられている点、およびコンパレーク6が設
けられている点等が特徴である。As is clear from FIG. 2, the pace drive circuit 1' is characterized in that it is provided with a constant current circuit 17 consisting of a transistor 171 and a resistor 172, and that it is provided with a comparator 6.
ペース駆動回路1′は、第1図とは若干異なるという意
味で、ダッシュ信号を付して示しており、また、141
’はここでは、ダーリントン接続形のトランジスタを用
いていることから、トランジスタ141とは若干異なっ
ているという意味でダッシュ記号が付されている。なお
、5は比較基準電源を示すものである。また、第2図で
は、ペース駆動回路1′の詳細は省略してその要部のみ
が示されているが、その内容は第1図と同様である。The pace drive circuit 1' is shown with a dashed signal in the sense that it differs slightly from that in FIG.
Since a Darlington connection type transistor is used here, ' is given a dash to mean that it is slightly different from the transistor 141. Note that 5 indicates a comparison reference power source. Further, in FIG. 2, the details of the pace drive circuit 1' are omitted and only the main parts thereof are shown, but the contents are the same as in FIG. 1.
第2図に示されるものは、従来例の如くパワートランジ
スタ2に流れる電流を検出するかわりに、そのベース、
エミッタ間電圧をコンパレータ6により基準電圧5と比
較して検出するようにしたもノテある。すなわち、パワ
ートランジスタ2のベース、エミッタ間電圧VBKは、
Vnm= f(IB、IO)
の如く、そのベース電流IBとコレクタ電流IOとの関
数で表わされることから、ここでは、ペース電流IBを
周知の定電流回路17を用いて略一定とすることにより
、電圧VBxをコレクタ電流Iaの関数として把握する
ことができるようにしたものである。このよ5に、ペー
ス電流IBを一定にして考えると、電圧VBKとIOと
の関係は第3図の如く表わされ、したがって、例えば電
圧VI3Eが所定の設定値VBERを越えたときは、過
電流状態になったものと見なすことができる。なお、こ
のような検出はコンパレータ6にて行なわれるが、該コ
ンパレータ6から所定の出力が得られたときは、第1図
と同様にしてパワートランジスタ2の遮断を行なうこと
ができる。なお、このようにす′ るかわりに、パワー
トランジスタ2とベース駆動回路1′との間にスイッチ
を設けてこれらを切り離すようにしてもよく、また、ベ
ース、エミッタ間にスイッチを設けてこれらの間を短絡
するよプにしてもよいものである。In the device shown in FIG. 2, instead of detecting the current flowing through the power transistor 2 as in the conventional example, the base
It is also possible to detect the emitter voltage by comparing it with the reference voltage 5 using the comparator 6. In other words, the base-emitter voltage VBK of the power transistor 2 is expressed as a function of its base current IB and collector current IO, as shown in the following equation: By using a constant current circuit 17 to keep the voltage VBx substantially constant, it is possible to grasp the voltage VBx as a function of the collector current Ia. 5. Considering the pace current IB as a constant, the relationship between voltage VBK and IO is expressed as shown in FIG. It can be considered to be in a current state. Note that such detection is performed by the comparator 6, and when a predetermined output is obtained from the comparator 6, the power transistor 2 can be shut off in the same manner as in FIG. Note that instead of doing this, a switch may be provided between the power transistor 2 and the base drive circuit 1' to separate them, or a switch may be provided between the base and emitter to disconnect them. It is also possible to short-circuit between the two.
以上のように、この発明によれば、パワートランジスタ
のベース、エミッタ間電圧は、所定値以上のコレクタ電
流が流れると急激に増大するという固有の特性を利用し
て、その過電流状態なベース、エミッタ間電圧値から検
出するよ5にしたので、高速な検出、しゃ断が可能とな
り、したがって、パワートランジスタを過電流状態から
解放してその破壊を防止することができ、その結果、ペ
ース駆動回路の保護も可能となる利点を有するものであ
る。As described above, according to the present invention, the voltage between the base and emitter of a power transistor increases rapidly when a collector current of a predetermined value or more flows. 5 to detect from the emitter voltage value, it is possible to detect and cut off at high speed. Therefore, it is possible to release the power transistor from the overcurrent state and prevent its destruction. As a result, the pace drive circuit It also has the advantage of being able to be protected.
第1図は従来のパワートランジスタ駆動方式を示す構成
図、第2図はこの発明の実施例を示す構成図、第3図は
パワートランジスタのベース、エミッタ間電圧とコレク
タ電流との関係を示すグラフである。
符号説明
1.1′・・・・・・ベース駆動回路、11t、 11
2−・・・・・アンドゲート、121,122・−・・
・・フォトカプラ、131゜132.172・・・・・
・抵抗、141,142,171・・・・・・トランジ
スタ、141’−・・・・・ダーリントントランジスタ
、151,152・・・・・・電源、16・・・・・・
インノ々−タ、17・・・・・・定電流回路、2・・・
・・・ノ(ワートランジスタ、3・・・・・・変流器(
電流検出器)、4・・・・・・アンプ、5・・・・・・
基準電圧、6・・・・・・コンノ(レータ代理人 弁理
士 並 木 昭 夫
代理人 弁理士 松 崎 清
第1図
第2図
第3図
コレクタ電浅 Ic(A)Fig. 1 is a block diagram showing a conventional power transistor driving method, Fig. 2 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a graph showing the relationship between the voltage between the base and emitter of the power transistor and the collector current. It is. Symbol explanation 1.1'...Base drive circuit, 11t, 11
2-...and gate, 121, 122...
...Photocoupler, 131°132.172...
・Resistance, 141,142,171...Transistor, 141'-...Darlington transistor, 151,152...Power supply, 16...
Inverter, 17... Constant current circuit, 2...
・・・ノ(war transistor, 3...current transformer(
current detector), 4...amplifier, 5...
Reference voltage, 6... Konno (Later's agent, patent attorney Akio Namiki, agent, patent attorney Kiyoshi Matsuzaki Figure 1 Figure 2 Figure 3 Collector Electric Asa Ic (A)
Claims (1)
動するパワートランジスタ駆動回路において、該ペース
電流な略一定に保つ定電流回路を設けるとともに、該パ
ワートランジスタのペース。 エミッタ間電圧を検出する検出手段を設け、該検出電圧
が所定値を越えたときはペース電流の供給を停止するこ
とを特徴とするパワートランジスタ駆動回路。[Scope of Claims] A power transistor drive circuit that supplies current to a power transistor pace to drive it, including a constant current circuit that keeps the pace current substantially constant; 1. A power transistor drive circuit comprising a detection means for detecting an emitter voltage, and stopping supply of pace current when the detected voltage exceeds a predetermined value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58134272A JPS6029005A (en) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | Power transistor drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58134272A JPS6029005A (en) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | Power transistor drive circuit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6029005A true JPS6029005A (en) | 1985-02-14 |
Family
ID=15124404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58134272A Pending JPS6029005A (en) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | Power transistor drive circuit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6029005A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02199305A (en) * | 1989-01-26 | 1990-08-07 | Shizuko Sato | Two member coupling tool |
US5383083A (en) * | 1992-05-19 | 1995-01-17 | Pioneer Electronic Corporation | Protective apparatus for power transistor |
-
1983
- 1983-07-25 JP JP58134272A patent/JPS6029005A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02199305A (en) * | 1989-01-26 | 1990-08-07 | Shizuko Sato | Two member coupling tool |
US5383083A (en) * | 1992-05-19 | 1995-01-17 | Pioneer Electronic Corporation | Protective apparatus for power transistor |
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