JPS6062230A - 半導体スイツチのベ−ス駆動回路 - Google Patents

半導体スイツチのベ−ス駆動回路

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Publication number
JPS6062230A
JPS6062230A JP16837283A JP16837283A JPS6062230A JP S6062230 A JPS6062230 A JP S6062230A JP 16837283 A JP16837283 A JP 16837283A JP 16837283 A JP16837283 A JP 16837283A JP S6062230 A JPS6062230 A JP S6062230A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pair
winding
current
base
transistor
Prior art date
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Pending
Application number
JP16837283A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiro Nomura
野村 年弘
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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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP16837283A priority Critical patent/JPS6062230A/ja
Publication of JPS6062230A publication Critical patent/JPS6062230A/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
    • H03K17/04Modifications for accelerating switching
    • H03K17/042Modifications for accelerating switching by feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0424Modifications for accelerating switching by feedback from the output circuit to the control circuit by the use of a transformer

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Dc-Dc Converters (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、例えば電力変換器等に使用する才導体スイッ
チ、特にバイポーラI・ランジスタを双方向にオンさせ
るベース駆動回路に関する。
(従来技術とその問題点) 電力変換器等に使用する半導体スイツチと1.てのバイ
ポーラトランジスタ等においては、そのベース駆動のた
めに、かなり多くのi’8゜力消費を4’Pなうので、
電力+Ei失が少ないベース駆動回路が望まれる。1 このような要9jに適した半導体スイッチとしてのバイ
ポーラトランジスタの−、−ス駆動回路の1つとして、
第1図に示されるような変流器を利用したベース駆動回
路が、特公昭51−18144号公報に開示されている
第1図に示されるように、ターンオン回路lがらNPN
型のトランジスタ2のベースに1丁のバルヌ電圧を印加
してトランジスタ2をターンオンすると、図示しない負
荷および電源の直夕11回路にトランジスタ2のコクレ
タおよびエミッタが直夕IIに接続されて構成されたト
ランジスタ2の主回路に、トランジスタ2のコレクク電
流icで示す方向に、すなわちjI「1方向に電jQが
流れ、この電流の一部が、主回路にその1次巻線が挿入
された変波:(:÷3の2次巻線3Aからトランジスタ
2のベースに111r4八イアヌカ向にイ共給されるこ
と、すなわち、正帰に’Jされることによって、トラン
ジスタ2は順方向にオン状7Q:が維持される。なお、
第1図において、4はターンオフ用の負のパルス電圧を
トランジスタ2のベースに印加するターンオフ回路であ
る。
このようなベース駆動回路においては、トランジスタ2
の主回路に順方向に流れる電流の一部を、トランジスタ
2のベースに正帰還して、トランジスタ2のオン状態を
維持するので、電力消費量が少なくて済むという利点か
ある。
しかしながら、第1図に示されるようなベース駆動回路
においては、次のような問題がある。
1) )ランジスタ2を逆方向にオンしようとしても、
変流器3の2次巻線3Aからトランジスタ2のベースに
順バイアス方向に′IIr流をlit、すことができな
い。したがって、トランジスタ2および変Mt器3の外
側において、これらと並列になるように、トランジスタ
2の1回路にタイオード5を接続して、このダイオード
5を介して主回路に逆方向に電流を流さなければならな
い。しかもこのダイオード5を使用することによって、
ベース駆動回路における配線および構造が複雑になり、
かつコストが高くなる等の問題があった。
2)主回路に逆方向に電流が流れたときにおいて、タイ
オード5は0.5〜1.5vオー“度゛屯圧降下する。
これに対し、主回路に願方向に電流が流れたときにおい
て、トランジスタ2および変流器3の電圧降下は0.5
丁程度以下になる。したがって、主回路に逆方向に電流
が流れるときには、主回路に順方向に′1M、流が流れ
るときに比べて電力損失量が大きいという問題があった
(発明のト1的) そこで、本発明の目的は、電力変換器等に使用される半
導体スイッチのベース駆動回路におけるL ilムのよ
うな問題を解消して、電圧降下が大きい、し!−がって
電力損火責が多いダイオードを使用しないで、半導体ス
イッチを双方向にオンして、その4二回路に願方向およ
び逆方向、すなわち゛夕方間に電流か流れるようにした
半導体スイ・ソチのベース駆動回路を提供することにあ
る。
(発明の黄点) A、発明は、半導体スイッチの主回路に1次巻線を挿入
した変流器の2次巻線から切換手段によって)7回路に
流れる電液の方向に対応して半導体スイッチのべ一部に
常に順バイアス方向に電流を疏すようにして、半導体ス
イ・ンチを双方向にオンするようにしたことを特徴とす
る。
(92明の実施例) 第2図は本発明にかかる半導体スイッチのベース駆動回
路の一実施例を示す回路図である。第2図において第1
図と同一部分は同一符号を付し、その詳、細説明を省略
する。
第2図に示されるように、トランジスタ2の−1:回路
には、変lAt器6の1次巻線61が挿入されている。
変燈器6の2次巻線は、願力内用巻線62と、逆方向用
巻線83とからなっている。願力内用巻線62の一端と
逆方向用巻線63の一端とは1次巻線61に接続されて
いる。順方向巻線82の他端↓こはタイオード7のアノ
ードが、逆方向巻線63の他端にはダイオード8のアノ
ードが各々接続されている。
2つのダイオード7および′8の各カソードはトランジ
スタ2のベースに接続されている。
順方向用巻線62の他端および逆方向用巻線83の他端
に、〃いに逆極性の電圧が発生するよそこ両巻線62お
よび83は構成されており、トランジスタ2の主回路に
願方向に電流が痺れたときは順方向用巻線62からダイ
オード7を介してトランジスタ2のベースに順バイアス
方向に′電流が供給され、トランジスタ2の主回路に逆
方向にTte Mtが流れたときは逆方向用巻線63か
らダイオード8を介して)・ランジスタ2のベースに順
バイアス方向に電流が1」!、給される。なお、後述す
るような理由で逆方向用巻線63の変流比を順方向用巻
線62の変流比より小さくしである。
以りのような構成によって、次のようにしてトランジス
タ2は制御される。すなわち、トランジスタ2の主回路
に順方向に電流を流す場合側こ1よ、ターンオン回路1
から正のノくルス電圧をオフ状8のトランジスタ20ベ
ースに印加することによって、トランジスタ2をターン
オンさせる。これによって、トランジスタ2の主回路に
は順方向をこ電治1が流れて願力内用巻線62からダイ
オード7を介してトランジスタ2のベースにl1lli
ノヘイアス方向4こ電流か流れ、トランジスタ2はオン
状態が維持される。また、トランジスタ2の主回路に逆
方同にit!: fIeを流す場合には、ターンオン回
路1カ)ら正のパルス電圧をオフ状態のトランジスタ2
のベースに印加することによって、トランジスタ2をタ
ーンオンさせる。これによって、トランジスタ2の主回
路には逆方向に電流が流れて、逆方向用巻線63からダ
イオード8を介してトランジスタ2のベースに順バイア
ス方向に゛市原、か流れ、トランジスタ2はオン状態が
維持される。
逆方向用巻線63の変流比を願力内用巻線62の変11
E比より小さくしたのは、トランジスタ2の直流増幅率
hFCが直流増幅率hFEよりも一部に小さく、)から
である。
第2図において、トランジスタ2の主回路に順方向およ
び逆方向に各々電流を流したときの動作の具体例を第3
図および第4図によって説明する。
第3図はトランジスタ2の主回路に願方向tこ100A
 (アンペア)の電流が流れている状態を示1゜ており
、変流器6における順方向用巻線62の変流比は’11
”になっている。この場合、トランジスタ2のhFEか
10以上あれば、トランジスタ2のベース電V!iaを
IOAにして、コクレタ電流ICを10OA流すことが
できる。この際、エミ・ンク′fL流iEは110Aと
なる。
第4図はトランジスタ2の主回路に逆方向に10OAの
電流が流れている状態を示しており、変流器6における
逆方向用巻線63の変流比が°゛5゛°になっている。
この場合、トランジスタ2のhFCが5以上あれば、ト
ランジスタ2のベース電流i日を20 Aにして、コク
レタ電流ICを100A流すことができる。この際、エ
ミッタ電流 iEは80Aである。
なお、第4図からも明らかなようにトランジスタ2のエ
ミッタとベースとの間に主回路電流の10OAより少な
い80Aの電流が流れることから、トランジスタ2の主
回路に逆方向にも大きな電流を流すことができる。また
、トランジスタ2の主回路に逆方向に電流を流す場合に
おいては、変流器6か飽和しても逆方向用巻線63およ
びダイオード8を介してl・ランジスタ2のベースに電
流が供給されるので、トランジスタ2のオン状態を維持
することができる。
なお、主回路に逆方向に電流が流れているトランジスタ
2をターンオフするには、例えばダイオード7および8
を、オンオフ可能な半導体スイッチに置き換えて、これ
らによってトランジスタ2のベースへの電流供給を停止
1−すればよい。
第5図は本発明にかかる半導体スイッチのベース駆動回
路の他の実施例を示す回路図である。このベース駆動回
路は、半導体スイッチとしてのPNP 型のトランジス
タ9に適用したものであり、その構成は第2図に示した
ベース駆動回路のそれとス(末的に同一である。だたし
、第4図に示されるように、衷i流器6の1次巻線61
はトランジスタ9のコクレタ側における主回路に挿入さ
れており、変流器6の順方向用巻i82’の他端はダイ
オード7のカソードに接続され、逆方向用巻線63の他
端はダイオード8のカソードに接続され、2つのダイオ
ード7および8の各アノードはトランジスタ9のベース
に接続されている。したかって、このような構成によっ
ても、トラフパ〉スタ9を双方向にオンすることかでき
る。
第6図は本発明にかかる半導体スイッチのベース駆動回
路のさらに他の実施例を示す回路図である。このベース
駆動回路は、NPN型の1対の1、ランンスタ101お
よび102のコレクタおよびエミンタを互いに逆になる
ように並列接続して構成I7た牢、導体スイッチ10に
適用したものである。このベース駆動回路においては、
変流器6の1次巻線61を半導体スイ・ンチ10の主回
路に挿入し、11n方向用巻線62の一端および逆方向
用巻線63の一端を1次巻線61に接続する。順方向用
巻線e2の他端をダイオード7のアノードに接続し、逆
方向用巻線63の他端をダイオード8のアノードに接続
する。
ダイオード7のカソードを一方のトランジスタ101の
ベースに接続し、ダイオード8のカソードヲ他力のトラ
ンジスタ102のベースに接続する。
;1「遣方内用巻線e2の他端および逆方向用巻線63
の他端に互いに逆極性の電圧が発生するように両巻線6
2および63を構成しである。さらに、一方のトランジ
スタ101のベースに正のパルス電圧が印加されてこれ
がターンオフし、そのコレクタからエミッタに向うよう
に電流が流れたときは順方向用巻線62からダイオード
7を介してトランジスタX01のベース1こ順バイアス
方向に電流を供給してトランジスタ101のオン状態を
維持し、他方の1゛ランジスク102のベースに正のパ
ルス電圧が印加されてこれかターンオンし、そのコ1/
クタからエミッタに向うように電流が流れたときは逆方
向用巻線83からダイオード8を介してトランジスタ1
02のベースに順バイアス方向に電ll1l、を供給し
てトランジスタ+02のオン状態を維持するように構成
されている。したがって、このように構成されたベース
駆動回路によっても、半導体スイン千10を双方向にオ
ンすることができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、半導体スイッチ
の主回路に1次′/!X線を挿入した変流器の2次巻線
から、切換手段によって主回路に1にLれる電流の方向
に対応して半導体スイン千のベースに常に順バイアス方
向に電流をフイムすようにしたので、半導体スイッチを
双方向にオンすることかできる。しかもまた、半導体ス
イ・ンチを逆方向にオンするのに従来は必要であった半
導体スイン千に逆並列接続するダイオードを不要にする
ことができる。さらにまた、本発明によればダイオード
よりも低いオン電圧で半導体スイッチを双方向にオンで
きるので、その主回路の消費電力を少なくすることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図はトランジスタの従来のベース駆動回路の一例を
示す回路図、 第2図は本発明にかかる半導体スイッチのベース駆動回
路の一実施例を示す回路図、 第3図および第4図は第2図示の駆動回路に象れる電流
の具体例を示す図、 第5図は本発明にかかる半導体スイッチのベース駆動回
路の他の実施例を示す回路図。 第6図は本発明にかかる半導体スイッチのベース駆動回
路のさらに他の実施例を示す回路図であ2.9.to・
・・トランジスタ、 6・・・変流器、 61・・・1次巻線、 62・・・順方向用巻線、 63・・・逆方向用巻線、 ?、8 ・・・ダイオード。 特許出願人 富±11i、機製造株式会ン(代 理 人
 弁理士 谷 義 − 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1) Y、導体フインチの主回路に挿入された1次巻線
    をイイする変IIr、器と、 +iir記JE回路に流れる電流の方向に対応して01
    1記変流器の2次巻線からの電流の向きを91換えて、
    前記半導体スイッチのベースに前記2吹巻線からの電流
    を常に順バイアス方向に供給する切換手段とを具えたこ
    とを特徴とする半導体スイッチのベース駆動回路。 2、特許請求の範囲第1項記載の半導体スイッチのベー
    ス駆動回路において、 +iii記2次記録次巻線対の補助巻線からなり、前記
    v′J換手段は1対のダイオードを有し、前記1対の補
    助巻線の各一端を前記1次巻線に共通に接続し、同他端
    の各々を前記1′九1のダイオード゛の人々の7ノーK
     t: Jlst、h +。 前記1対のダイオードのカソードを前記半遵体スイ・ン
    チのベースに接続し、iii記1対の補助巻線の各々を
    、その他端に11]い黍こ逆極性の電圧が発生するよう
    に配置したことを特徴とする半導体スイッチのベース駆
    動回路。 3)特許請求の範囲第1傾記載の半導体スイッチのベー
    ス駆動回路において、 前記半導体スイッチは、コレクタおよびエミッタカ曹に
    いに逆になるように部列接続された1対のトランジスタ
    を有し、前記切換手段は、1対のダイオードを有し、前
    記2次巻線は、1対の補助巻線からなり、前記1対の補
    助巻線の各一端を前記1次巻線に共通に接続し、同他端
    の各々を、前記1対のダイオードの各々の7ノードに接
    続し、前記1対のダイオードの一方のカソードを前記1
    対のトランジスタの一方のベースに接続し、前記1対の
    ダイオードの他方のカソードを前記1対のトランジスタ
    の他方のベースに48 hitし、前記1対の補助巻線
    の各々を、ぞの仙嬬にUい【こ願極性の′電圧が発生す
    るように配置したことを特徴とする半導体スイッチのベ
    ース駆動回路。 (以下、余白)
JP16837283A 1983-09-14 1983-09-14 半導体スイツチのベ−ス駆動回路 Pending JPS6062230A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996013900A1 (de) * 1994-10-28 1996-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Elektronischer schalter, geeignet für induktive lasten
WO2018086745A1 (de) * 2016-11-14 2018-05-17 Technische Universität Dortmund Vorrichtung und verfahren zur selbstverstärkenden ansteuerung eines ladungsgesteuerten schaltelements sowie verwendung eines transformators

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996013900A1 (de) * 1994-10-28 1996-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Elektronischer schalter, geeignet für induktive lasten
WO2018086745A1 (de) * 2016-11-14 2018-05-17 Technische Universität Dortmund Vorrichtung und verfahren zur selbstverstärkenden ansteuerung eines ladungsgesteuerten schaltelements sowie verwendung eines transformators

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