JPS61147736A - スイッチング素子の駆動回路 - Google Patents

スイッチング素子の駆動回路

Info

Publication number
JPS61147736A
JPS61147736A JP26631484A JP26631484A JPS61147736A JP S61147736 A JPS61147736 A JP S61147736A JP 26631484 A JP26631484 A JP 26631484A JP 26631484 A JP26631484 A JP 26631484A JP S61147736 A JPS61147736 A JP S61147736A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
overload
output
circuit
inverter
switch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP26631484A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH049016B2 (ja
Inventor
新治 田島
宏 福井
正好 佐藤
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.)
Via Mechanics Ltd
Original Assignee
Hitachi Seiko Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Seiko Ltd filed Critical Hitachi Seiko Ltd
Priority to JP26631484A priority Critical patent/JPS61147736A/ja
Publication of JPS61147736A publication Critical patent/JPS61147736A/ja
Publication of JPH049016B2 publication Critical patent/JPH049016B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Protection Of Static Devices (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、特に大電流用トランジスタインバータの過負
荷保護に適した応答性の良いインバータ過負荷保護装置
に関する。
〔発明の背景〕
溶接用電源などの大電流回路に用いられるトランジスタ
インバータ、特に高速駆動の可能なパワーMO8FET
をスイッチ素子とするものでは、スイッチ素子の過負荷
保護が重要な技術的課題となっている。
第6図は、従来知られているトランジスタインバータの
過負荷保護装置を示す。ここでは、商用電源1からの交
流入力を整流部2で直流とし、電流検出器3を通して、
インバータスイッチ部4で直流を高周波交流に変換し、
負荷5に通電する。
6は出力設定部であり、その出力である出力設定信号は
制御信号発生回路7でパルス列に変換され、ANDゲー
ト8に加えられる。通常は、比較器13の出力が1′″
であるため、制御信号発生回路7の出力はANDゲート
8を通り駆動回路9で電力増幅してインバータスイッチ
部4へ送られ、スイッチ素子10を出力設定信号に応じ
た時間比でオン・オフさせる。
第7図に本装置の過負荷保護シーケンスを示す。
すなわち、電流検出器3の出力は増幅器11で電圧増幅
され、過電流設定部12の出力である過電流設定信号レ
ベルと比較器13で比較される。通常は比較器13の出
力は14111であるが、増幅器11の出力が過電流設
定信号レベルを越えると、比較器13の出力はII O
IIとなり、これを過電流検出信号としてANDゲート
8を閉じ、駆動回路9の出力を停止させる。
しかし、この過電流検出による保護方式では、電力損失
の低減および保護回路を主回路から絶縁する必要上、電
流検出器3にホール素子などを用い、電流検出器3の出
力である数十mVの微小電圧を演算増幅器などで増幅し
ているため、応答が遅く、例えばホール素子と演算増幅
器を用いた場合、第7図に示す過電流検出の遅れ時間が
0.05〜0、ISと大きくなる。この応答の遅れと、
スイッチ素子の熱的状態が保護動作に反映されないこと
により、過負荷保護を十分に行なえない場合があった。
また、この保護方式では過電流検出時に高速で大電流を
遮断するため、第7図に示すように高いサージ電圧が発
生する。このため、サージ吸収用として大容量のスパナ
回路が必要となり、スパナ回路の電力損失が大きくなる
という欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を補い、スイ
ッチ素子の過負荷保護をより適確に行ないつるとともに
、電力損失の少ないインバータの過負荷保護装置を提供
することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、第1,3.5図に実施例に対応させて示した
ように、出力設定信号に応じた時間比率でスイッチ素子
10をオン・オフさせるための制御信号発生回路7と、
その制御信号により前記スイッチ素子10を駆動する駆
動回路9と、前記スイッチ素子10の順方向電圧と過負
荷設定信号レベルとを前記制御信号のスイッチオン期間
にのみ比較する過負荷検出回路14と、前記順方向電圧
が前記過負荷設定信号レベルを越えたとき前記過負荷検
出回路14から出力される過負荷検出信号に応答して前
記駆動回路9の出力を停止させる制御回路15とを備え
てなるインバータの過負荷保護装置である。
インバータを構成するパワーMO5FETなどのスイッ
チ素子の順方向電圧は通電電流値と素子のジャンクショ
ン温度により変化し、過負荷時にはその電圧が大幅に増
加する6したがって、上記のようにオン期間におけるス
イッチ素子の順方向電圧と過負荷設定信号レベルとを比
較すれば、増幅器などを介さずに過負荷の検出ができ、
高速動作が可能であり、かつ通電電流値とジャンクショ
ン温度の両面からの過負荷保護ができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図〜第5図により説明する
第1図は本発明の一実施例の概念的構成を示す。
本実施例では、商用電源1からの交流入力を整流部2で
直流とし、インバータスイッチ部4で直流を高周波交流
に変換し、負荷5に通電する。6は出力設定部であり、
その出力である出力設定信号は制御信号発生回路7でパ
ルス列に変換され、制御回路15を構成するANDゲー
ト8に加えられる。通常は、過負荷検出回路14内の比
較器13の出力はIt I IIであるため、制御信号
発生回路7の出力はAND回路8を通り駆動回路9で電
力増幅してインバータスイッチ部4へ送られ、スイッチ
素子10をオン・オフさせる。
第2図に本実施例の過負荷保護シーケンスを示す。16
は制御信号発生回路7の出力レベルに応じて動作するス
イッチであり、制御信号発生回路7の出力がオフレベル
のときは、スイッチ16がb側(アース)に接続される
ため、比較器13の入力電圧は零で、出力は′1”とな
る。制御信号発生回路7の出力がオンレベルになると、
スイッチ16がa側に接続され、ソース接地されたスイ
ッチ素子(パワーMO5FET)10のドレインから該
スイッチ素子の順方向電圧がスイッチ16を介して比較
器13に入力される。比較器13は、過負荷設定部12
の出力である過負荷設定信号レベルと前記順方向電圧と
を比較する。前記スイッチ素子10の特性として、通電
電流が大きくなると順方向電圧は増大し、またジャンク
ション温度が上がるとオン抵抗が大きくなるので、これ
によっても順方向電圧は増大する。この特性を利用し、
順方向電圧が過負荷設定信号レベルを越えると、比較器
13の出力がIt OIIとなり、これを過負荷検出信
号としてANDゲート8を閉じ、駆動回路9の出力を停
止させるようにしてスイッチ素子10の過負荷保護を行
なう。
この構成によると、増幅器を介ざずに過負荷検出ができ
るため、第2図に示すように電流検出による従来方式に
比べて過負荷検出の遅れが少なく。
高速で応答させることができる。また、電流の立ち上が
りが小さい段階で過電流を遮断できるため、遮断時のサ
ージ電圧も小さくなり、したがって、図示しないスパナ
回路の容量を小さくでき、スパナ回路の電力損失を低減
できる。
第3図は本発明の他の実施例の概念的構成を示す。第3
図中、第1図と共通の部分については同一符号を付して
示すのみで説明を省略する。
本実施例では、制御信号発生回路7の出力は制御口1i
815内の減算器18に加えられる6通常は、制御回路
15内のスロープ回路17の出力が零であるため、制御
信号発生回路7の出力はそのまま減算器18を通り、駆
動回路9で電力増幅してインバータスイッチ部4へ送ら
れ、スイッチ素子10をオン・オフさせる。
第4図に本実施例の過負荷保護シーケンスを示す。制御
信号発生回路7の出力がオンレベルになると、過負荷検
出回路14内のスイッチ16がa側に接続され、第1図
の実施例と同様にスイッチ素子(パワーMOSFET)
10の順方向電圧がスイッチ16を介して比較器13に
入力される。この順方向電圧が過負荷設定部12の出力
である過負荷設定信号レベルを越えると、比較器13の
出力が′1″となり、これを過負荷検出信号としてに制
御回路15内のスロープ回路17が動作し、所定の時定
数で零から漸増するスロープ信号が減算器18に入力さ
れる。このため、減算器18の出力は漸減し、駆動回路
9の出力をオ・ンレベルからオフレベルへと徐々に変化
させる。
本実施例の過負荷保護装置は、第1図の実施例と同様に
高速で応答し、電流の立ち上がりが小さい段階で過負荷
保護ができる。しかも過電流をゆるやかに遮断できるた
め、遮断時のサージ電圧はほとんど発生しなくなる。し
たがって、図示しないスパナ回路の容量をさらに小さく
でき、スパナ回路の電力損失も低減する。本実施例は、
パワーM OS F E Tのような順方向電圧の高い
素子を用いた場合、特に有効である。
第1図、第3図には本発明の概念的構成を示したが、そ
の具体的な回路例を第5図に示す。
第5図中、PTはパルストランス、TR工〜TR3はト
ランジスタ、D工〜D5はダイオード。
ZDはツェナダイオード、C工、C2はコンデンサ、R
工〜R工。は抵抗であり、D、G、Sはそれぞれ前記ス
イッチ素子10のドレイン、ゲート、ソース各端子であ
る。
制御信号発生回路7の出力は、パルストランスPTの2
0V端子から過負荷検出回路14へ送られ、またパルス
トランスPTのIOV端子から制御回路15へ送られる
。通常は、制御回路15内のトランジスタTR工がオフ
で、スロープ用コンデンサc2が電源電圧(+12V)
に充電されているため、パルストランスPTの10v端
子からの制御信号は駆動回路9内のトランジスタTR,
、TR,で電力増幅され、スイッチ素子10のゲート端
子Gに加えられる。
パルストランスPTの20V端子から過負荷検出回路1
4へ送られる制御信号がオンレベルにあるとき、スイッ
チ素子10の順方向電圧と過負荷設定信号レベルを与え
るツェナダイオードZDのツェナ電圧(9v)とがA点
で比較される。通常はA点からダイオードD2を通りド
レイン端子りへ向う電流が流れ、ツェナダイオードZD
はオフ状態にあり、したがってトランジスタTR1もオ
フとなっている。前記順方向電圧が前記ツェナ電圧より
大きくなると、ダイオードD2はオフ、ツェナダイオー
ドZDはオンとなり、そのツェナ電流によりトランジス
タTR,がオンになる。C工は動作を安定化するための
遅延用コンデンサである。
トランジスタTR工がオンになると、スロープ用コンデ
ンサC2の電荷は抵抗R6を介して放電する。
コンデンサC2の電圧が低下するに従い、ダイオードD
、を介してB点の電位が引き下げられ、トランジスタT
R2、TR3の入力を漸減させるので、駆動回路9の出
力はオンレベルからオフレベルへゆるやかに変化する。
この保護回路を用いることにより、パワーMO5FET
の過負荷検出の遅れ時間を約3μsと従来方式に比べ大
幅に短縮することができ、また駆動回路9の出力がオン
レベルからオフレベルへ移行するスロープ時間を3μs
程度とすることにより、遮断時のサージ電圧をほとんど
なくすることができた。
第5図のコンデンサC2を取り除けば、第1図の実施例
と同等の機能が得られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、通電電流とジャンクション温度の両面
からスイッチ素子の過負荷を検出でき、かつ従来の電流
検出による保護方式に比べ過負荷検出の遅れ時間を大幅
に短縮できるので、パワーMO5FETなどをスイッチ
素子とするインバータの過負荷保護をより適確に行なう
ことができる。
また、電流の立ち上がりが小さい段階で過電流を遮断で
きるため、遮断時のサージ電圧が小さくなり、サージ吸
収用のスパナ回路の容量を小さくして電力損失の低減が
図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
その過負荷保護シーケンスを示すタイムチャート、第3
図は本発明の他の実施例を示すブロック図、第4図はそ
の過負荷保護シーケンスを示すタイムチャート、第5図
は本発明の他の実施例の詳細回路図、第6図は従来例の
ブロック図、第7図はその過負荷保護シーケンスを示す
タイムチャートである。 4・・・インバータスイッチ部 6・・・出力設定部    7・・・制御信号発生回路
9・・・駆動回路     10・・・スイッチ素子1
2・・・過負荷設定部   14・・・過負荷検出回路
15・・・制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 出力設定信号に応じた時間比率でインバータのスイッチ
    素子をオン・オフさせるための制御信号発生回路と、そ
    の制御信号により前記スイッチ素子を駆動する駆動回路
    と、前記スイッチ素子の順方向電圧と過負荷設定信号レ
    ベルとを前記制御信号のスイッチオン期間にのみ比較す
    る過負荷検出回路と、前記順方向電圧が前記過負荷設定
    信号レベルを越えたとき前記過負荷検出回路から出力さ
    れる過負荷検出信号に応答して前記駆動回路の出力を停
    止させる制御回路とを備えてなるインバータの過負荷保
    護装置。
JP26631484A 1984-12-19 1984-12-19 スイッチング素子の駆動回路 Granted JPS61147736A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26631484A JPS61147736A (ja) 1984-12-19 1984-12-19 スイッチング素子の駆動回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26631484A JPS61147736A (ja) 1984-12-19 1984-12-19 スイッチング素子の駆動回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61147736A true JPS61147736A (ja) 1986-07-05
JPH049016B2 JPH049016B2 (ja) 1992-02-18

Family

ID=17429201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26631484A Granted JPS61147736A (ja) 1984-12-19 1984-12-19 スイッチング素子の駆動回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61147736A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0354435A2 (en) * 1988-08-12 1990-02-14 Hitachi, Ltd. A drive circuit for an insulated gate transistor; and its use in a switching circuit, a current switching apparatus and an induction motor system
JPH03183209A (ja) * 1988-11-16 1991-08-09 Fuji Electric Co Ltd 電圧駆動形半導体素子の駆動回路
JPH04185228A (ja) * 1990-11-20 1992-07-02 Daikin Ind Ltd インバータの短絡保護装置
JP2009057078A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Iwatapla:Kk 緩衝袋およびその梱包方法
JP2010200411A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57106344A (en) * 1980-12-17 1982-07-02 Fujitsu Ltd Feeder device stopping system
JPS59103567A (ja) * 1982-12-01 1984-06-15 Fuji Electric Co Ltd トランジスタの過電流保護回路

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57106344A (en) * 1980-12-17 1982-07-02 Fujitsu Ltd Feeder device stopping system
JPS59103567A (ja) * 1982-12-01 1984-06-15 Fuji Electric Co Ltd トランジスタの過電流保護回路

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0354435A2 (en) * 1988-08-12 1990-02-14 Hitachi, Ltd. A drive circuit for an insulated gate transistor; and its use in a switching circuit, a current switching apparatus and an induction motor system
EP0354435A3 (en) * 1988-08-12 1991-11-06 Hitachi, Ltd. A drive circuit for an insulated gate transistor; and its use in a switching circuit, a current switching apparatus and an induction motor system
JPH03183209A (ja) * 1988-11-16 1991-08-09 Fuji Electric Co Ltd 電圧駆動形半導体素子の駆動回路
JPH04185228A (ja) * 1990-11-20 1992-07-02 Daikin Ind Ltd インバータの短絡保護装置
JP2009057078A (ja) * 2007-08-31 2009-03-19 Iwatapla:Kk 緩衝袋およびその梱包方法
JP2010200411A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPH049016B2 (ja) 1992-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1421830B1 (en) Led-driver apparatus
US6097582A (en) Short circuit protection of IGBTs and other power switching devices
US6335608B1 (en) Fault protection circuitry for motor controllers
US4626954A (en) Solid state power controller with overload protection
US5689394A (en) Gate voltage modulation for transistor fault conditions
US4413193A (en) Optically coupled solid state relay
JPH0313827B2 (ja)
US8503146B1 (en) Gate driver with short-circuit protection
JP2020188613A (ja) スイッチング電源装置
US4571551A (en) Flyback modulated switching power amplifier
US5173848A (en) Motor controller with bi-modal turnoff circuits
US4926283A (en) Temperature protected transistor circuit and method of temperature protecting a transistor
US4275436A (en) Converter bleeder circuit responsive to flux condition of filter inductor
JPS61147736A (ja) スイッチング素子の駆動回路
US6891708B2 (en) Reduced current and power consumption structure of drive circuit
US5272398A (en) Driver for power field-controlled switches with refreshed power supply providing stable on/off switching
CN116707499A (zh) 驱动器系统以及驱动功率晶体管以驱动负载的方法
JP3175205B2 (ja) スイッチング電源装置の突入電流抑制回路
JP2000083370A (ja) 電力変換器におけるゲート駆動回路
JPH07170724A (ja) スイッチ素子の駆動回路
JPH06105448A (ja) 保護機能を備えたスイッチ装置
JP3477566B2 (ja) 過電流保護機能を有するゲート駆動回路
JPH0729739Y2 (ja) Fet駆動回路
JPS6211916A (ja) 電力用mos電界効果トランジスタの過電流保護回路
JP3032935B2 (ja) ドライブ回路

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees