JPS63253720A - Igbtの駆動回路 - Google Patents

Igbtの駆動回路

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JPS63253720A
JPS63253720A JP62088168A JP8816887A JPS63253720A JP S63253720 A JPS63253720 A JP S63253720A JP 62088168 A JP62088168 A JP 62088168A JP 8816887 A JP8816887 A JP 8816887A JP S63253720 A JPS63253720 A JP S63253720A
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JP
Japan
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igbt
power supply
drive circuit
circuit
gate drive
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Application number
JP62088168A
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English (en)
Inventor
Yasuji Seki
関 保治
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スイッチング用半導体素子の一種であるI 
G B T (I n5ulated  G ate 
B 1polarT ransistor )素子を用
いたハーフプリフジ回路の駆動回路に関する。
C従来の技術〕 I GBT素子は、バイポーラトランジスタの有する高
耐圧、大容量化が容易であるという長所と、パワーMO
S F ETの有する高速なスイッチングが可能で、ド
ライブも容易であるという長所とをあわせもった新しい
デバイスとして注目されている。
第2図にNチャネルI GBTの等価回路を示すと、N
チャネルMO3FETI、NPN)ランジスタ2、PN
P)ランジスタ3、及びトランジスタ2のベースエミツ
タ面短絡用抵抗4からなり、MOSFETIのドレーン
、ソース間とトランジスタ2のエミッタ、コレクタ間を
並列接続し、トランジスタ2.3はダーリントン接続し
てサイリスタ回路を形成するものとして表すことができ
る。
前記NチャネルのI GBTをオンさせる時は、ゲート
、エミッタ間に順バイアス電圧をかける。
その結果、MOSFETIにチャネルが形成され、該M
O3FETIが導通状態になり、PNP )ランジスタ
3のエミッタ、ベース間が順バイアスされることにより
導通が開始する。
逆に、本素子をOFFさせる時はゲート、エミツタ間に
逆バイアス電圧をかける。この結果、MO3FE、TI
はオフになり、PNP )ランジスタ3のベース電流が
流れなくなり、該トランジスタがオフし、その結果I 
GBTがオフする。
ところで、第3図はこのようなIGBTを2制置列接続
したハーフブリッジ回路の従来の駆動回路を示すもので
ある。
図中9a、9bはともにNチャネルIGBTで、各々ダ
イオード10a 、 10bを逆並列に接続し、高圧電
源8eに対し相互にハーフブリッジ接続となフている。
このようなI GBT 9 a、  9 bに対し、各
々上アーム素子ゲート駆動回路6aと下アーム素子ゲー
ト駆動回路6bが接続され、これらの駆動回路6a、6
bは各々フォトカプラ5a、5bにより絶縁状態で制御
回路7に接続される。図中8a。
8bは上アーム素子ゲート駆動回路6aの順バイアス電
源と逆バイアス電源、8c、8dは下アーム素子ゲート
駆動回路6bの順バイアス電源と逆バイアス電源である
制御回路7からの上アーム制御信号はフォトカプラ5a
を介してゲート駆動回路6aに送られ、オン時には電源
8aが、IGBT9aの順バイアス電源となり、オフ時
には電源8bがIGBT9aの逆バイアス電源となる。
一方、下アーム制御信号はフォトカプラ5bを介して駆
動回路6bに送られ、オン時には電源8Cが、IGBT
9bの順バイアス電源となり、オフ時には電源8dがI
 GBT9 bの逆バイアス電源となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このような第3図に示した従来の駆動回路では
、ゲート駆動回路が2点、ゲート駆動用電源が4点、信
号絶縁器が2点必要であり、回路構成が複雑となり装置
が大型化し、またコスト高になってしまっている。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、ゲート駆
動回路の電源数を2点に減らし、しかも1回の制御信号
絶縁で機能できるIGBTの駆動回路を提供することに
ある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は前記目的を達成するため、上アームにNチャネ
ル、下アームにPチャネルのI GBTをエミッタ共通
に接続したコンプリメンタリハーフブリッジ回路を形成
し、これら上アーム、下アームのIGBTのベースに、
順バイアス電源、逆バイアス電源を1対有し、フォ・ト
カプラにより絶縁された制御信号を受ける1個の共通な
ゲート駆動回路を接続したことを要旨とするものである
〔作用〕
本発明によれば、駆動信号はフォトカプラにより絶縁さ
れて送られ、ゲート駆動回路の順、逆バイアス電源のう
ち、一方の電源が上アームIGBTO順バイアス電源と
下アームIGETの逆バイアス電源になり、もう一方の
電源が上アームIGBTの逆バイアス電源と下アームI
GBTO順バイアス電源の役割を果たすので、計2個の
ゲート駆動電源でスイッチングすることが可能となる。
〔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1図は本発明の複合形スイッチ素子の駆動回路の1実
施例を示す回路図で、前記従来例を示す第3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。
上アームにNチャネルのIGBT9aを、下アームにP
チャネルのIGBT17を使用し、そのエミッタを共通
にしてコンプリメンタリなハーフブリッジ接続回路が形
成される。
図中6cはゲート駆動回路で、ベース及びエミッタを共
通に接続されたコンプリメンタリNPNトランジスタ1
5とPNP )ランジスタ16のうち、NPN )ラン
ジスタ15のエミッタに一対のゲート駆動電源8a、8
bの直列回路の正極が接続され、PNP )ランジスタ
16のエミッタには該直列回路の負極が接続される。
トランジスタ15と16のベース同士の接続点はMO3
FET13のドレンと、及び抵抗11cを介してトラン
ジスタ15のコレクタとに接続され、該MO3FET1
3のソースはトランジスタ16のコレクタと駆動電源8
bの接続点に、またフォトカプラ5aのフォトトランジ
スタのエミッタに接続される。
MOSFET13のゲートは抵抗11bを介してフォト
トランジスタ5tのコレクタに接続され、MOSFET
13のゲート、ソースとフォトトランジスタ5tのコレ
クタ、エミッタの接続点間にコンデンサ14が接続され
る。前記抵抗11bにはダイオード12が並列接続され
る。
フォトトランジスタ5tのベースはフォトダイオード5
dを介して抵抗11cとトランジスタ15のコレクタの
接続点に接続され、その接続点と前記フォトダイオード
5dとの接続中点は抵抗11aを介してフォトトランジ
スタ5tのコレクタと抵抗11bとの接続中点に接続さ
れる。
このゲート駆動回路6Cのトランジスタ15.16のエ
ミッタ同士の接続点を抵抗lidを介してIGB79a
、17のベース同士の接続点に接続し、ゲート駆動電源
8a、8bの接続点をI GBT9 a。
17のエミッタ同士の接続点に接続することで、前記ゲ
ート駆動回路16を共通のものとしてIGBT9a、1
7に接続する。
次に、動作について説明すると、I GBT駆動信号は
フォトカプラ5aにより絶縁されて送られる。いまフォ
トカプラ5aの一次側に電流を流すと二次側に電流が流
れ、FET13はオフとなる。
そのため、トランジスタ15がONになりI GBT9
aのゲートエミッタ間には、順バイアス電圧として電源
8aの電圧が、トランジスタ15、抵抗lidを介して
加わる。またこのとき、IGBT17にはゲートエミッ
タ間に逆バイアス電圧が同様に加わる。すなわち、上ア
ームIGBT9aはオンし、下アームIGBT17はオ
フする。次にフォトカプラ5aの1次側電流をオフさせ
ると二次側電流がオフし、FET13のゲートソース間
に電圧が加わりF E 713はオンとなる。そのため
、PNP )ランジスタ16のエミッタ、ベース間は順
バイアスとなり該トランジスタがオンしIGBT9aO
GE間には逆バイアス電圧として電源8bの電圧が抵抗
lid、)ランジスタ16を介して加わる。また、この
ときIGBT17の02間には順バイアス電圧がかかる
。すなわち、上アームIGBT9aはオフし、下アーム
IGBT17はオンする。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明のIGBTの駆動回路は、1個
の駆動回路でハーフブリッジ接続された2個のIGBT
をオン、オフ制御できるものであり、従来に比べてゲー
ト駆動回路の電源数を2点に減らし、制御信号絶縁器が
1となるのを始め全体の回路部品数の低減により回路構
成が簡素化されるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のIGBTの駆動回路の駆動回路の1実
施例を示す回路図、第2図はI GBTの等価回路、第
3図は従来のIC,BT駆動装置の回路図である。 1・・・MOSFET  2・・・NPNトランジスタ
3・・・PNP )ランジスタ 4・・・抵抗 5a、5b・・・フォトカプラ 5d・・・フォトダイオード 5t・・・フォトトランジスタ 6a、6b、6c・・・ゲート駆動回路7・・・制御回
路 8a、8b、8c、8d・−ゲート駆動電源8e・・・
高圧電源 9a、9b−・−NチャネルI GBTIQa 、 1
0b・・・ダイオード 11a 、 llb 、 llc 、 lid ・−・
抵抗12・・・ダイオード 13−MOSFET 14・・・コンデンサ 15・・・NPN)ランジスタ 16・・・PNP )ランジスタ 17・・・PチャネルIGBT 出願人    富士°電機株式会社 第2図 C 第3図 手続補正書 1.事件の表示 昭和62年 特許願 第88168号 2発明の名称 IGBTの駆動回路 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住 所   川崎市川崎区田辺新田1番1号4、代理人
 〒171 6、補正により増加する発明の数   な し特願昭6
2−88168 補  正  書 本件出願の明細書を下記の通り訂正する。 (1)明細書中、第2頁第9行目「ペースエミツタ面短
絡用抵抗4」とあるを、「ベースエミ、。 り間短絡用抵抗4」と訂正する。 (2)同書第2貝第10行目「ドレーン、ソース間」と
あるを、「ドレイン、ソース間」と訂正する。 (3)同書第2頁第12行目「ダーリントン接続して」
を削除する。 (4)同書第6頁第2行目「複合形スイッチ素子」とあ
るを、rlGBT、と訂正する。 (5)同書第6頁第13行目及び第15行目「エミッタ
」とあるを、「コレクタ」と訂正する。 (6)同書第6頁第18行目「ドレン」とあるを、「ド
レイン」と訂正する。 (7)同書第7頁第20行目「ゲート駆動回路16Jと
あるを、「ゲート駆動退路6CJと訂正する。 手続補正書 昭和63年 2月 5日 特許庁長官 小 川  邦 夫  殿 1、事件の表示 昭和62年特 許 願 第88168号2、発明の名称 IGBTの駆動回路 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  川崎市川崎区田辺新田1番1号名 称  (
523)富士電機株式会社代表者 中 尾   武 4、代理人〒171 6、補正の対象 明細書中、特許請求の範囲 7、補正の内容 特許請求の範囲を別紙記載の通り補正する。 特許請求の範囲 上アームにNチャネル、下アームにPチャネルのI G
BTをエミッタ共通に接続したコンプリメンタリハーフ
ブリッジ回路を形成し、これら上アーム、下アームのI
GBTのベースに、順バイアス電源、逆バイアス電源を
1対有し、フォトカプラにより絶縁された制御信号を受
ける1個の共通なゲート駆動回路を接続したことを特徴
とする上GBTの駆動回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 上アームにNチャネル、下アームにPチャネルのIGB
    Tをエミッタ共通に接続したコンプリメンタリハーフブ
    リッジ回路を形成し、これら上アーム、下アームのIG
    BTのベースに、順バイアス電源、逆バイアス電源を1
    対有し、フォトカプラにより絶縁された制御信号を受け
    る1個の共通なゲート駆動回路を接続したことを特徴と
    する複合形スイッチ素子の駆動回路。
JP62088168A 1987-04-09 1987-04-09 Igbtの駆動回路 Pending JPS63253720A (ja)

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