JPH04250714A - 短絡回路保護付きパルス制御ゲート回路 - Google Patents
短絡回路保護付きパルス制御ゲート回路Info
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- JPH04250714A JPH04250714A JP3121757A JP12175791A JPH04250714A JP H04250714 A JPH04250714 A JP H04250714A JP 3121757 A JP3121757 A JP 3121757A JP 12175791 A JP12175791 A JP 12175791A JP H04250714 A JPH04250714 A JP H04250714A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/04—Modifications for accelerating switching
- H03K17/0406—Modifications for accelerating switching in composite switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic 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
- H03K17/687—Electronic 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 field-effect transistors
- H03K17/689—Electronic 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 field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
- H03K17/691—Electronic 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 field-effect transistors with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、MOSトランジスタ及
び絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタのような容量
制御を有する電力トランジスタの制御に関する。
び絶縁ゲート・バイポーラ・トランジスタのような容量
制御を有する電力トランジスタの制御に関する。
【0002】本発明は、特に制御回路が電力回路から絶
縁され、逆極性の短いパルスを発生することにより電力
トランジスタをターン・オフさせるまでは、短いパルス
が前記電力トランジスタをスイッチング・オン可能な制
御装置を得ることを目的とする。
縁され、逆極性の短いパルスを発生することにより電力
トランジスタをターン・オフさせるまでは、短いパルス
が前記電力トランジスタをスイッチング・オン可能な制
御装置を得ることを目的とする。
【0003】本発明の目的は、デューティ・サイクルの
制限なしに、低周波で動作可能、かつ電力トランジスタ
の高速度スイッチングが可能な非常に簡単な回路を提供
することにある。
制限なしに、低周波で動作可能、かつ電力トランジスタ
の高速度スイッチングが可能な非常に簡単な回路を提供
することにある。
【0004】本発明の他の目的は、負荷における回路に
短絡がある場合に、前記電力トランジスタの導通を遮断
する手段を備えた制御回路を提供することにある。
短絡がある場合に、前記電力トランジスタの導通を遮断
する手段を備えた制御回路を提供することにある。
【0005】更に、本発明の目的は、負荷における回路
に短絡が発生したことについての表示を前記電力回路の
一部に供給する手段を備えた制御回路を提供することに
ある。
に短絡が発生したことについての表示を前記電力回路の
一部に供給する手段を備えた制御回路を提供することに
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1のゲート端子及び第
2の基準端子と、前記第1のゲート端子と前記第2の基
準端子との間に接続された補助MOSトランジスタと、
第3及び第4の端子を有し、前記第1のゲート端子及び
前記第2の基準端子に接続されたパルス変圧器の二次巻
線とを備えた絶縁ゲート電力トランジスタ用のパルス制
御ゲート回路を提供することである。このパルス制御ゲ
ート回路は前記第2の基準端子と前記第4の端子との間
に接続されとた第1のダイオードと、前記第4の端子と
補助MOSトランジスタとの間に接続された2つの単方
向に導通の並列な経路とを備え、これら経路のうちの一
つが前記パルス変圧器の二次巻線へ正極性及び負極性の
パルスが印加されたときに導通状態になる。各経路は第
1及び第2のMOSトランジスタとそれぞれ直列な第2
及び第3のダイオードを備えている。前記2つのダイオ
ードは逆並列に接続され、前記2つのMOSトランジス
タは逆チャネル型のものであり、これらのゲートが相互
接続され、前記第3の端子に接続されている。
2の基準端子と、前記第1のゲート端子と前記第2の基
準端子との間に接続された補助MOSトランジスタと、
第3及び第4の端子を有し、前記第1のゲート端子及び
前記第2の基準端子に接続されたパルス変圧器の二次巻
線とを備えた絶縁ゲート電力トランジスタ用のパルス制
御ゲート回路を提供することである。このパルス制御ゲ
ート回路は前記第2の基準端子と前記第4の端子との間
に接続されとた第1のダイオードと、前記第4の端子と
補助MOSトランジスタとの間に接続された2つの単方
向に導通の並列な経路とを備え、これら経路のうちの一
つが前記パルス変圧器の二次巻線へ正極性及び負極性の
パルスが印加されたときに導通状態になる。各経路は第
1及び第2のMOSトランジスタとそれぞれ直列な第2
及び第3のダイオードを備えている。前記2つのダイオ
ードは逆並列に接続され、前記2つのMOSトランジス
タは逆チャネル型のものであり、これらのゲートが相互
接続され、前記第3の端子に接続されている。
【0007】本発明の特徴によれば、その負荷が短絡さ
れたときにパルス変圧器の二次巻線の導通を遮断させる
遮断断手段を備えると共に、これらの遮断手段は前記第
1のダイオードと並列な経路を備え、前記経路は前記電
力トランジスタにおける電流が所定の値を超えたとき、
又は前記電力トランジスタにおける順方向の電圧降下が
所定値を超えたときは、スィッチ・オンとなる。
れたときにパルス変圧器の二次巻線の導通を遮断させる
遮断断手段を備えると共に、これらの遮断手段は前記第
1のダイオードと並列な経路を備え、前記経路は前記電
力トランジスタにおける電流が所定の値を超えたとき、
又は前記電力トランジスタにおける順方向の電圧降下が
所定値を超えたときは、スィッチ・オンとなる。
【0008】本発明の特徴によれば、電力トランジスタ
のゲートの充電中に前記経路のスイッチング・オンを禁
止する手段が備えられる。
のゲートの充電中に前記経路のスイッチング・オンを禁
止する手段が備えられる。
【0009】本発明の以上及び他の目的、特徴及び効果
は、添付する図面に示す好ましい実施例の詳細な説明か
ら明かとなる。
は、添付する図面に示す好ましい実施例の詳細な説明か
ら明かとなる。
【0010】
【実施例】図1及び図2は本発明の同一の実施例を示す
。本発明は、概して電力トランジスタ即ち主トランジス
タTpのスイッチングに関連し、その第1のゲート端子
が電源電圧Vに接続され、他の主端子即ち基準端子が負
荷Lに接続されている。負荷Lはフリー・ホイール・ダ
イオードと並列な誘導負荷である。
。本発明は、概して電力トランジスタ即ち主トランジス
タTpのスイッチングに関連し、その第1のゲート端子
が電源電圧Vに接続され、他の主端子即ち基準端子が負
荷Lに接続されている。負荷Lはフリー・ホイール・ダ
イオードと並列な誘導負荷である。
【0011】本発明によれば、第1の極性のパルスが変
圧器の二次巻線W2に到達すると、主トランジスタTp
をスイッチング・オンさせる手段が備えられている。補
助トランジスタT1が主トランジスタTpのゲートと基
準電極との間に接続されている。補助トランジスタT1
の導通状態は主トランジスタTpの導通状態に対してコ
ンプリメンタリとなるように制御されている。従って、
主トランジスタTpがオフのときは補助トランジスタT
1はオンとなり、主トランジスタTpがオンのときは補
助トランジスタT1がオフとなり、主トランジスタTp
のゲートに発生し得る全ての寄生負荷を除去することで
あり、主トランジスタTpのゲート容量を放電しないよ
うにする。
圧器の二次巻線W2に到達すると、主トランジスタTp
をスイッチング・オンさせる手段が備えられている。補
助トランジスタT1が主トランジスタTpのゲートと基
準電極との間に接続されている。補助トランジスタT1
の導通状態は主トランジスタTpの導通状態に対してコ
ンプリメンタリとなるように制御されている。従って、
主トランジスタTpがオフのときは補助トランジスタT
1はオンとなり、主トランジスタTpがオンのときは補
助トランジスタT1がオフとなり、主トランジスタTp
のゲートに発生し得る全ての寄生負荷を除去することで
あり、主トランジスタTpのゲート容量を放電しないよ
うにする。
【0012】更に、本発明は、主トランジスタTpのゲ
ートの放電、及び主トランジスタT1のゲートの非充電
のためのターン・オン処理中に単方向電流を確保し、こ
れによってゲートは逆極性のパルスが発生するまで、そ
の状態を保持する手段を提供するものである。
ートの放電、及び主トランジスタT1のゲートの非充電
のためのターン・オン処理中に単方向電流を確保し、こ
れによってゲートは逆極性のパルスが発生するまで、そ
の状態を保持する手段を提供するものである。
【0013】当該技術分野に習熟する者は、二次巻線W
2に発生する単方向パルスを転送する種々の手段を提供
することが可能である。単方向電流を確保する手段の好
ましい実施例は、図1及び図2に示されている。パルス
制御ゲート回路は補助トランジスタT1と、二次巻線W
2の下側端子との間に接続されたダイオードDを備えて
いる。更に、二次巻線W2の下側端子は並列に2つの経
路を介して補助トランジスタT1のゲートに接続されて
いる。それぞれは他の経路のダイオードと逆極性の極性
を有するダイオードD1及びD2を備えている。各ダイ
オードはスイッチと直列であり、2つのスイッチは、以
下で説明するように、互いに逆に制御されている。
2に発生する単方向パルスを転送する種々の手段を提供
することが可能である。単方向電流を確保する手段の好
ましい実施例は、図1及び図2に示されている。パルス
制御ゲート回路は補助トランジスタT1と、二次巻線W
2の下側端子との間に接続されたダイオードDを備えて
いる。更に、二次巻線W2の下側端子は並列に2つの経
路を介して補助トランジスタT1のゲートに接続されて
いる。それぞれは他の経路のダイオードと逆極性の極性
を有するダイオードD1及びD2を備えている。各ダイ
オードはスイッチと直列であり、2つのスイッチは、以
下で説明するように、互いに逆に制御されている。
【0014】図示の実施例において、主トランジスタT
pはNチャネルMOSトランジスタ及び補助トランジス
タT1からなる。経路に2つの経路において、第1の制
御スイッチはPチャネル・エンハンスメントMOSトラ
ンジスタM1であり、第2の制御スイッチはNチャネル
・エンハンスメントMOSトランジスタM2である。P
チャネル・エンハンスメントMOSトランジスタM1及
びNチャネル・エンハンスメントMOSトランジスタM
2のゲートは相互接続され、二次巻線W2の上側端子に
接続される。ダイオードD1は補助トランジスタT1の
ゲートに流れる正極性の電流が可能なようにバイアスさ
れる。ダイオードD2は逆バイアスされる。ダイオード
Dは正極性の電流が二次巻線W2の下側端子に流れるよ
うにバイアスされる。
pはNチャネルMOSトランジスタ及び補助トランジス
タT1からなる。経路に2つの経路において、第1の制
御スイッチはPチャネル・エンハンスメントMOSトラ
ンジスタM1であり、第2の制御スイッチはNチャネル
・エンハンスメントMOSトランジスタM2である。P
チャネル・エンハンスメントMOSトランジスタM1及
びNチャネル・エンハンスメントMOSトランジスタM
2のゲートは相互接続され、二次巻線W2の上側端子に
接続される。ダイオードD1は補助トランジスタT1の
ゲートに流れる正極性の電流が可能なようにバイアスさ
れる。ダイオードD2は逆バイアスされる。ダイオード
Dは正極性の電流が二次巻線W2の下側端子に流れるよ
うにバイアスされる。
【0015】図1に示す好ましい実施例において、主ト
ランジスタTpのターン・オン順序が図示のように、二
次巻線W2に正極性のパルスを印加することに対応する
。このパルスが発生すると、電流i1 が主トランジス
タTpのゲート・ソース間容量及びダイオードDを介し
て上側端子から二次巻線W2の下側端子へ流れる。電流
i2 がNチャネル・エンハンスメントMOSトランジ
スタM2のゲート・ソース間容量を介して流れ、これを
スイッチング・オンにする。(同時に、Pチャネル・エ
ンハンスメントMOSトランジスタM1がターン・オフ
する。)更に、電流i3 (その流れの一部のみを示す
。)は、補助トランジスタT1のゲート・ソース間容量
を放電させる。(電流i3 の経路は、ダイオードD2
、及びNチャネル・エンハンスメントMOSトランジス
タM2を通過し、ダイオードDを流れる電流i1 とシ
ャントである。)
ランジスタTpのターン・オン順序が図示のように、二
次巻線W2に正極性のパルスを印加することに対応する
。このパルスが発生すると、電流i1 が主トランジス
タTpのゲート・ソース間容量及びダイオードDを介し
て上側端子から二次巻線W2の下側端子へ流れる。電流
i2 がNチャネル・エンハンスメントMOSトランジ
スタM2のゲート・ソース間容量を介して流れ、これを
スイッチング・オンにする。(同時に、Pチャネル・エ
ンハンスメントMOSトランジスタM1がターン・オフ
する。)更に、電流i3 (その流れの一部のみを示す
。)は、補助トランジスタT1のゲート・ソース間容量
を放電させる。(電流i3 の経路は、ダイオードD2
、及びNチャネル・エンハンスメントMOSトランジス
タM2を通過し、ダイオードDを流れる電流i1 とシ
ャントである。)
【0016】更に、例示した種々のダイオードが備えら
れているために、トランジスタTp及び補助トランジス
タT1は制御パルスの印加が終了したときの状態に留ま
る。
れているために、トランジスタTp及び補助トランジス
タT1は制御パルスの印加が終了したときの状態に留ま
る。
【0017】図2は主トランジスタTpのスイッチング
・オフ順序の適用を示す。主トランジスタTpをスイッ
チング・オフするために、二次巻線W2に負極性のパル
スが印加される。従って、第1の電流i4 がPチャネ
ル・エンハンスメントMOSトランジスタM1をターン
・オンする(同時に、Nチャネル・エンハンスメントM
OSトランジスタM2がターン・オフする)。Pチャネ
ル・エンハンスメントMOSトランジスタM1が導通す
ると、電流i5 は二次巻線W2の下側端子からPチャ
ネル・エンハンスメントMOSトランジスタM1、補助
トランジスタT1のゲート・ソース間容量、主トランジ
スタTpのゲート・ソース間容量を介して二次巻線W2
の上側端子に流れ得る。従って、同時に補助トランジス
タT1のゲートは充電され、主トランジスタTpのゲー
トは放電され、これによって、補助トランジスタT1が
ターン・オンとなり、主トランジスタTpはターン・オ
フとなる。補助トランジスタT1がターン・オンとなる
と、主トランジスタTpのゲートが補助トランジスタT
1、及び直列をなすインピーダンスを介して直接放電す
るのを終結させることができることに注意すべきである
。
・オフ順序の適用を示す。主トランジスタTpをスイッ
チング・オフするために、二次巻線W2に負極性のパル
スが印加される。従って、第1の電流i4 がPチャネ
ル・エンハンスメントMOSトランジスタM1をターン
・オンする(同時に、Nチャネル・エンハンスメントM
OSトランジスタM2がターン・オフする)。Pチャネ
ル・エンハンスメントMOSトランジスタM1が導通す
ると、電流i5 は二次巻線W2の下側端子からPチャ
ネル・エンハンスメントMOSトランジスタM1、補助
トランジスタT1のゲート・ソース間容量、主トランジ
スタTpのゲート・ソース間容量を介して二次巻線W2
の上側端子に流れ得る。従って、同時に補助トランジス
タT1のゲートは充電され、主トランジスタTpのゲー
トは放電され、これによって、補助トランジスタT1が
ターン・オンとなり、主トランジスタTpはターン・オ
フとなる。補助トランジスタT1がターン・オンとなる
と、主トランジスタTpのゲートが補助トランジスタT
1、及び直列をなすインピーダンスを介して直接放電す
るのを終結させることができることに注意すべきである
。
【0018】前述の回路は、NチャネルMOSトランジ
スタであるとして例示した電力トランジスタからなるパ
ルス制御回路について特定の実施例を構成するものであ
るが、他の型式のMOSトランジスタ又は絶縁ゲート・
バイポーラ・トランジスタ(IGBT)であってもよい
。このパルス制御回路の利点はその簡単さ及び部品点数
が少ないことである。従って、この回路を電力トランジ
スタを備えたチップ上に集積化することは、可能である
(二次巻線W2のみが集積回路の外付けされる)。
スタであるとして例示した電力トランジスタからなるパ
ルス制御回路について特定の実施例を構成するものであ
るが、他の型式のMOSトランジスタ又は絶縁ゲート・
バイポーラ・トランジスタ(IGBT)であってもよい
。このパルス制御回路の利点はその簡単さ及び部品点数
が少ないことである。従って、この回路を電力トランジ
スタを備えたチップ上に集積化することは、可能である
(二次巻線W2のみが集積回路の外付けされる)。
【0019】更に、前述の回路の他の利点として、この
回路は負荷の短絡を検出するシステムと相互接続し、回
路の短絡が検出された場合に電力トランジスタの導通を
遮断し、回路の短絡が発生したことを通知することがで
きることである。以下で説明するが、回路が短絡した際
の導通遮断機能は回路の短絡を表示する機能と区別すべ
きものであることが理解されるであろう。実際には、回
路が短絡した場合に、このような遮断の発生を表示する
ことなく、自動的に導通を遮断する回路が存在している
。このような回路により、例えばブリッジ接続又は変換
回路の場合に、周期的に電電トランジスタが動作するよ
うに設計されているときは、各サイクルで導通の開始に
続いて負荷における回路短絡の遮断が続く。その場合は
、このような回路の短絡が存在することを変圧器の一次
側で表示し、命令を停止させて電力部品の過熱及び寿命
時間を改善させることが望ましい。
回路は負荷の短絡を検出するシステムと相互接続し、回
路の短絡が検出された場合に電力トランジスタの導通を
遮断し、回路の短絡が発生したことを通知することがで
きることである。以下で説明するが、回路が短絡した際
の導通遮断機能は回路の短絡を表示する機能と区別すべ
きものであることが理解されるであろう。実際には、回
路が短絡した場合に、このような遮断の発生を表示する
ことなく、自動的に導通を遮断する回路が存在している
。このような回路により、例えばブリッジ接続又は変換
回路の場合に、周期的に電電トランジスタが動作するよ
うに設計されているときは、各サイクルで導通の開始に
続いて負荷における回路短絡の遮断が続く。その場合は
、このような回路の短絡が存在することを変圧器の一次
側で表示し、命令を停止させて電力部品の過熱及び寿命
時間を改善させることが望ましい。
【0020】図3は図1及び図2に既に示した回路部品
、即ち主トランジスタTp、補助トランジスタT1、負
荷L、ダイオードD、ダイオードD1かつPチャネル・
エンハンスメントMOSトランジスタM1、ダイオード
D2かつNチャネル・エンハンスメントMOSトランジ
スタM2及び二次巻線W2を再度示す。この回路には負
荷と主トランジスタTpの基準電極との間で直列に小さ
な値の抵抗rm が付加されている。抵抗rm 両端の
電圧はこの実施例の場合ではNチャネル・エンハンスメ
ントMOSトランジスタM3により形成されているスイ
ッチを制御している。このNチャネル・エンハンスメン
トMOSトランジスタM3はダイオードD3と直列に接
続されており、ダイオードD3及びDは逆並列に接続さ
れている。Nチャネル・エンハンスメントMOSトラン
ジスタM3がバイポーラ・トランジスタであるならば、
ダイオードD3は備えなくともよい。このダイオードが
存在するのは、通常の技術を用いてNチャネル・エンハ
ンスメントMOSトランジスタM3のようなMOSトラ
ンジスタを得たときに、このトランジスタと並列にダイ
オードDと同一の極性を有するダイオード(図示なし)
が存在し、このダイオードが遅いので、単にこれを用い
るのが好ましくないということによる。
、即ち主トランジスタTp、補助トランジスタT1、負
荷L、ダイオードD、ダイオードD1かつPチャネル・
エンハンスメントMOSトランジスタM1、ダイオード
D2かつNチャネル・エンハンスメントMOSトランジ
スタM2及び二次巻線W2を再度示す。この回路には負
荷と主トランジスタTpの基準電極との間で直列に小さ
な値の抵抗rm が付加されている。抵抗rm 両端の
電圧はこの実施例の場合ではNチャネル・エンハンスメ
ントMOSトランジスタM3により形成されているスイ
ッチを制御している。このNチャネル・エンハンスメン
トMOSトランジスタM3はダイオードD3と直列に接
続されており、ダイオードD3及びDは逆並列に接続さ
れている。Nチャネル・エンハンスメントMOSトラン
ジスタM3がバイポーラ・トランジスタであるならば、
ダイオードD3は備えなくともよい。このダイオードが
存在するのは、通常の技術を用いてNチャネル・エンハ
ンスメントMOSトランジスタM3のようなMOSトラ
ンジスタを得たときに、このトランジスタと並列にダイ
オードDと同一の極性を有するダイオード(図示なし)
が存在し、このダイオードが遅いので、単にこれを用い
るのが好ましくないということによる。
【0021】負荷における電流及び抵抗rm における
電圧が所定のしきい値を超えたときは、Nチャネル・エ
ンハンスメントMOSトランジスタM3が導通状態とな
り、主トランジスタTpのゲート容量は二次巻線W2、
ダイオードD3、Nチャネル・エンハンスメントMOS
トランジスタM3及び抵抗rmを介する経路により放電
される。Nチャネル・エンハンスメントMOSトランジ
スタM3は回路に短絡がないときは遮断される。ダイオ
ードドD3及びNチャネル・エンハンスメントMOSト
ランジスタM3の並列接続はスイッチング・オフ及びこ
の回路の動作には影響しない。
電圧が所定のしきい値を超えたときは、Nチャネル・エ
ンハンスメントMOSトランジスタM3が導通状態とな
り、主トランジスタTpのゲート容量は二次巻線W2、
ダイオードD3、Nチャネル・エンハンスメントMOS
トランジスタM3及び抵抗rmを介する経路により放電
される。Nチャネル・エンハンスメントMOSトランジ
スタM3は回路に短絡がないときは遮断される。ダイオ
ードドD3及びNチャネル・エンハンスメントMOSト
ランジスタM3の並列接続はスイッチング・オフ及びこ
の回路の動作には影響しない。
【0022】他方、回路が短絡している場合に、主トラ
ンジスタTpをスイッチングさせるパルスが発生中に主
トランジスタTpのゲート容量を放電させることは、こ
のようなパルスの直後を除き、しない。更に、主トラン
ジスタTpのゲート容量の放電中に抵抗rm の端子の
電圧をマスクする回路が設けられている。この実施例の
場合に、この抵抗rm のマスキング回路は抵抗rm
と並列に、NチャルMOSトランジスタM4、抵抗R4
及びダイオードD4の直列接続を有する。トランジスタ
M4のゲートは、トランジスタM5を介して二次巻線W
2の上側端子に、また抵抗R6を介して補助トランジス
タT1及び主トランジスタTpの基準端子に接続される
。トランジスタM5のゲートは主トランジスタTpのゲ
ートに接続され、抵抗R5はトランジスタM5のゲート
とソースとの間に配置されている。従って、主トランジ
スタTpのゲート容量による充電電流は二次巻線W2の
上側端子から主トランジスタTpのゲートへ流れる。即
ち、ターン・オン命令において、抵抗R5の両端に電圧
が発生し、負電圧がトランジスタM5のゲートに現れ、
トランジスタM5は導通状態になり、抵抗R6を介して
電流を流し、トランジスタM4をターン・オンさせる。 これは、主トランジスタTpのスイッチング・オン中に
負荷に並列なフリー・ホイール・ダイオードが導通する
ことによる電流のピークが主トランジスタTpを介して
流れる際に、抵抗rm をマスクさせるものとなる。主
トランジスタTpのゲート容量の充電が完了すると、直
ちにトランジスタM5及びトランジスタM4を遮断させ
、抵抗rm の両端の電圧が前述のように、Nチャネル
・エンハンスメントMOSトランジスタM3を制御し、
主トランジスタTpのゲート容量を放電させる。
ンジスタTpをスイッチングさせるパルスが発生中に主
トランジスタTpのゲート容量を放電させることは、こ
のようなパルスの直後を除き、しない。更に、主トラン
ジスタTpのゲート容量の放電中に抵抗rm の端子の
電圧をマスクする回路が設けられている。この実施例の
場合に、この抵抗rm のマスキング回路は抵抗rm
と並列に、NチャルMOSトランジスタM4、抵抗R4
及びダイオードD4の直列接続を有する。トランジスタ
M4のゲートは、トランジスタM5を介して二次巻線W
2の上側端子に、また抵抗R6を介して補助トランジス
タT1及び主トランジスタTpの基準端子に接続される
。トランジスタM5のゲートは主トランジスタTpのゲ
ートに接続され、抵抗R5はトランジスタM5のゲート
とソースとの間に配置されている。従って、主トランジ
スタTpのゲート容量による充電電流は二次巻線W2の
上側端子から主トランジスタTpのゲートへ流れる。即
ち、ターン・オン命令において、抵抗R5の両端に電圧
が発生し、負電圧がトランジスタM5のゲートに現れ、
トランジスタM5は導通状態になり、抵抗R6を介して
電流を流し、トランジスタM4をターン・オンさせる。 これは、主トランジスタTpのスイッチング・オン中に
負荷に並列なフリー・ホイール・ダイオードが導通する
ことによる電流のピークが主トランジスタTpを介して
流れる際に、抵抗rm をマスクさせるものとなる。主
トランジスタTpのゲート容量の充電が完了すると、直
ちにトランジスタM5及びトランジスタM4を遮断させ
、抵抗rm の両端の電圧が前述のように、Nチャネル
・エンハンスメントMOSトランジスタM3を制御し、
主トランジスタTpのゲート容量を放電させる。
【0023】更に、図3に当該回路の動作を改善するた
めに設計された種々の負荷的な部品を示す。補助トラン
ジスタT1のゲート及びソースとの間にはツェナー・ダ
イオードZ1がある。このツェナー・ダイオードZ1は
、主としてスイッチング・オフ・パルスの先頭でこのゲ
ート上に過電圧が印加されないようにする。Nチャネル
・エンハンスメントMOSトランジスタM3のゲートと
ソースとの間には、並列にコンデンサC3及び抵抗R3
が接続されている。コンデンサC3、抵抗R3及びダイ
オードD4からなるアッセンブリは、Nチャネル・エン
ハンスメントMOSトランジスタM3のオンを十分な時
間をもって維持するための時定数を確保しすることによ
り、過電圧が検出されたときは主トランジスタTpを完
全に放電させるものである。ダイオードD5は抵抗R5
に並列接続されて主トランジスタTpのゲートの放電経
路のインピーダンスを減少させている。
めに設計された種々の負荷的な部品を示す。補助トラン
ジスタT1のゲート及びソースとの間にはツェナー・ダ
イオードZ1がある。このツェナー・ダイオードZ1は
、主としてスイッチング・オフ・パルスの先頭でこのゲ
ート上に過電圧が印加されないようにする。Nチャネル
・エンハンスメントMOSトランジスタM3のゲートと
ソースとの間には、並列にコンデンサC3及び抵抗R3
が接続されている。コンデンサC3、抵抗R3及びダイ
オードD4からなるアッセンブリは、Nチャネル・エン
ハンスメントMOSトランジスタM3のオンを十分な時
間をもって維持するための時定数を確保しすることによ
り、過電圧が検出されたときは主トランジスタTpを完
全に放電させるものである。ダイオードD5は抵抗R5
に並列接続されて主トランジスタTpのゲートの放電経
路のインピーダンスを減少させている。
【0024】図3の回路は、抵抗rm により負荷回路
に短絡が発生しているのを検出し、直ちにダイオードD
3、Nチャネル・エンハンスメントMOSトランジスタ
M3、及び二次巻線W2を介して主トランジスタTpの
ゲート容量を放電させる。主トランジスタTpのゲート
容量の放電により二次巻線W2に負の電流パルスが流れ
る。この負のパルスが一次巻線で検出されると、回路に
短絡が発生していることが通知され、従ってアラームを
作動させることにより、スイッチング命令の送出を停止
させること、及びスイッチング・オフ命令によりオフ状
態を確認することが可能となる。
に短絡が発生しているのを検出し、直ちにダイオードD
3、Nチャネル・エンハンスメントMOSトランジスタ
M3、及び二次巻線W2を介して主トランジスタTpの
ゲート容量を放電させる。主トランジスタTpのゲート
容量の放電により二次巻線W2に負の電流パルスが流れ
る。この負のパルスが一次巻線で検出されると、回路に
短絡が発生していることが通知され、従ってアラームを
作動させることにより、スイッチング命令の送出を停止
させること、及びスイッチング・オフ命令によりオフ状
態を確認することが可能となる。
【0025】Nチャネル・エンハンスメントMOSトラ
ンジスタM3の制御には、他の回路の短絡を検出するた
めにに通常の回路を用いることができる。この回路は抵
抗rm における制御電流の代わりに主トランジスタT
pのコレクタにおける電圧を制御する。回路が短絡して
いる場合には、主トランジスタTpのコレクタ・エミッ
タ間電圧が異常に高くなり、スイッチ・オン・パルスの
後縁でNチャネル・エンハンスメントMOSトランジス
タM3のゲートを作動させて、二次巻線W2における主
トランジスタTpの放電させると共に、警報回路を作動
させる公知の手段を用いることができる。
ンジスタM3の制御には、他の回路の短絡を検出するた
めにに通常の回路を用いることができる。この回路は抵
抗rm における制御電流の代わりに主トランジスタT
pのコレクタにおける電圧を制御する。回路が短絡して
いる場合には、主トランジスタTpのコレクタ・エミッ
タ間電圧が異常に高くなり、スイッチ・オン・パルスの
後縁でNチャネル・エンハンスメントMOSトランジス
タM3のゲートを作動させて、二次巻線W2における主
トランジスタTpの放電させると共に、警報回路を作動
させる公知の手段を用いることができる。
【0026】図4は二次巻線W2に関連した一次巻線W
1の制御回路の実施例を示す。この回路は、通常、主ト
ランジスタTpが導通状態にある間に二次巻線W2に発
生した負極性電流パルスを検出し、この電流パルスが一
次巻線W1に対応した負極性パルスを発生させる。
1の制御回路の実施例を示す。この回路は、通常、主ト
ランジスタTpが導通状態にある間に二次巻線W2に発
生した負極性電流パルスを検出し、この電流パルスが一
次巻線W1に対応した負極性パルスを発生させる。
【0027】図4に示す一次巻線W1の制御回路は、そ
れぞれ逆極性のダイオードと並列なスイッチを有する4
つの脚11〜14を備えたブリッジ接続からなる。電源
線VCCと接地GNDとの間には第1のブリッジ対角線
が接続される。一次巻線W1は第2のブリッジ対角線上
に配置される。図に示すように、スイッチ12及び13
のスイッチ・オンによる第1の極性のパルスは、スイッ
チ・オン・パルスに対応する。また、スイッチ11及び
14のスイッチ・オンによる第2の極性のパルスは、ス
イッチ・オフ・パルスの供給に対応する。この場合に、
第1の極性のパルスを供給した後のオン状態では、スイ
ッチ13及び14がオンでなければならず、スイッチ1
1及び12はオフである。負荷回路の短絡により、及び
主トランジスタTpのゲートの放電により、一次巻線W
1の負極性パルスが発生する可能性を検出することが望
ましいのは、この状態である。このために、例えば逆並
列接続のダイオードにより構成されたインピーダンス1
5が、ブリッジを構成するスイッチ13の脚に接続され
ている。この場合に、インピーダンス15に現れる一次
巻線W1の負極性のパルスに対応し、決定済みの極性の
電圧が発生したことを通常的に容易に判断することにな
る。警報を制御し、かつ電力トランジスタのオフ状態を
確認するために、このような検出を用いることができる
。
れぞれ逆極性のダイオードと並列なスイッチを有する4
つの脚11〜14を備えたブリッジ接続からなる。電源
線VCCと接地GNDとの間には第1のブリッジ対角線
が接続される。一次巻線W1は第2のブリッジ対角線上
に配置される。図に示すように、スイッチ12及び13
のスイッチ・オンによる第1の極性のパルスは、スイッ
チ・オン・パルスに対応する。また、スイッチ11及び
14のスイッチ・オンによる第2の極性のパルスは、ス
イッチ・オフ・パルスの供給に対応する。この場合に、
第1の極性のパルスを供給した後のオン状態では、スイ
ッチ13及び14がオンでなければならず、スイッチ1
1及び12はオフである。負荷回路の短絡により、及び
主トランジスタTpのゲートの放電により、一次巻線W
1の負極性パルスが発生する可能性を検出することが望
ましいのは、この状態である。このために、例えば逆並
列接続のダイオードにより構成されたインピーダンス1
5が、ブリッジを構成するスイッチ13の脚に接続され
ている。この場合に、インピーダンス15に現れる一次
巻線W1の負極性のパルスに対応し、決定済みの極性の
電圧が発生したことを通常的に容易に判断することにな
る。警報を制御し、かつ電力トランジスタのオフ状態を
確認するために、このような検出を用いることができる
。
【0028】当該技術分野に習熟する者は本発明による
回路の種々の変形を考えることができる。肝要な点は、
各回路に示された機能を編成することである。
回路の種々の変形を考えることができる。肝要な点は、
各回路に示された機能を編成することである。
【0029】特許請求の範囲において「結合」なる語は
、他の複数の部品の挿入を可能とした2つの部品間の接
続を表すために用いられ、「接続」なる語は直接といっ
てよい接続を表すのに用いられる。
、他の複数の部品の挿入を可能とした2つの部品間の接
続を表すために用いられ、「接続」なる語は直接といっ
てよい接続を表すのに用いられる。
【図1】スイッチング・オンの順序及びスイッチング・
オフの順序における本発明の同一の実施例を示す図であ
る。
オフの順序における本発明の同一の実施例を示す図であ
る。
【図2】スイッチング・オンの順序及びスイッチング・
オフの順序における図1と同一の実施例を示す図である
。
オフの順序における図1と同一の実施例を示す図である
。
【図3】短絡中にメイン・トランジスタの導通を遮断す
る付加的な手段を有する図1及び図2のうちの一方と同
一の回路を示す図である。
る付加的な手段を有する図1及び図2のうちの一方と同
一の回路を示す図である。
【図4】本発明により用いられるパルス変圧器の一次巻
線に関連した制御回路の実施例を示す図である。
線に関連した制御回路の実施例を示す図である。
D、D1、D2 ダイオード
M1 Pチャネル・エンハンスメントMOSトランジ
スタ M2 Nチャネル・エンハンスメントMOSトランジ
スタ M4、M5 トランジスタ rm 抵抗 T1 補助トランジスタ Tp 主トランジスタ W2 二次巻線
スタ M2 Nチャネル・エンハンスメントMOSトランジ
スタ M4、M5 トランジスタ rm 抵抗 T1 補助トランジスタ Tp 主トランジスタ W2 二次巻線
Claims (7)
- 【請求項1】 第1のゲート端子及び第2の基準端子
を有し、絶縁ゲートをもつ電力トランジスタ用の短絡回
路保護付きパルス制御ゲート回路において、前記第1の
ゲート端子と前記第2の基準端子との間に接続された補
助MOSトランジスタ(T1)と、前記第1のゲート端
子及び前記第2の基準端子に接続された第3及び第4の
端子を有するパルス変圧器の二次巻線(W2 )と、前
記第2の基準端子と第4の端子との間に接続された第1
のダイオード(D)と、前記第4の端子と前記補助トラ
ンジスタのゲートとの間に並列に制御される共に、前記
パルス変圧器の二次巻線に正又は負のパルスが印加され
たときは交互に導通状態にされる単方向性の2つの導電
経路(D1、M1;D2、M2)とを備え、前記導電経
路はそれぞれ第1及び第2のMOSトランジスタ(M1
、M2)と直列に第2及び第3のダイオード(D1、D
2)を備え、前記第2及び第3のダイオードは逆並列に
接続され、前記MOSトランジスタは逆チャネル型のも
のであり、それらのゲートは相互接続され、かつ前記第
3の端子に接続されていることを特徴とする短絡回路保
護付きパルス制御ゲート回路。 - 【請求項2】 請求項1記載の短絡回路保護付きパル
ス制御ゲート回路において、その負荷が短絡されたとき
は前記電力トランジスタの導通を遮断させる遮断断手段
を備えると共に、前記遮断手段は前記第1のダイオード
(D)と並列な経路を備え、前記経路は前記電力トラン
ジスタにおける電流が所定値を超えたとき、又は前記電
力トランジスタの導通状態での前記電圧降下が所定値を
超えたときは、スィッチ・オンとなることを特徴とする
短絡回路保護付きパルス制御ゲート回路。 - 【請求項3】 請求項2記載の短絡回路保護付きパル
ス制御ゲート回路において、前記経路は前記第1のダイ
オード(D3)及び第3のMOSトランジスタ(M3)
に対して逆に接続された第4のダイオード(D3)を備
え、そのゲートは前記電力トランジスタの基準電極に接
続され、前記基準電極は測定抵抗(rm)を介して前記
第2端子に接続されていることを特徴とする短絡回路保
護付きパルス制御ゲート回路。 - 【請求項4】 請求項2記載の短絡回路保護付きパル
ス制御ゲート回路において、前記電力トランジスタのゲ
ート容量の充電中に前記経路の導通を禁止する禁止手段
(M4、M5、R5、R6)を備えていることを特徴と
する短絡回路保護付きパルス制御ゲート回路。 - 【請求項5】請求項4記載の短絡回路保護付きパルス制
御ゲート回路において、前記禁止手段は第4及び第5の
MOSトランジスタを備え、前記第4のMOSトランジ
スタは前記第4の抵抗(R4)を介して前記測定抵抗の
端子に接続され、前記第5のMOSトランジスタ(M5
)は前記第4のトランジスタのゲートと前記第3の端子
との間に接続され、前記第5のMOSトランジスタのゲ
ートは前記第1の端子に接続され、前記第1の端子と前
記第3の端子との間にはインピーダンスが接続されてい
ることを特徴とする短絡回路保護付きパルス制御ゲート
回路。 - 【請求項6】 請求項2記載の短絡回路保護付きパル
ス制御ゲート回路において、前記変圧器の一次巻線は、
電力トランジスタ(Tp)のゲート電極間容量を前記二
次巻線に放電させるパルスが通過したのを検出して前記
経路のスイッチング・オンにさせるための回路に接続さ
れていることを特徴とする短絡回路保護付きパルス制御
ゲート回路。 - 【請求項7】 請求項6記載の短絡回路保護付きパル
ス制御ゲート回路において、前記変圧器の一次巻線はブ
リッジ接続により付勢され、前記検出回路はブリッジ接
続のうちの一つの脚に接続され、その脚は前記電力トラ
ンジスタがパルスにより導通状態に制御されたときに導
通状態となることを特徴とする短絡回路保護付きパルス
制御ゲート回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR90/05692 | 1990-04-25 | ||
| FR909005692A FR2661573B1 (fr) | 1990-04-25 | 1990-04-25 | Circuit de commande de grille par impulsion avec securite de court-circuit. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04250714A true JPH04250714A (ja) | 1992-09-07 |
Family
ID=9396370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3121757A Withdrawn JPH04250714A (ja) | 1990-04-25 | 1991-04-25 | 短絡回路保護付きパルス制御ゲート回路 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5138515A (ja) |
| EP (1) | EP0454597B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04250714A (ja) |
| DE (1) | DE69123483T2 (ja) |
| FR (1) | FR2661573B1 (ja) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1248607B (it) * | 1991-05-21 | 1995-01-19 | Cons Ric Microelettronica | Circuito di pilotaggio di un transistore di potenza con una corrente di base funzione predeterminata di quella di collettore |
| DE9113753U1 (de) * | 1991-11-05 | 1993-03-04 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Zündspule für Zündanlagen von Brennkraftmaschinen |
| US5264736A (en) * | 1992-04-28 | 1993-11-23 | Raytheon Company | High frequency resonant gate drive for a power MOSFET |
| US5410190A (en) * | 1992-12-17 | 1995-04-25 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Circuit for shortening the turn-off time of a power transistor |
| US5406130A (en) * | 1993-08-09 | 1995-04-11 | Micrel, Inc. | Current driver with shutdown circuit |
| US5434527A (en) * | 1993-10-25 | 1995-07-18 | Caterpillar Inc. | Gate drive circuit |
| US5635867A (en) * | 1994-07-20 | 1997-06-03 | Lucent Technologies Inc. | High performance drive structure for MOSFET power switches |
| US5786687A (en) * | 1996-12-03 | 1998-07-28 | Compaq Computer Corporation | Transformer-isolated pulse drive circuit |
| JP3560432B2 (ja) * | 1996-12-18 | 2004-09-02 | 株式会社日立製作所 | Mosトランジスタの駆動装置 |
| US5900683A (en) * | 1997-12-23 | 1999-05-04 | Ford Global Technologies, Inc. | Isolated gate driver for power switching device and method for carrying out same |
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| US6278306B1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-08-21 | Sun Microsystems, Inc. | Method for an output driver with improved slew rate control |
| US6281729B1 (en) * | 1999-06-07 | 2001-08-28 | Sun Microsystems, Inc. | Output driver with improved slew rate control |
| US6366139B1 (en) * | 1999-06-07 | 2002-04-02 | Sun Microsystems, Inc. | Method for an output driver with improved impedance control |
| US6294924B1 (en) | 1999-09-20 | 2001-09-25 | Sun Microsystems, Inc. | Dynamic termination logic driver with improved slew rate control |
| US6297677B1 (en) | 1999-09-20 | 2001-10-02 | Sun Microsystems, Inc. | Method for a dynamic termination logic driver with improved slew rate control |
| US6316957B1 (en) | 1999-09-20 | 2001-11-13 | Sun Microsystems, Inc. | Method for a dynamic termination logic driver with improved impedance control |
| US6420913B1 (en) | 1999-09-20 | 2002-07-16 | Sun Microsystems, Inc. | Dynamic termination logic driver with improved impedance control |
| EP1415398A2 (en) * | 2001-07-25 | 2004-05-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Output driver equipped with a sensing resistor for measuring the current in the output driver |
| US7443276B2 (en) * | 2005-08-30 | 2008-10-28 | Netio Networking Technology | Electromagnetic coupling galvanic isolated digital output circuit with output feedback |
| EP2171835B1 (en) * | 2007-07-09 | 2014-07-23 | Power Concepts NZ Limited | Drive circuit |
| US20090251391A1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-10-08 | Solomon Systech Limited | Method and apparatus for power recycling in a display system |
| JP5171979B2 (ja) * | 2011-04-08 | 2013-03-27 | 三菱電機株式会社 | 電子制御装置 |
| DE102014202460B3 (de) * | 2013-10-14 | 2015-02-05 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zum Erkennen eines Leitungskurzschlusses oder einer Leitungsunterbrechung bei einer geschalteten induktiven Last |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4500802A (en) * | 1982-06-21 | 1985-02-19 | Eaton Corporation | Three terminal bidirectional source to source FET circuit |
| JPS61242416A (ja) * | 1985-04-20 | 1986-10-28 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | パワ−mos・fet駆動回路 |
| US4691129A (en) * | 1986-03-19 | 1987-09-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Drive circuit for a power MOSFET with source-side load |
| JPS63133819A (ja) * | 1986-11-11 | 1988-06-06 | シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト | 自己保護性電力開閉器の回路装置 |
| FR2630276B1 (fr) * | 1988-04-14 | 1992-07-03 | Bendix Electronics Sa | Circuit de commande d'une charge inductive |
| NL8801996A (nl) * | 1988-08-10 | 1990-03-01 | Philips Nv | Schakelinrichting voor het aansturen van een vermogensveldeffekttransistor. |
-
1990
- 1990-04-25 FR FR909005692A patent/FR2661573B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-04-22 EP EP91420131A patent/EP0454597B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-22 DE DE69123483T patent/DE69123483T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-24 US US07/690,769 patent/US5138515A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-25 JP JP3121757A patent/JPH04250714A/ja not_active Withdrawn
Also Published As
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| EP0454597B1 (fr) | 1996-12-11 |
| FR2661573B1 (fr) | 1994-06-10 |
| FR2661573A1 (fr) | 1991-10-31 |
| DE69123483D1 (de) | 1997-01-23 |
| DE69123483T2 (de) | 1997-06-12 |
| EP0454597A1 (fr) | 1991-10-30 |
| US5138515A (en) | 1992-08-11 |
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