JPH05252730A - 半導体スイッチ用制御回路 - Google Patents
半導体スイッチ用制御回路Info
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- JPH05252730A JPH05252730A JP4329522A JP32952292A JPH05252730A JP H05252730 A JPH05252730 A JP H05252730A JP 4329522 A JP4329522 A JP 4329522A JP 32952292 A JP32952292 A JP 32952292A JP H05252730 A JPH05252730 A JP H05252730A
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- semiconductor switch
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- 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)
- Electronic Switches (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 変圧器に加える交流電圧信号を変調せず、半
導体スイッチ１２の制御電極に正、負いずれの電圧をも
加えることができる半導体スイッチ用制御回路を提供す
る。 【構成】 この半導体スイッチ用制御回路は、タイミン
グ論理１と２つのドライバ２、３とを含む制御ユニット
と、２つの変圧器Ｔ１、Ｔ２と、２つの整流器４、５
と、論理回路６と、短絡用ターンオフ・ドライバ７と、
２つのコンデンサユニット８、９とから構成され、タイ
ミング論理１が供給するオン／オフ信号により、これら
の構成部品を２つの独立した系として働かせ、この２つ
の系に変調していない交流電圧信号Ａ、Ｂを加え、変圧
器の２次巻線の両端に働く電圧Ａ、Ｂから、半導体スイ
ッチを導通状態および非導通状態に導く正の直流電圧Ｖ
＋と負の直流電圧Ｖ−を整流し、前記論理回路の制御に
より半導体スイッチのオン／オフを行う。
導体スイッチ１２の制御電極に正、負いずれの電圧をも
加えることができる半導体スイッチ用制御回路を提供す
る。 【構成】 この半導体スイッチ用制御回路は、タイミン
グ論理１と２つのドライバ２、３とを含む制御ユニット
と、２つの変圧器Ｔ１、Ｔ２と、２つの整流器４、５
と、論理回路６と、短絡用ターンオフ・ドライバ７と、
２つのコンデンサユニット８、９とから構成され、タイ
ミング論理１が供給するオン／オフ信号により、これら
の構成部品を２つの独立した系として働かせ、この２つ
の系に変調していない交流電圧信号Ａ、Ｂを加え、変圧
器の２次巻線の両端に働く電圧Ａ、Ｂから、半導体スイ
ッチを導通状態および非導通状態に導く正の直流電圧Ｖ
＋と負の直流電圧Ｖ−を整流し、前記論理回路の制御に
より半導体スイッチのオン／オフを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体スイッチ用制御回
路に関する。この半導体スイッチ用制御回路は、制御ユ
ニットと、前記制御ユニットにつながっていて、前記半
導体スイッチに対する制御情報と制御エネルギーが含ま
れる交流電圧信号を変圧器の２次巻線に発生する変圧器
と、前記変圧器の二次巻線につながっていて、前記半導
体スイッチを制御する直流電圧を発生する整流器と、前
記変圧器の２次巻線につながっていて、前記変圧器の前
記２次電圧に含まれる前記制御情報を前記２次電圧から
分離する論理回路と、エミッタ電極が基準電位につなが
っている前記半導体スイッチを制御する前記論理回路に
よって制御されるドライバとを含んでいる。
路に関する。この半導体スイッチ用制御回路は、制御ユ
ニットと、前記制御ユニットにつながっていて、前記半
導体スイッチに対する制御情報と制御エネルギーが含ま
れる交流電圧信号を変圧器の２次巻線に発生する変圧器
と、前記変圧器の二次巻線につながっていて、前記半導
体スイッチを制御する直流電圧を発生する整流器と、前
記変圧器の２次巻線につながっていて、前記変圧器の前
記２次電圧に含まれる前記制御情報を前記２次電圧から
分離する論理回路と、エミッタ電極が基準電位につなが
っている前記半導体スイッチを制御する前記論理回路に
よって制御されるドライバとを含んでいる。
【０００２】
【従来の技術】例えば、米国のユニトロード集積回路株
式会社（Unitrode Integrated Circuits Corporation,
USA ）は、ＵＣ３２７４、ＵＣ３２７５を使用した一対
の回路に、電界効果型トランジスタなど、半導体スイッ
チ用の上記形式の制御回路を設計している。必要な電力
とコマンド信号の両方を送出する変圧器を使用している
ために、制御回路は直流的に分離している。変圧器を介
してこの制御信号を通すため、変圧器に加えられる交流
電圧信号は変調されるが、この場合に前記交流電圧信号
のデューティサイクルが変わる。この回路に含まれる論
理回路は前記デューティサイクルの変化を検出し、この
変化に応答して、本回路から半導体スイッチのゲートに
加えられ、半導体スイッチを導通状態あるいは非導通状
態に導く制御信号を変えることができる。
式会社（Unitrode Integrated Circuits Corporation,
USA ）は、ＵＣ３２７４、ＵＣ３２７５を使用した一対
の回路に、電界効果型トランジスタなど、半導体スイッ
チ用の上記形式の制御回路を設計している。必要な電力
とコマンド信号の両方を送出する変圧器を使用している
ために、制御回路は直流的に分離している。変圧器を介
してこの制御信号を通すため、変圧器に加えられる交流
電圧信号は変調されるが、この場合に前記交流電圧信号
のデューティサイクルが変わる。この回路に含まれる論
理回路は前記デューティサイクルの変化を検出し、この
変化に応答して、本回路から半導体スイッチのゲートに
加えられ、半導体スイッチを導通状態あるいは非導通状
態に導く制御信号を変えることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような制御回路は
非常に簡単な構造であるが、ある種の欠点がある。第１
に、半導体スイッチの制御電極に加わる電圧レベルだけ
を、半導体スイッチのエミッタ電極がつながっている基
準電位から、主として変圧器の２次電圧によって決まる
正の電圧に変えることができる。更に、変圧器に加わる
交流電圧信号のデューティサイクルを変えるために適切
な回路構造となっている必要がある。同様に、デューテ
ィサイクルに於ける変化を検出するためには、ヒステリ
シス比較器のような適切な検出回路が制御回路の中に含
まれていることが必要である。
非常に簡単な構造であるが、ある種の欠点がある。第１
に、半導体スイッチの制御電極に加わる電圧レベルだけ
を、半導体スイッチのエミッタ電極がつながっている基
準電位から、主として変圧器の２次電圧によって決まる
正の電圧に変えることができる。更に、変圧器に加わる
交流電圧信号のデューティサイクルを変えるために適切
な回路構造となっている必要がある。同様に、デューテ
ィサイクルに於ける変化を検出するためには、ヒステリ
シス比較器のような適切な検出回路が制御回路の中に含
まれていることが必要である。
【０００４】本発明の目的は、変圧器に加える交流電圧
信号を変調する必要がなく、かつ、半導体スイッチの制
御電極に加わる電圧は正の値も負の値も取ることができ
る半導体スイッチ用制御回路を提供することである。こ
の結果、本発明による制御回路はＩＧＢＴ（Insulated
Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲート形バイポーラトラ
ンジスタ）を制御するのに特に適している。またＦＥＴ
やＧＴＯサイリスタなど、ゲートあるいは同様な制御電
極を介して制御できる他の形式の半導体スイッチを高信
頼度で制御することもできる。
信号を変調する必要がなく、かつ、半導体スイッチの制
御電極に加わる電圧は正の値も負の値も取ることができ
る半導体スイッチ用制御回路を提供することである。こ
の結果、本発明による制御回路はＩＧＢＴ（Insulated
Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲート形バイポーラトラ
ンジスタ）を制御するのに特に適している。またＦＥＴ
やＧＴＯサイリスタなど、ゲートあるいは同様な制御電
極を介して制御できる他の形式の半導体スイッチを高信
頼度で制御することもできる。
【０００５】
【課題を解決する手段】上記目的を達成するために、本
発明による半導体スイッチ制御回路は以下のような特徴
を備えている。即ち、前記制御ユニットは、タイミング
論理ユニットと、タイミング論理ユニットにより制御さ
れる第１のドライバと第２のドライバとを含み、前記変
圧器は第１の変圧器と第２の変圧器を含み、第１のドラ
イバと第２のドライバは半導体スイッチを導通状態およ
び非導通状態に導くため、それぞれ変調されていない交
流電圧信号を第１の変圧器と第２の変圧器に加え、更に
第１の変圧器と第２の変圧器の２次巻線はそれぞれ反対
側の端部が前記基準電位につながれており、前記整流器
は、前記変圧器の２次巻線の両端に働く電圧から、前記
基準電位に関してそれぞれ正の直流電圧と負の直流電圧
を整流する第１の整流器と第２の整流器を含み、論理回
路によって制御される前記ドライバは、前記半導体スイ
ッチをそれぞれ導通状態および非導通状態に保持する第
１のドライバと第２のドライバを含み、前記制御回路は
整流器の出力につなげられ、前記半導体スイッチをそれ
ぞれターンオンおよびターンオフするエネルギーを貯蔵
するコンデンサユニットを含んでいる、ことを特徴とす
る制御回路である。
発明による半導体スイッチ制御回路は以下のような特徴
を備えている。即ち、前記制御ユニットは、タイミング
論理ユニットと、タイミング論理ユニットにより制御さ
れる第１のドライバと第２のドライバとを含み、前記変
圧器は第１の変圧器と第２の変圧器を含み、第１のドラ
イバと第２のドライバは半導体スイッチを導通状態およ
び非導通状態に導くため、それぞれ変調されていない交
流電圧信号を第１の変圧器と第２の変圧器に加え、更に
第１の変圧器と第２の変圧器の２次巻線はそれぞれ反対
側の端部が前記基準電位につながれており、前記整流器
は、前記変圧器の２次巻線の両端に働く電圧から、前記
基準電位に関してそれぞれ正の直流電圧と負の直流電圧
を整流する第１の整流器と第２の整流器を含み、論理回
路によって制御される前記ドライバは、前記半導体スイ
ッチをそれぞれ導通状態および非導通状態に保持する第
１のドライバと第２のドライバを含み、前記制御回路は
整流器の出力につなげられ、前記半導体スイッチをそれ
ぞれターンオンおよびターンオフするエネルギーを貯蔵
するコンデンサユニットを含んでいる、ことを特徴とす
る制御回路である。
【０００６】制御回路は制御信号に関して２つの独立し
た並列経路に分割され、半導体スイッチを導通状態に導
く信号は１つの経路を介して与えられ、半導体スイッチ
を非導通状態に導く信号はもう一つの経路を介して与え
られるので、これらの信号は変調されていない同一の交
流電圧信号でよい。前記交流電圧信号は、半導体スイッ
チに対する制御信号を発生する回路部に変圧器を介して
加えられるが、これらの変圧器はその２次巻線の反対側
端部で基準電位につながっており、また、半導体スイッ
チのエミッタ電極もその基準電位につながっているの
で、基準電位に関して正の直流電圧および負の直流電圧
は変圧器の２次巻線から整流することが可能である。直
流電圧レベルを確保するため、本回路には半導体スイッ
チをターンオンならびにターンオフする制御電流の電源
として使用するエネルギー貯蔵手段も含まれている。特
にＩＧＢＴに関しては、必要な制御電流の初期値はかな
り大きいが、ターンオンまたはターンオフすると急激に
減少して非常に低レベルの電流になる。
た並列経路に分割され、半導体スイッチを導通状態に導
く信号は１つの経路を介して与えられ、半導体スイッチ
を非導通状態に導く信号はもう一つの経路を介して与え
られるので、これらの信号は変調されていない同一の交
流電圧信号でよい。前記交流電圧信号は、半導体スイッ
チに対する制御信号を発生する回路部に変圧器を介して
加えられるが、これらの変圧器はその２次巻線の反対側
端部で基準電位につながっており、また、半導体スイッ
チのエミッタ電極もその基準電位につながっているの
で、基準電位に関して正の直流電圧および負の直流電圧
は変圧器の２次巻線から整流することが可能である。直
流電圧レベルを確保するため、本回路には半導体スイッ
チをターンオンならびにターンオフする制御電流の電源
として使用するエネルギー貯蔵手段も含まれている。特
にＩＧＢＴに関しては、必要な制御電流の初期値はかな
り大きいが、ターンオンまたはターンオフすると急激に
減少して非常に低レベルの電流になる。
【０００７】好適にも本発明による制御回路には、半導
体スイッチを介して流れる電流が所定の値を超えると、
論理回路によって制御されて、半導体スイッチの制御電
極をターンオフ・エネルギー源につなぐ短絡用ターンオ
フ・ドライバ（short-circuit turn-off driver）が更
に含まれている。
体スイッチを介して流れる電流が所定の値を超えると、
論理回路によって制御されて、半導体スイッチの制御電
極をターンオフ・エネルギー源につなぐ短絡用ターンオ
フ・ドライバ（short-circuit turn-off driver）が更
に含まれている。
【０００８】正の半サイクルのみが１つの変圧器を介し
て遅くした速度でタイミング論理から供給され、これと
交互に、負の半サイクルのみがもう１つの変圧器を介し
て遅くした速度でタイミング論理から供給されるので、
半導体スイッチを導通状態あるいは非導通状態に導くド
ライバを制御回路から切り離すことができる。この状態
の元では、半導体スイッチの制御電極は短絡用ターンオ
フ・ドライバによって制御された方法で負電位とされる
ため、半導体スイッチのターンオフが正しく行われるこ
とになる。
て遅くした速度でタイミング論理から供給され、これと
交互に、負の半サイクルのみがもう１つの変圧器を介し
て遅くした速度でタイミング論理から供給されるので、
半導体スイッチを導通状態あるいは非導通状態に導くド
ライバを制御回路から切り離すことができる。この状態
の元では、半導体スイッチの制御電極は短絡用ターンオ
フ・ドライバによって制御された方法で負電位とされる
ため、半導体スイッチのターンオフが正しく行われるこ
とになる。
【０００９】
【実施例】以下、添付の図面を参照して本発明による制
御回路を詳細に説明する。
御回路を詳細に説明する。
【００１０】図１に示す本発明による制御回路は、半導
体スイッチ１２を導通状態／非導通状態に導くオン／オ
フ信号と、クロック信号、クロックと、半導体スイッチ
の過電流状態を示す信号、オーバ・カレント（OVER-CUR
RENT）とを受信するタイミング論理１を含んでいる。タ
イミング論理ユニット１は２つのドライバ２、３を制御
するが、これら２つのドライバは、変圧器Ｔ１、Ｔ２に
対して任意の周波数の、例えば２ＭＨｚの、交流電圧方
形波信号を発生する。ドライバ２、３は交互に制御され
るので、半導体スイッチ１２を導通にするコマンド信号
オンをタイミング論理ユニットが受信すると、スイッチ
１２を導通とせず、かつこの状態を保持するように、ド
ライバ２だけが該当する交流電圧信号を変圧器Ｔ１に供
給し、対応して、ドライバ３だけが該当する交流電圧信
号を変圧器Ｔ２に供給する。
体スイッチ１２を導通状態／非導通状態に導くオン／オ
フ信号と、クロック信号、クロックと、半導体スイッチ
の過電流状態を示す信号、オーバ・カレント（OVER-CUR
RENT）とを受信するタイミング論理１を含んでいる。タ
イミング論理ユニット１は２つのドライバ２、３を制御
するが、これら２つのドライバは、変圧器Ｔ１、Ｔ２に
対して任意の周波数の、例えば２ＭＨｚの、交流電圧方
形波信号を発生する。ドライバ２、３は交互に制御され
るので、半導体スイッチ１２を導通にするコマンド信号
オンをタイミング論理ユニットが受信すると、スイッチ
１２を導通とせず、かつこの状態を保持するように、ド
ライバ２だけが該当する交流電圧信号を変圧器Ｔ１に供
給し、対応して、ドライバ３だけが該当する交流電圧信
号を変圧器Ｔ２に供給する。
【００１１】変圧器Ｔ１および変圧器Ｔ２の２次巻線は
それぞれの反対側端子で基準電位ＲＰにつながってい
る。２次巻線の両端の交流電圧は共に整流器４および整
流器５によって整流される。また前記電圧はレベル感知
論理６に供給されるが、これの目的はどちらの変圧器
（Ｔ１あるいはＴ２）を介して交流電圧信号が加えられ
ているかを検出することである。この情報に応答して、
レベル感知論理６はドライバ１０あるいはドライバ１１
のいずれかを制御する。ドライバ１０はスイッチ１２の
ゲートを整流器４の出力につなぎ、ドライバ１１はスイ
ッチ１２のゲートを整流器５の出力につなぐ。これらの
状況のもとで、半導体スイッチのエミッター電極がつな
がっている基準電位と電圧レベルが比較されると、半導
体スイッチ１２のゲートは整流器４によって発生させら
れた正の電圧あるいは整流器５によって発生させられた
負の電圧のいずれかにつながれる。
それぞれの反対側端子で基準電位ＲＰにつながってい
る。２次巻線の両端の交流電圧は共に整流器４および整
流器５によって整流される。また前記電圧はレベル感知
論理６に供給されるが、これの目的はどちらの変圧器
（Ｔ１あるいはＴ２）を介して交流電圧信号が加えられ
ているかを検出することである。この情報に応答して、
レベル感知論理６はドライバ１０あるいはドライバ１１
のいずれかを制御する。ドライバ１０はスイッチ１２の
ゲートを整流器４の出力につなぎ、ドライバ１１はスイ
ッチ１２のゲートを整流器５の出力につなぐ。これらの
状況のもとで、半導体スイッチのエミッター電極がつな
がっている基準電位と電圧レベルが比較されると、半導
体スイッチ１２のゲートは整流器４によって発生させら
れた正の電圧あるいは整流器５によって発生させられた
負の電圧のいずれかにつながれる。
【００１２】ターンオンおよびターンオフに必要な電流
をつくり出すために、コンデンサユニット８、９が整流
器４とドライバ１０との間および整流器５とドライバ１
１との間にそれぞれつながっている。コンデンサユニッ
トは数クロックの間に整流器の出力電圧レベルに充電さ
れ、半導体スイッチ１２を制御するのに十分な電流を供
給できるような容量を有している。
をつくり出すために、コンデンサユニット８、９が整流
器４とドライバ１０との間および整流器５とドライバ１
１との間にそれぞれつながっている。コンデンサユニッ
トは数クロックの間に整流器の出力電圧レベルに充電さ
れ、半導体スイッチ１２を制御するのに十分な電流を供
給できるような容量を有している。
【００１３】図１に示す回路は、レベル感知論理６によ
って制御され、抵抗器Ｒを介してスイッチ１２のゲート
を負の電圧源９につなぐことができる短絡用ターンオフ
・ドライバ７を更に含んでいる。このような方法により
ターンオフが正しく行われる。
って制御され、抵抗器Ｒを介してスイッチ１２のゲート
を負の電圧源９につなぐことができる短絡用ターンオフ
・ドライバ７を更に含んでいる。このような方法により
ターンオフが正しく行われる。
【００１４】図２は図１の回路動作の理解を容易にする
電圧波形を示す。最上段に電圧オーバ・カレントが示さ
れているが、この電圧は初期には低レベルであって、過
電流が発生すると高レベルに立ち上がる。次の波形は、
半導体スイッチを導通状態／非導通状態に導くオン／オ
フ信号を表す。続いてクロック信号クロックが示される
が、クロック信号は任意の周波数の方形波信号である。
信号オン／オフに対応して、信号Ａ、Ｂは変圧器Ｔ１お
よびＴ２の２次電圧を表す。制御信号Ｃ、Ｄは、信号
Ａ、Ｂにもとずきドライバ１０、１１に対してレベル感
知論理６から引き出される。つぎに、信号Ｅが短絡用タ
ーンオフ・ドライバの出力信号となる。信号Ｅは信号オ
ン／オフがオン状態にある場合高インピーダンスの状態
にあり、オフ状態にある場合は低インピーダンス状態
で、特に過電流信号が過電流状態を示す高い値に移った
後では低インピーダンス状態にある。つぎに、信号Ｆは
スイッチ１２のゲ−トに加えられる信号であって、スイ
ッチが導通になっている時間と、スイッチが非導通にな
っている時間と、短絡用ターンオフ・ドライバによって
スイッチが導通状態から非導通状態に変えられる時間と
を含む信号となる。
電圧波形を示す。最上段に電圧オーバ・カレントが示さ
れているが、この電圧は初期には低レベルであって、過
電流が発生すると高レベルに立ち上がる。次の波形は、
半導体スイッチを導通状態／非導通状態に導くオン／オ
フ信号を表す。続いてクロック信号クロックが示される
が、クロック信号は任意の周波数の方形波信号である。
信号オン／オフに対応して、信号Ａ、Ｂは変圧器Ｔ１お
よびＴ２の２次電圧を表す。制御信号Ｃ、Ｄは、信号
Ａ、Ｂにもとずきドライバ１０、１１に対してレベル感
知論理６から引き出される。つぎに、信号Ｅが短絡用タ
ーンオフ・ドライバの出力信号となる。信号Ｅは信号オ
ン／オフがオン状態にある場合高インピーダンスの状態
にあり、オフ状態にある場合は低インピーダンス状態
で、特に過電流信号が過電流状態を示す高い値に移った
後では低インピーダンス状態にある。つぎに、信号Ｆは
スイッチ１２のゲ−トに加えられる信号であって、スイ
ッチが導通になっている時間と、スイッチが非導通にな
っている時間と、短絡用ターンオフ・ドライバによって
スイッチが導通状態から非導通状態に変えられる時間と
を含む信号となる。
【００１５】本発明による制御回路の基本アイデアは、
情報とエネルギーの両者を送出するため２つの独立した
変圧器Ｔ１、Ｔ２を使用することである。情報は、共通
クロック信号クロック（図２の信号Ａ、Ｂを見よ。）に
同期し、半導体の導通状態および非導通状態の時間長に
等しい時間を有し、対称的で、まったく変調されていな
い方形波バーストとして変圧器を介して送出される。し
たがって、ターンオンおよびターンオフ信号は連続して
いる。変圧器Ｔ１は半導体のターンオンに関する情報を
送出し、変圧器Ｔ２は半導体のターンオフに関する情報
を送出する。あらゆる状況のもとで、１つの時刻には１
つの変圧器だけが動作している。同期化すれば、並列に
つないだいくつかのゲ−トドライバで、並列につながれ
た半導体を制御することが可能である。
情報とエネルギーの両者を送出するため２つの独立した
変圧器Ｔ１、Ｔ２を使用することである。情報は、共通
クロック信号クロック（図２の信号Ａ、Ｂを見よ。）に
同期し、半導体の導通状態および非導通状態の時間長に
等しい時間を有し、対称的で、まったく変調されていな
い方形波バーストとして変圧器を介して送出される。し
たがって、ターンオンおよびターンオフ信号は連続して
いる。変圧器Ｔ１は半導体のターンオンに関する情報を
送出し、変圧器Ｔ２は半導体のターンオフに関する情報
を送出する。あらゆる状況のもとで、１つの時刻には１
つの変圧器だけが動作している。同期化すれば、並列に
つないだいくつかのゲ−トドライバで、並列につながれ
た半導体を制御することが可能である。
【００１６】変圧器Ｔ１によって送出される方形波Ａに
於いて、正の各半サイクルは、電力ドライバ１１が積極
的に非導通状態になることを表し、それに対応して、負
の各半サイクルは電力ドライバ１０が積極的に導通状態
になることを表している。これは、正の電荷が半導体の
ゲ−トに加えられ、ゲ−ト電位が供給電圧Ｖ＋に近いこ
とを表している。つまり、半導体スイッチはターンオン
したのである。変圧器Ｔ１の制御は常に正の半サイクル
によって始まるので、電力ドライバ１１には、電力ドラ
イバ１０がターンオンする前の半サイクル（デッドタイ
ム）の間にターンオンする時間があり、このためゲ−ト
ドライバのブレークスルーは防止される。デッドタイム
はクロック周波数を変更することにより調節できる。タ
ーンオンに必要なエネルギーはエネルギー貯蔵手段８か
ら引き出されるが、消費したエネルギーを補うために、
エネルギー貯蔵手段８は直ちに数クロックの時間内で再
充電される。
於いて、正の各半サイクルは、電力ドライバ１１が積極
的に非導通状態になることを表し、それに対応して、負
の各半サイクルは電力ドライバ１０が積極的に導通状態
になることを表している。これは、正の電荷が半導体の
ゲ−トに加えられ、ゲ−ト電位が供給電圧Ｖ＋に近いこ
とを表している。つまり、半導体スイッチはターンオン
したのである。変圧器Ｔ１の制御は常に正の半サイクル
によって始まるので、電力ドライバ１１には、電力ドラ
イバ１０がターンオンする前の半サイクル（デッドタイ
ム）の間にターンオンする時間があり、このためゲ−ト
ドライバのブレークスルーは防止される。デッドタイム
はクロック周波数を変更することにより調節できる。タ
ーンオンに必要なエネルギーはエネルギー貯蔵手段８か
ら引き出されるが、消費したエネルギーを補うために、
エネルギー貯蔵手段８は直ちに数クロックの時間内で再
充電される。
【００１７】変圧器Ｔ２によって送出される方形波Ｂに
於いて、負の各半サイクルは電力ドライバ１０が積極的
に非導通状態になることを表し、これに対応して、正の
各半サイクルは、電力ドライバ１１が積極的に導通状態
になることを表している。これは、負電荷が半導体のゲ
−トに加えられ、ゲ−ト電位が供給電圧Ｖ−に近いこと
を表している。つまり、半導体スイッチはターンオフし
たのである。変圧器Ｔ２の制御は常に負の半サイクルに
よって始まるので、電力ドライバ１０には、電力ドライ
バ１１がターンオンする前の半サイクル（デッドタイ
ム）の間にターンオフする時間があり、このためゲ−ト
ドライバのブレークスルーは防止される。デッドタイム
はクロック周波数を変更することにより調節できる。タ
ーンオフに必要なエネルギーはエネルギー貯蔵手段９か
ら引き出されるが、消費したエネルギーを補うために、
エネルギー貯蔵手段９は直ちに数クロックの時間内で再
充電される。
於いて、負の各半サイクルは電力ドライバ１０が積極的
に非導通状態になることを表し、これに対応して、正の
各半サイクルは、電力ドライバ１１が積極的に導通状態
になることを表している。これは、負電荷が半導体のゲ
−トに加えられ、ゲ−ト電位が供給電圧Ｖ−に近いこと
を表している。つまり、半導体スイッチはターンオフし
たのである。変圧器Ｔ２の制御は常に負の半サイクルに
よって始まるので、電力ドライバ１０には、電力ドライ
バ１１がターンオンする前の半サイクル（デッドタイ
ム）の間にターンオフする時間があり、このためゲ−ト
ドライバのブレークスルーは防止される。デッドタイム
はクロック周波数を変更することにより調節できる。タ
ーンオフに必要なエネルギーはエネルギー貯蔵手段９か
ら引き出されるが、消費したエネルギーを補うために、
エネルギー貯蔵手段９は直ちに数クロックの時間内で再
充電される。
【００１８】短絡状態では、外部論理からの信号、オー
バ・カレントによってタイミング論理１が、交互にかつ
遅くした速度で、正の半サイクルを変圧器Ｔ１に、負の
半サイクルを変圧器Ｔ２に与える。上述の説明の通り、
Ｔ１からの正の半サイクルによって電力ドライバ１１が
非導通状態になり、Ｔ２からの負の半サイクルにより電
力ドライバ１０が非導通状態になる。つまり、ゲ−トは
両エネルギー貯蔵手段から切り離される。両電力ドライ
バが同時に非道通状態にされた場合、短絡用ターンオフ
・ドライバ７はターンオフ抵抗器Ｒを介してゲ−トを負
のエネルギー貯蔵手段９につなぐ。このような方法によ
りターンオフが正しく行われる。
バ・カレントによってタイミング論理１が、交互にかつ
遅くした速度で、正の半サイクルを変圧器Ｔ１に、負の
半サイクルを変圧器Ｔ２に与える。上述の説明の通り、
Ｔ１からの正の半サイクルによって電力ドライバ１１が
非導通状態になり、Ｔ２からの負の半サイクルにより電
力ドライバ１０が非導通状態になる。つまり、ゲ−トは
両エネルギー貯蔵手段から切り離される。両電力ドライ
バが同時に非道通状態にされた場合、短絡用ターンオフ
・ドライバ７はターンオフ抵抗器Ｒを介してゲ−トを負
のエネルギー貯蔵手段９につなぐ。このような方法によ
りターンオフが正しく行われる。
【００１９】一つの実施例を示し、本発明による半導体
スイッチ制御回路を上述の通り説明したので、添付の請
求の範囲の中に定義された保護の範囲から逸脱せずに、
前記制御回路はいくつかの点で改造できること、特にそ
れぞれ特殊な場合に於いて制御される半導体スイッチの
特性に従って改造できることが理解されるべきである。
スイッチ制御回路を上述の通り説明したので、添付の請
求の範囲の中に定義された保護の範囲から逸脱せずに、
前記制御回路はいくつかの点で改造できること、特にそ
れぞれ特殊な場合に於いて制御される半導体スイッチの
特性に従って改造できることが理解されるべきである。
【図１】本発明による制御回路の構造を示すブロック
図。
図。
【図２】図１の制御回路の動作を容易に理解するための
信号波形を示す図。
信号波形を示す図。
１ タイミング論理ユニット ２ 制御ユニットの第１のドライバ ３ 制御ユニットの第２のドライバ ４ 第１の整流器 ５ 第２の整流器 ６ 論理回路 ７ 短絡用ターンオフ・ドライバ ８ 第１のエネルギー貯蔵手段 ９ 第２のエネルギー貯蔵手段 １０ 第１のドライバ １１ 第２のドライバ １２ 半導体スイッチ Ｒ 抵抗器 ＲＰ 基準電位 Ｔ１ 第１の変圧器 Ｔ２ 第２の変圧器
Claims (2)
- 【請求項１】 制御ユニット（１から３）と、前記制御
ユニットにつながっていて、前記半導体スイッチ（１
２）に対する制御情報と制御エネルギーが含まれる交流
電圧信号を変圧器の２次巻線に発生する変圧器（Ｔ１、
Ｔ２）と、 前記変圧器（Ｔ１、Ｔ２）の二次巻線につながってい
て、前記半導体スイッチを制御する直流電圧を発生する
整流器（４、５）と、 前記変圧器の２次巻線につながっていて、前記変圧器の
前記２次電圧に含まれる前記制御情報を前記２次電圧か
ら分離する論理回路（６）と、エミッタ電極が基準電位
（ＲＰ）につながっている前記半導体スイッチ（１２）
を制御する前記論理回路によって制御されるドライバ
（１０、１１）とを含む半導体スイッチ用制御回路であ
って、 前記制御ユニットは、タイミング論理ユニット（１）
と、タイミング論理ユニット（１）により制御される第
１のドライバ（２）と第２のドライバ（３）とを含み、
前記変圧器は第１の変圧器（Ｔ１）と第２の変圧器（Ｔ
２）を含み、第１のドライバ（２）と第２のドライバ
（３）は半導体スイッチを導通状態および非導通状態に
導くため、それぞれ変調されていない交流電圧信号
（Ａ、Ｂ）を第１の変圧器（Ｔ１）と第２の変圧器（Ｔ
２）に加え、更に第１の変圧器（Ｔ１）と第２の変圧器
（Ｔ２）の２次巻線はそれぞれ反対側の端部が前記基準
電位（ＲＰ）につながれており、 前記整流器は、前記変圧器の２次巻線の両端に働く電圧
（Ａ、Ｂ）から、前記基準電位に関してそれぞれ正の直
流電圧（Ｖ＋）と負の直流電圧（Ｖ−）を整流する第１
の整流器（４）と第２の整流器（５）を含み、 論理回路（６）によって制御される前記ドライバは、前
記半導体スイッチをそれぞれ導通状態および非導通状態
に保持する第１のドライバ（１０）と第２のドライバ
（１１）を含み、 前記制御回路は整流器の出力につなげられ、前記半導体
スイッチをそれぞれターンオンおよびターンオフするエ
ネルギーを貯蔵するコンデンサユニット（８、９）を含
んでいる、 ことを特徴とする半導体スイッチ用制御回路。 - 【請求項２】 請求項１に記載の制御回路であって、前
記論議回路（６）により制御され、半導体スイッチを流
れる電流が所定の値以上の場合、半導体スイッチ（１
２）の制御電極をターンオフエネルギー源（Ｖ−）につ
なげる短絡用ターンオフ・ドライバ（７）を更に含むこ
とを特徴とする制御回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI915781A FI90605C (fi) | 1991-12-09 | 1991-12-09 | Puolijohdekytkimen ohjauspiiri |
| FI915781 | 1991-12-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05252730A true JPH05252730A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=8533631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4329522A Pending JPH05252730A (ja) | 1991-12-09 | 1992-12-09 | 半導体スイッチ用制御回路 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5301085A (ja) |
| JP (1) | JPH05252730A (ja) |
| DE (1) | DE4241237A1 (ja) |
| FI (1) | FI90605C (ja) |
| FR (1) | FR2684819B1 (ja) |
| GB (1) | GB2262673B (ja) |
| IT (1) | IT1257436B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016166941A1 (ja) * | 2015-04-15 | 2016-10-20 | 株式会社デンソー | 信号伝達回路及びスイッチング素子の駆動装置 |
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| JP3522668B2 (ja) * | 2000-08-10 | 2004-04-26 | ローム株式会社 | 信号伝達装置 |
| US6434020B1 (en) | 2001-04-09 | 2002-08-13 | Hydro-Quebec | Apparatus and method of operating two switches connecting respectively a load to power source terminals in response to a switch control signal |
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- 1991-12-09 FI FI915781A patent/FI90605C/fi not_active IP Right Cessation
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1992
- 1992-12-04 GB GB9225382A patent/GB2262673B/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-07 IT ITTO920991A patent/IT1257436B/it active IP Right Grant
- 1992-12-08 FR FR9215045A patent/FR2684819B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-08 DE DE4241237A patent/DE4241237A1/de not_active Withdrawn
- 1992-12-09 JP JP4329522A patent/JPH05252730A/ja active Pending
- 1992-12-09 US US07/987,698 patent/US5301085A/en not_active Expired - Lifetime
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| FR2684819B1 (fr) | 1995-05-12 |
| FR2684819A1 (fr) | 1993-06-11 |
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| FI90605B (fi) | 1993-11-15 |
| FI915781A0 (fi) | 1991-12-09 |
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| DE4241237A1 (ja) | 1993-06-17 |
| GB2262673B (en) | 1995-08-02 |
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