JPH0638493Y2 - Ｉｇｂｔ駆動回路 - Google Patents
Ｉｇｂｔ駆動回路Info
- Publication number
- JPH0638493Y2 JPH0638493Y2 JP387289U JP387289U JPH0638493Y2 JP H0638493 Y2 JPH0638493 Y2 JP H0638493Y2 JP 387289 U JP387289 U JP 387289U JP 387289 U JP387289 U JP 387289U JP H0638493 Y2 JPH0638493 Y2 JP H0638493Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- igbt
- voltage
- circuit
- transistor
- coil
- Prior art date
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- Electronic Switches (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はIGBTの駆動回路に関するものである。
（従来技術と解決すべき問題点） 高い順方向電圧と大きいターンオフ電流をもち高電圧回
路のスイッチング素子として利用される別名IGBT（insu
lated−gate bipolar transistor）と称されるバイポー
ラ型MOS FET（以下IGBTと称す）の代表的な駆動回路と
して、従来第１図および第２図に示す如き方形波交流電
圧を駆動信号とする回路が用いられている。しかしこれ
らの回路には一長一短がある。
路のスイッチング素子として利用される別名IGBT（insu
lated−gate bipolar transistor）と称されるバイポー
ラ型MOS FET（以下IGBTと称す）の代表的な駆動回路と
して、従来第１図および第２図に示す如き方形波交流電
圧を駆動信号とする回路が用いられている。しかしこれ
らの回路には一長一短がある。
即ち第１図の回路はドライブトランス（１）の１次巻線
N1に駆動信号である方形波交流電圧を印加して２次巻線
N2に方形波交流電圧と相似した電圧を発生させ、これを
抵抗（２）を介してIGBT（３）のゲートに加えて駆動す
るものである。しかしこの回路では駆動信号のデューテ
ィが小さくなると、IGBT（３）をオフする際の逆バイア
ス電圧が低くなってターンオフ時間が長くなるため、IG
BT（３）における損失が大となる欠点がある。
N1に駆動信号である方形波交流電圧を印加して２次巻線
N2に方形波交流電圧と相似した電圧を発生させ、これを
抵抗（２）を介してIGBT（３）のゲートに加えて駆動す
るものである。しかしこの回路では駆動信号のデューテ
ィが小さくなると、IGBT（３）をオフする際の逆バイア
ス電圧が低くなってターンオフ時間が長くなるため、IG
BT（３）における損失が大となる欠点がある。
即ち駆動用方形波交流電圧を示す第３図においてTONを
オン時間、TOFFをオフ時間として繰返し周期Ｔ＝TON＋T
OFFとすれば、第３図（ａ）のようにデューティTON/Tが
大きい場合にはIGBT（３）をオフさせる際充分大きな電
圧を印加でき、簡単な回路により確実な駆動を行いうる
利点がある。
オン時間、TOFFをオフ時間として繰返し周期Ｔ＝TON＋T
OFFとすれば、第３図（ａ）のようにデューティTON/Tが
大きい場合にはIGBT（３）をオフさせる際充分大きな電
圧を印加でき、簡単な回路により確実な駆動を行いうる
利点がある。
しかしその一方第３図（ｂ）に示すようにTON/Tが小さ
くなった場合には、ドライブトランス（１）の１次コイ
ルN1に印加される方形波交流電圧の正側と負側の電圧時
間積は等しくなるため、必然的に正側の電圧に対して負
側の電圧レベルは低くなる。このためIGBT（３）のオフ
時ゲート逆バイアス電圧が低くなりターンオフ時の電力
損失が大となる欠点をもつ。
くなった場合には、ドライブトランス（１）の１次コイ
ルN1に印加される方形波交流電圧の正側と負側の電圧時
間積は等しくなるため、必然的に正側の電圧に対して負
側の電圧レベルは低くなる。このためIGBT（３）のオフ
時ゲート逆バイアス電圧が低くなりターンオフ時の電力
損失が大となる欠点をもつ。
また第２図の回路はドライブトランス（１）の１次巻線
N1に加えられた方形波交流電圧に相似した波形の電圧
を、抵抗（４）を介してトランジスタ（５）のベースに
加えてオンオフさせる。そしてトランジスタ（５）のオ
ン時にオンする電界効果トランジスタ（６）（以下FET
と称す）のオンにより、直流電源（７）の電圧を抵抗
（８）を介してIGBT（３）のゲートに印加してこれをオ
ンさせる。一方トランジスタ（５）のオフ時にはFET
（６）をオフ、電界効果型トランジスタ（９）（以下FE
Tと称す）をオンとして、電源（10）の電圧をIGBT
（３）のゲートに逆バイアス電圧として加えてこれをオ
フとし、IGBT（３）のオンオフを繰り返す方法である。
N1に加えられた方形波交流電圧に相似した波形の電圧
を、抵抗（４）を介してトランジスタ（５）のベースに
加えてオンオフさせる。そしてトランジスタ（５）のオ
ン時にオンする電界効果トランジスタ（６）（以下FET
と称す）のオンにより、直流電源（７）の電圧を抵抗
（８）を介してIGBT（３）のゲートに印加してこれをオ
ンさせる。一方トランジスタ（５）のオフ時にはFET
（６）をオフ、電界効果型トランジスタ（９）（以下FE
Tと称す）をオンとして、電源（10）の電圧をIGBT
（３）のゲートに逆バイアス電圧として加えてこれをオ
フとし、IGBT（３）のオンオフを繰り返す方法である。
この回路では第１図のようにIGBT（３）のオンオフに必
要となる電圧は、２次巻線N2に誘起された２次電圧から
得ることなく電源（７），（10）によって与えられ、前
記第１図の回路図のようにデューティTON/Tに関係しな
い。従って第４図（ａ）（ｂ）に示すようにIGBT（３）
のゲートに加えられる電圧は、常に一定電圧レベルであ
るので確実な駆動を行いうる。
要となる電圧は、２次巻線N2に誘起された２次電圧から
得ることなく電源（７），（10）によって与えられ、前
記第１図の回路図のようにデューティTON/Tに関係しな
い。従って第４図（ａ）（ｂ）に示すようにIGBT（３）
のゲートに加えられる電圧は、常に一定電圧レベルであ
るので確実な駆動を行いうる。
しかしこの回路は第１図の駆動回路に比べて２つの直流
電源（７）（10）を必要とするばかりか、回路的にも複
雑である難点がある。
電源（７）（10）を必要とするばかりか、回路的にも複
雑である難点がある。
（考案の目的） 本考案は比較的簡単な回路構成により、オン時における
損失を少なくしながら確実にIGBTをオンオフ制御できる
駆動回路の提供を目的とするものである。
損失を少なくしながら確実にIGBTをオンオフ制御できる
駆動回路の提供を目的とするものである。
（問題点を解決するための本考案の手段） 本考案の特徴とするところはオン期間にIGBTに印加する
ための逆バイアス電圧をIGBTのオン期間にコンデンサに
充電して作っておき、このコンデンサの充電電圧により
充分なバイアス電圧をIBGTに印加できるようにして、確
実なIGBTのオフ動作が行われるようにした点にある。次
に実施例により本考案を詳細に説明する。
ための逆バイアス電圧をIGBTのオン期間にコンデンサに
充電して作っておき、このコンデンサの充電電圧により
充分なバイアス電圧をIBGTに印加できるようにして、確
実なIGBTのオフ動作が行われるようにした点にある。次
に実施例により本考案を詳細に説明する。
（実施例） 第５図は本考案の一実施例回路図（第１図，第２図と同
一符号部分は同等部分を示す）である。図において
（１）はドライブトランジスタ、N1は１次巻線である第
１コイル、N2,N3,N4は２次巻線である第2,第3,第４コイ
ルで、その極性は図中「・」印で示す通りである。（1
1）は抵抗、（12）はダイオード、（３）はIGBT、（1
3）はダイオード、（14）は抵抗、（15）はコンデン
サ、（16）は抵抗、（17）はトランジスタ、（18）は抵
抗、（19）はFETである。次にその動作について説明す
る。
一符号部分は同等部分を示す）である。図において
（１）はドライブトランジスタ、N1は１次巻線である第
１コイル、N2,N3,N4は２次巻線である第2,第3,第４コイ
ルで、その極性は図中「・」印で示す通りである。（1
1）は抵抗、（12）はダイオード、（３）はIGBT、（1
3）はダイオード、（14）は抵抗、（15）はコンデン
サ、（16）は抵抗、（17）はトランジスタ、（18）は抵
抗、（19）はFETである。次にその動作について説明す
る。
ドライブトランス（１）に、第１図中に示す方形波交流
電圧が印加されると、第2,第3,第４コイルN2,N3,N4には
第１コイルN1に印加された電圧と相似な波形の電圧がそ
れぞれ発生する。
電圧が印加されると、第2,第3,第４コイルN2,N3,N4には
第１コイルN1に印加された電圧と相似な波形の電圧がそ
れぞれ発生する。
そこで第１コイルN1に加えられた電圧が正極性のとき、
第４コイルN4に発生した電圧は抵抗（16）を介してトラ
ンジスタ（17）のベースに印加されてこれをオンとし、
FET（19）をオフ状態に保つ。一方第２コイルN2に生じ
た電圧は、抵抗（11）とダイオード（12）を介してIGBT
（３）のゲートに加えられてこれをオンとする。また第
３コイルN3に生じた電圧は、抵抗（14）とダイオード
（13）を介してコンデンサ（15）に加えられ、これを図
中の極性で充電する。従って第１コイルN1に加えられた
駆動電圧が正であってIGBTがオンしている期間コンデン
サ（15）は充電される。
第４コイルN4に発生した電圧は抵抗（16）を介してトラ
ンジスタ（17）のベースに印加されてこれをオンとし、
FET（19）をオフ状態に保つ。一方第２コイルN2に生じ
た電圧は、抵抗（11）とダイオード（12）を介してIGBT
（３）のゲートに加えられてこれをオンとする。また第
３コイルN3に生じた電圧は、抵抗（14）とダイオード
（13）を介してコンデンサ（15）に加えられ、これを図
中の極性で充電する。従って第１コイルN1に加えられた
駆動電圧が正であってIGBTがオンしている期間コンデン
サ（15）は充電される。
次に第１コイルN1に加えられる駆動用方形波交流電圧が
負の期間において、第４コイルN4に生じた電圧は、抵抗
（16）を介してトランジスタ（17）のベースに加えられ
てこれをオフとする。このためコンデンサ（15）の充電
電圧が、抵抗（18）を介してFET（19）のゲートに加え
られてこれをオンとする。その結果コンデンサ（15）の
充電電圧によりIGBT（３）のゲート・エミッタ間にIGBT
（３）を逆バイアスする充分な電圧が一気に印加され、
IGBT（３）を急激にオフとする。
負の期間において、第４コイルN4に生じた電圧は、抵抗
（16）を介してトランジスタ（17）のベースに加えられ
てこれをオフとする。このためコンデンサ（15）の充電
電圧が、抵抗（18）を介してFET（19）のゲートに加え
られてこれをオンとする。その結果コンデンサ（15）の
充電電圧によりIGBT（３）のゲート・エミッタ間にIGBT
（３）を逆バイアスする充分な電圧が一気に印加され、
IGBT（３）を急激にオフとする。
即ち本考案ではIGBT（３）のオン期間中にコンデンサ
（15）を充電しておき、これによりIGBT（３）のオフに
必要とされる充分なレベルの逆バイアス電圧を供給する
ようにしているので、第６図（ｂ）に示すようにデュー
ティTON/Tが小さい場合にも確実なIGBT（３）のオンオ
フ駆動が可能となり、IGBTにおけるターンオフ電力損失
の低減が可能となる。
（15）を充電しておき、これによりIGBT（３）のオフに
必要とされる充分なレベルの逆バイアス電圧を供給する
ようにしているので、第６図（ｂ）に示すようにデュー
ティTON/Tが小さい場合にも確実なIGBT（３）のオンオ
フ駆動が可能となり、IGBTにおけるターンオフ電力損失
の低減が可能となる。
（考案の効果） 以上のように本考案によれば、簡単な回路で駆動方形波
交流電圧のデューティサイクルに関係なくIGBTを確実に
オンオフ駆動でき、しかも電力損失を大幅に低減できる
すぐれた効果を有する。
交流電圧のデューティサイクルに関係なくIGBTを確実に
オンオフ駆動でき、しかも電力損失を大幅に低減できる
すぐれた効果を有する。
【図面の簡単な説明】 第１図および第２図は従来の回路例図、第３図および第
４図はその動作説明用の波形図、第５図は本考案の一実
施例回路図、第６図は本考案の動作説明用の波形図であ
る。 （１）……ドライブトランス、N1……１次巻線、N2,N3、
N4……２次巻線である第2,第3,第４巻線、（２）（４）
（８）（11）（14）（16）……抵抗、（３）……IGBT、
（６）（９）（19）……FET、（17）……トランジス
タ、（７）（10）……直流電源、（12）（13）……ダイ
オード、（15）……コンデンサ。
４図はその動作説明用の波形図、第５図は本考案の一実
施例回路図、第６図は本考案の動作説明用の波形図であ
る。 （１）……ドライブトランス、N1……１次巻線、N2,N3、
N4……２次巻線である第2,第3,第４巻線、（２）（４）
（８）（11）（14）（16）……抵抗、（３）……IGBT、
（６）（９）（19）……FET、（17）……トランジス
タ、（７）（10）……直流電源、（12）（13）……ダイ
オード、（15）……コンデンサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 大橋 靖生 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)考案者 鍬田 豊 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−137915（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−193027（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】駆動信号である方形波交流電圧が加えられ
る１次巻線である第１コイルと２次巻線である第2,第3,
第４コイルとを備えたドライブトランスと、 前記第２コイル間に直列に抵抗と前記方形波交流電圧の
正極性時順方向となるダイオードとIGBTのゲート・エミ
ッタ間が接続された第１回路と、 前記第４のコイルに抵抗を介してベース・エミッタ間が
接続されコレクタが抵抗を介して前記第１回路のIGBTの
エミッタ側に接続されたトランジスタと、 該トランジスタのエミッタ側にソースが、コレクタ側に
ゲートがそれぞれ接続され、かつドレインが前記第１回
路のIGBTのゲートに接続されたFETとよりなる第２回路
と、 前記第３コイル間に直列に抵抗と前記方形波交流電圧の
正極性時順方向となるダイオードとコンデンサが接続さ
れ、かつ該コンデンサの正極性の一端が前記第１回路の
IGBTのエミッタに接続され、他端が前記第２回路のトラ
ンジスタのエミッタ側に接続された第３回路とを備え、 前記方形波交流電圧の正極性電圧により前記トランジス
タと前記IGBTをオンすると共にこのオン期間中前記コン
デンサを充電し、方形波交流電圧の負極性時に前記トラ
ンジスタをオフして前記FETをオンし、前記IGBTのゲー
トの電位を下げると共に前記コンデンサの充電電圧を逆
バイアス電圧として、前記IGBTのエミッタに印加して該
IGBTをオフさせるようにしたことを特徴とするIGBT駆動
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP387289U JPH0638493Y2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | Ｉｇｂｔ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP387289U JPH0638493Y2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | Ｉｇｂｔ駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0295938U JPH0295938U (ja) | 1990-07-31 |
| JPH0638493Y2 true JPH0638493Y2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=31205892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP387289U Expired - Lifetime JPH0638493Y2 (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | Ｉｇｂｔ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0638493Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4784018B2 (ja) * | 2001-08-20 | 2011-09-28 | サンケン電気株式会社 | 半導体スイッチのゲート駆動回路 |
-
1989
- 1989-01-19 JP JP387289U patent/JPH0638493Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0295938U (ja) | 1990-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |