JPH09102735A - Ｉｇｂｔの保護回路 - Google Patents
Ｉｇｂｔの保護回路Info
- Publication number
- JPH09102735A JPH09102735A JP25848995A JP25848995A JPH09102735A JP H09102735 A JPH09102735 A JP H09102735A JP 25848995 A JP25848995 A JP 25848995A JP 25848995 A JP25848995 A JP 25848995A JP H09102735 A JPH09102735 A JP H09102735A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- igbt
- circuit
- protection circuit
- current
- diode
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、保護回路の信頼性を向上する
とともに使い勝ってを良くすることにある。 【解決手段】ＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧を検
出するダイオード５の低圧側に直列に、外部情報によっ
てオン，オフする開閉手段を備えた。 【効果】外部情報によってオン，オフする開閉手段を動
作させることにより過電流保護回路（ソフト遮断回路）
を動作させることができるため、自由な設定レベルでＩ
ＧＢＴを安全にターンオフすることができる。
とともに使い勝ってを良くすることにある。 【解決手段】ＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧を検
出するダイオード５の低圧側に直列に、外部情報によっ
てオン，オフする開閉手段を備えた。 【効果】外部情報によってオン，オフする開閉手段を動
作させることにより過電流保護回路（ソフト遮断回路）
を動作させることができるため、自由な設定レベルでＩ
ＧＢＴを安全にターンオフすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＧＢＴのゲート
駆動回路に係り、ＩＧＢＴを特に市販の過電流保護回路
付きゲート駆動回路で駆動する場合あるいは、ディスク
リ−ト部品で同機能を構成して駆動する場合に好適な保
護回路に関する。
駆動回路に係り、ＩＧＢＴを特に市販の過電流保護回路
付きゲート駆動回路で駆動する場合あるいは、ディスク
リ−ト部品で同機能を構成して駆動する場合に好適な保
護回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＩＧＢＴの保護回路として、ハイ
ブリッドＩＣ等で市販されている過電流保護回路付きゲ
ート駆動回路の例を図３に、また負荷短絡時の波形例を
図４に示す。この図３において、ＩＧＢＴ１および負荷
２の直列回路が直流電源３の両端に接続されており、Ｉ
ＧＢＴ１をオン，オフ制御することによって直流電源３
から負荷２に電力を供給する。
ブリッドＩＣ等で市販されている過電流保護回路付きゲ
ート駆動回路の例を図３に、また負荷短絡時の波形例を
図４に示す。この図３において、ＩＧＢＴ１および負荷
２の直列回路が直流電源３の両端に接続されており、Ｉ
ＧＢＴ１をオン，オフ制御することによって直流電源３
から負荷２に電力を供給する。
【０００３】ここで、ＩＧＢＴ１をオン，オフ制御する
ために抵抗８，ホトカプラ９からなる入力回路および抵
抗２１，トランジスタ２２，２３，２４，抵抗４からな
る駆動回路が接続されている。さらに、ＩＧＢＴ１のコ
レクタ・エミッタ間電圧を検出するダイオード５、およ
びＩＧＢＴ１のコレクタ・エミッタ間電圧が大きい時す
なわち、負荷２が短絡しＩＧＢＴ１に短絡電流が流れて
いる時にＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間電圧を低下さ
せ、ＩＧＢＴ１をターンオフさせるツェナーダイオード
１２，抵抗１４，トランジスタ１５，抵抗１６，コンデ
ンサ１８，ダイオード１９からなる過電流保護回路（ソ
フト遮断回路）が接続されている。
ために抵抗８，ホトカプラ９からなる入力回路および抵
抗２１，トランジスタ２２，２３，２４，抵抗４からな
る駆動回路が接続されている。さらに、ＩＧＢＴ１のコ
レクタ・エミッタ間電圧を検出するダイオード５、およ
びＩＧＢＴ１のコレクタ・エミッタ間電圧が大きい時す
なわち、負荷２が短絡しＩＧＢＴ１に短絡電流が流れて
いる時にＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間電圧を低下さ
せ、ＩＧＢＴ１をターンオフさせるツェナーダイオード
１２，抵抗１４，トランジスタ１５，抵抗１６，コンデ
ンサ１８，ダイオード１９からなる過電流保護回路（ソ
フト遮断回路）が接続されている。
【０００４】通常時は、入力回路のＶINに正の信号が印
加されるとホトカプラ９の出力側がオンし、トランジス
タ１１，２２，２４がオフ，トランジスタ２３がオンし
てＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間には、抵抗４を介し
てゲート電流が供給されＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ
間電圧が上昇し、正電位にバイアスされIGBT1 はターン
オンする。また、この時ＩＧＢＴ１に流れる電流ＩC は
過電流状態でないため、ダイオード５には、直流電源
６，抵抗１０，ＩＧＢＴ１のコレクタ・エミッタ間電
圧、ダイオード５の順電圧で決まる電流が流れており過
電流保護回路は動作しない。
加されるとホトカプラ９の出力側がオンし、トランジス
タ１１，２２，２４がオフ，トランジスタ２３がオンし
てＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間には、抵抗４を介し
てゲート電流が供給されＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ
間電圧が上昇し、正電位にバイアスされIGBT1 はターン
オンする。また、この時ＩＧＢＴ１に流れる電流ＩC は
過電流状態でないため、ダイオード５には、直流電源
６，抵抗１０，ＩＧＢＴ１のコレクタ・エミッタ間電
圧、ダイオード５の順電圧で決まる電流が流れており過
電流保護回路は動作しない。
【０００５】次に、入力回路のＶINの正の信号がなくな
るとホトカプラ９の出力側がオフしトランジスタ１１，
２２，２４がオン，トランジスタ２３がオフし、ＩＧＢ
Ｔ１のゲート・エミッタ間は、抵抗４を介してゲート電
荷が引き抜かれＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間電圧
は、負電位にバイアスされＩＧＢＴ１はターンオフす
る。この時、ダイオード５には電流が流れていない。
るとホトカプラ９の出力側がオフしトランジスタ１１，
２２，２４がオン，トランジスタ２３がオフし、ＩＧＢ
Ｔ１のゲート・エミッタ間は、抵抗４を介してゲート電
荷が引き抜かれＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間電圧
は、負電位にバイアスされＩＧＢＴ１はターンオフす
る。この時、ダイオード５には電流が流れていない。
【０００６】さらに、入力回路のＶINに正の信号が印加
され、ＩＧＢＴ１がオン状態時に負荷２が短絡した場合
には、ＩＧＢＴ１に流れる電流ＩC が短絡電流となりこ
の電流が飽和電流値に達してからＩＧＢＴ１のコレクタ
・エミッタ間電圧が急激に上昇し、ダイオード５には電
流が流れなくなりツェナーダイオード１２，トランジス
タ１５がオンし、抵抗４，トランジスタ２３のエミッタ
・ベース間を介してＩＧＢＴ１のゲート電荷が引き抜か
れＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間電圧は、抵抗１６，
コンデンサ１８で決まるスロープ（ソフト遮断）で低下
しＩＧＢＴ１はターンオフする。ここで、ＩＧＢＴ１の
コレクタ・エミッタ間電圧の検出レベルは、ツェナーダ
イオード１２，直流電源６，７の設定値で決まり、一般
的には、通常のオン，オフで誤動作しないレベルとして
いる。そのため短絡電流が大きくなり、ソフト遮断して
いるにもかかわらず急俊な−ｄｉ／ｄｔによる跳上り電
圧（ΔＶCE）により，最悪ＩＧＢＴ１が破壊に至ること
があった。
され、ＩＧＢＴ１がオン状態時に負荷２が短絡した場合
には、ＩＧＢＴ１に流れる電流ＩC が短絡電流となりこ
の電流が飽和電流値に達してからＩＧＢＴ１のコレクタ
・エミッタ間電圧が急激に上昇し、ダイオード５には電
流が流れなくなりツェナーダイオード１２，トランジス
タ１５がオンし、抵抗４，トランジスタ２３のエミッタ
・ベース間を介してＩＧＢＴ１のゲート電荷が引き抜か
れＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間電圧は、抵抗１６，
コンデンサ１８で決まるスロープ（ソフト遮断）で低下
しＩＧＢＴ１はターンオフする。ここで、ＩＧＢＴ１の
コレクタ・エミッタ間電圧の検出レベルは、ツェナーダ
イオード１２，直流電源６，７の設定値で決まり、一般
的には、通常のオン，オフで誤動作しないレベルとして
いる。そのため短絡電流が大きくなり、ソフト遮断して
いるにもかかわらず急俊な−ｄｉ／ｄｔによる跳上り電
圧（ΔＶCE）により，最悪ＩＧＢＴ１が破壊に至ること
があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】短絡等の過電流発生時
に、短絡電流が飽和電流に達する以前に過電流保護回路
が動作し、遮断時の跳上り電圧を抑制することにある。
に、短絡電流が飽和電流に達する以前に過電流保護回路
が動作し、遮断時の跳上り電圧を抑制することにある。
【０００８】また、過電流発生以外の異常等の場合にお
いてもソフト遮断が可能とすることにある。
いてもソフト遮断が可能とすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに、ＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧を検出する
ダイオードの低圧側に直列に、外部信号によりオン，オ
フできる開閉手段を備えた。
めに、ＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧を検出する
ダイオードの低圧側に直列に、外部信号によりオン，オ
フできる開閉手段を備えた。
【００１０】ＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧を検
出するダイオードの低圧側に直列に備えた開閉手段を用
いて、外部信号により短絡電流が飽和する以前にこの開
閉手段を開にすることにより、等価的に検出レベル以上
となるので過電流保護回路（ソフト遮断回路）が動作す
るので短絡電流および−ｄｉ／ｄｔが小さくなり、−ｄ
ｉ／ｄｔによる跳上り電圧（ΔＶCE）も小さくなるので
ＩＧＢＴを安全にターンオフすることができる。
出するダイオードの低圧側に直列に備えた開閉手段を用
いて、外部信号により短絡電流が飽和する以前にこの開
閉手段を開にすることにより、等価的に検出レベル以上
となるので過電流保護回路（ソフト遮断回路）が動作す
るので短絡電流および−ｄｉ／ｄｔが小さくなり、−ｄ
ｉ／ｄｔによる跳上り電圧（ΔＶCE）も小さくなるので
ＩＧＢＴを安全にターンオフすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づきこの発明の実
施例を詳細に説明する。図１はこの発明による一実施例
を示す回路構成例、図２はその動作を示す波形図であ
る。図１に示すように、従来技術に対してＩＧＢＴのコ
レクタ・エミッタ間電圧を検出するダイオード５の低圧
側に直列に開閉手段として、直流電源２９，ホトカプラ
２６，ダイオード２８，抵抗２５，トランジスタ２７で
構成される回路を接続する。ここで、ダイオード２８は
逆電圧保護用に挿入しているものであり、なくてもかま
わない。また、メインのスイッチとしてのホトカプラ２
６は、取扱いを容易にするための絶縁を目的としてい
る。さらに、トランジスタ２７は、外部からの情報を入
力するためのものである。なお、ホトカプラ２６，トラ
ンジスタ２７としては高速動作が可能な素子を選択す
る。通常は、トランジスタ２７の外部情報としては、入
力(ＶEXT）が入っており、ホトカプラ２６の出力側はオ
ンしている。
施例を詳細に説明する。図１はこの発明による一実施例
を示す回路構成例、図２はその動作を示す波形図であ
る。図１に示すように、従来技術に対してＩＧＢＴのコ
レクタ・エミッタ間電圧を検出するダイオード５の低圧
側に直列に開閉手段として、直流電源２９，ホトカプラ
２６，ダイオード２８，抵抗２５，トランジスタ２７で
構成される回路を接続する。ここで、ダイオード２８は
逆電圧保護用に挿入しているものであり、なくてもかま
わない。また、メインのスイッチとしてのホトカプラ２
６は、取扱いを容易にするための絶縁を目的としてい
る。さらに、トランジスタ２７は、外部からの情報を入
力するためのものである。なお、ホトカプラ２６，トラ
ンジスタ２７としては高速動作が可能な素子を選択す
る。通常は、トランジスタ２７の外部情報としては、入
力(ＶEXT）が入っており、ホトカプラ２６の出力側はオ
ンしている。
【００１２】たとえば、トランジスタ２７の外部情報と
してＩC を観測し、通常の３倍になった時にトランジス
タ２７の入力(ＶEXT）がなくなるように設定された回路
が組み込まれているものとして、負荷２が短絡し、ＩＧ
ＢＴ１に短絡電流ＩC が流れる場合について説明しま
す。ＩＧＢＴ１の短絡電流ＩC が通常の３倍になった時
にトランジスタ２７の入力(ＶEXT）がなくなるため、ホ
トカプラ２６の出力側はオフし、ダイオード５には電流
が流れなくなりツェナーダイオード１２，トランジスタ
１５がオンし、抵抗４，トランジスタ２３のエミッタ・
ベース間を介してＩＧＢＴ１のゲート電荷が引き抜かれ
ＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間電圧は、抵抗１６，コ
ンデンサ１８で決まるスロープ(ソフト遮断)で低下しＩ
ＧＢＴ１はターンオフする。ここで、短絡電流ＩC は通
常の３倍レベルであるため（一般的に飽和電流は、定格
電流の５〜１０倍程度）−ｄｉ／ｄｔが小さくなり、−
ｄｉ／ｄｔによる跳上り電圧（ΔＶCE）も小さくなるの
でＩＧＢＴを安全にターンオフすることが可能となる。
してＩC を観測し、通常の３倍になった時にトランジス
タ２７の入力(ＶEXT）がなくなるように設定された回路
が組み込まれているものとして、負荷２が短絡し、ＩＧ
ＢＴ１に短絡電流ＩC が流れる場合について説明しま
す。ＩＧＢＴ１の短絡電流ＩC が通常の３倍になった時
にトランジスタ２７の入力(ＶEXT）がなくなるため、ホ
トカプラ２６の出力側はオフし、ダイオード５には電流
が流れなくなりツェナーダイオード１２，トランジスタ
１５がオンし、抵抗４，トランジスタ２３のエミッタ・
ベース間を介してＩＧＢＴ１のゲート電荷が引き抜かれ
ＩＧＢＴ１のゲート・エミッタ間電圧は、抵抗１６，コ
ンデンサ１８で決まるスロープ(ソフト遮断)で低下しＩ
ＧＢＴ１はターンオフする。ここで、短絡電流ＩC は通
常の３倍レベルであるため（一般的に飽和電流は、定格
電流の５〜１０倍程度）−ｄｉ／ｄｔが小さくなり、−
ｄｉ／ｄｔによる跳上り電圧（ΔＶCE）も小さくなるの
でＩＧＢＴを安全にターンオフすることが可能となる。
【００１３】また、ＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電
圧を検出するダイオード５の低圧側に直列に接続される
開閉手段としては、直流電源２９を絶縁すればダイオー
ド２８に並列にトランジスタ２７（他の半導体スイッチ
でも可）を接続し、その接続点と直列に抵抗２５，直流
電源２９を接続してもよい。
圧を検出するダイオード５の低圧側に直列に接続される
開閉手段としては、直流電源２９を絶縁すればダイオー
ド２８に並列にトランジスタ２７（他の半導体スイッチ
でも可）を接続し、その接続点と直列に抵抗２５，直流
電源２９を接続してもよい。
【００１４】以上は、トランジスタ２７の外部情報とし
て電流検出の場合であるが、外部情報としては監視する
対象を並列に（温度等）自由に設定し、どれか一つでも
異常な時にトランジスタ２７の入力(ＶEXT）がなくなる
ように設定された回路を組み込んでおけばよい。
て電流検出の場合であるが、外部情報としては監視する
対象を並列に（温度等）自由に設定し、どれか一つでも
異常な時にトランジスタ２７の入力(ＶEXT）がなくなる
ように設定された回路を組み込んでおけばよい。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、外部情報によってオ
ン，オフする開閉手段を動作させることにより過電流保
護回路（ソフト遮断回路）を動作させることができるた
め、自由な設定レベルでＩＧＢＴを安全にターンオフす
ることができる。
ン，オフする開閉手段を動作させることにより過電流保
護回路（ソフト遮断回路）を動作させることができるた
め、自由な設定レベルでＩＧＢＴを安全にターンオフす
ることができる。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。
【図２】本発明のその動作を示す波形図。
【図３】従来技術の回路図。
【図４】従来技術の波形図。
１…ＩＧＢＴ、２…負荷、３，６，７，２９…直流電
源、４，８，１０，１４，１６，１７，２０，２１，２
５…抵抗、５，１９，２８…ダイオード、９，２６…ホ
トカプラ、１１，１５，２２，２３，２４，２７…トラ
ンジスタ、１２…ツェナーダイオード、１３，１８…コ
ンデンサ。
源、４，８，１０，１４，１６，１７，２０，２１，２
５…抵抗、５，１９，２８…ダイオード、９，２６…ホ
トカプラ、１１，１５，２２，２３，２４，２７…トラ
ンジスタ、１２…ツェナーダイオード、１３，１８…コ
ンデンサ。
Claims (1)
- 【請求項１】ＩＧＢＴのコレクタ・エミッタ間電圧を検
出する手段を有し、検出されたコレクタ・エミッタ間電
圧に基づいてＩＧＢＴをターンオフするＩＧＢＴの保護
回路において、コレクタ・エミッタ間電圧を検出する手
段に外部信号によりオン，オフできる開閉手段を接続す
ることを特徴とするＩＧＢＴの保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25848995A JPH09102735A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Ｉｇｂｔの保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25848995A JPH09102735A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Ｉｇｂｔの保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09102735A true JPH09102735A (ja) | 1997-04-15 |
Family
ID=17320924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25848995A Pending JPH09102735A (ja) | 1995-10-05 | 1995-10-05 | Ｉｇｂｔの保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09102735A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005045099A1 (de) * | 2005-09-21 | 2006-08-10 | eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH | Entsättigungsschaltung für einen IGBT |
-
1995
- 1995-10-05 JP JP25848995A patent/JPH09102735A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005045099A1 (de) * | 2005-09-21 | 2006-08-10 | eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH | Entsättigungsschaltung für einen IGBT |
| US7724065B2 (en) | 2005-09-21 | 2010-05-25 | Infineon Technologies Ag | Desaturation circuit for an IGBT |
| DE102005045099B4 (de) * | 2005-09-21 | 2011-05-05 | Infineon Technologies Ag | Entsättigungsschaltung mit einem IGBT |
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