JPH09149628A - 電力用半導体素子ゲート駆動回路用の信号伝送回路 - Google Patents

電力用半導体素子ゲート駆動回路用の信号伝送回路

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JPH09149628A
JPH09149628A JP7300813A JP30081395A JPH09149628A JP H09149628 A JPH09149628 A JP H09149628A JP 7300813 A JP7300813 A JP 7300813A JP 30081395 A JP30081395 A JP 30081395A JP H09149628 A JPH09149628 A JP H09149628A
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signal transmission
photocoupler
capacitor
signal
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Kazunari Yoshihara
和成 吉原
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズ耐量の向上と動作の安定化を図るこ
と。 【解決手段】 フォトカプラPCの一次側にオープンコ
レクタ方式のTTL,トランジスタ等を接続した回路構
成とし、フォトカプラPCの入力回路にノイズ対策のC
R回路を設けた電力用半導体素子ゲート駆動回路用の信
号伝送回路において、CR回路の入力側信号伝送路にイ
ンダクタL1を挿設する一方、信号伝送路間の抵抗を抵
抗R21,R22に分割し、その分割点とコンデンサC1の
端子との間にダイオードD1を接続する。このダイオー
ドD1は、コンデンサC1の放電時に信号伝送路に挿入さ
れた抵抗R3,ツェナーダイオードZD1と分割された一
方の抵抗R21とのバイパス回路となる。このため、コン
デンサC1の放電が促進されるようになり、オフ時間が
短縮されてノイズ耐量が向上する。また、インダクタL
1の挿設により動作が安定化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータを構成
する電力用半導体素子、例えばIGBT(絶縁ゲートバ
イポーラトランジスタ)のゲート駆動回路へゲート信号
を伝送する信号伝送回路に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、IGBTのゲート駆動回路へ信号
を伝送するには、信号回路とパワー回路をフォトカプラ
により電気的に絶縁する信号伝送方式が多く用いられて
いる。その回路構成の一例(従来例1)を図2に示す。
【0003】即ち、フォトカプラPCの一次側は、オー
プンコレクタのTTL,トランジスタ等よりなるロジッ
ク回路(ゲート回路)IC1を接続する構成とし、二次
側に伝達した信号を、ゲート抵抗を通してIGBTのゲ
ート端子に入力して高速スイッチングさせる。フォトカ
プラPCの入力回路には、コンデンサC1や抵抗R1〜R
3によるノイズ対策回路を設けており、信号伝送経路が
長くなった場合などに侵入するノイズに対するマージン
を高めて、動作の安定化を図っている。ツェナーダイオ
ードZD1もノイズ対策の一つである。なお、フォトカ
プラPCの発光部と直列に制限抵抗R4を接続してい
る。
【0004】このようなフォトカプラPCの一次側がオ
ープンコレクタ方式の信号伝送回路では、オフ信号入力
時に信号伝送路のa−b間はオープンとなるため、コン
デンサC1の放電経路が減り、充電に比べて放電が遅く
なる。この結果、図3(c)に示すようにフォトカプラ
PCの一次電圧は、オンに比べオフ時定数が大きくな
り、入力信号(図3(a))に対するフォトカプラPC
のオフはオンに比べて遅くなる。もしも、図3(d)の
ようにオフ信号入力後、信号伝送路にノイズが侵入した
場合、図3(e)に示すように信号に重畳されたノイズ
がオンレベルを越えてインバータ回路の誤動作を引き起
こす可能性が高くなる。図3(b)のようにオフ時定数
が小さければ、図3(f)のようにノイズだけでオンレ
ベルには達せず、誤動作は防止される。
【0005】上記の問題点を解消するものとして、本出
願人が先に出願した特願平7−78035号「IGBT
ゲート駆動回路用の信号伝送回路」がある。その回路構
成を従来例2として図4に示す。
【0006】図中、PCはフォトカプラ、IC1はこの
フォトカプラPCの一次側に接続したオープンコレクタ
方式のロジック回路(ゲート回路)である。信号伝送路
の信号発生側に抵抗R1を設け、フォトカプラ入力側に
ノイズに対するマージンを高めるCR回路を設けてい
る。また、フォトカプラPCの発光部と直列に抵抗R4
を接続している。
【0007】前記CR回路は、抵抗R3,R21,R22,
コンデンサC1,ツェナーダイオードZD1,ダイオード
D1により構成している。抵抗R21,R22は、従来例1
(図2)の抵抗R2を2分割したもので、その分割点と
コンデンサC1の端子の間にダイオードD1を接続してい
る。このダイオードD1は、コンデンサC1の放電時に抵
抗R3,R21のバイパス回路となるものであり、抵抗R
21,R22は適切な抵抗値に選定する。
【0008】このような構成とすると、信号入力時に
は、ダイオードD1を省いた従来例1と同じ回路とな
り、速やかにオンする。オフ時には、コンデンサC1の
放電はダイオードD1と抵抗R22を放電経路として行わ
れる。この結果、オンの時定数は変わらず、オフの放電
時定数のみが小さくなり、ノイズ耐量が向上する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】このようにCR回路の
コンデンサC1の放電を促進させる回路を設けたことに
より、オフの放電時定数のみを小さくすることができる
が、抵抗の分圧比率によっては放電促進回路のダイオー
ドD1が信号伝送路へのノイズ侵入時に誤動作を引き起
こす原因となってしまうことがある。
【0010】そこで本発明は、上記課題を解決し、ノイ
ズ耐量の向上と動作の安定化が図れる電力用半導体素子
ゲート駆動回路用の信号伝送回路を提供することを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、フォトカプラ
の一次側はオープンコレクタ方式で信号を伝送するとと
もに、フォトカプラの入力回路にノイズ対策としてCR
回路を設けた電力用半導体素子ゲート駆動回路用の信号
伝送回路において、オフ信号の入力に伴ってCR回路の
コンデンサの放電を促進させる回路として、信号伝送路
の2線間の抵抗を分割し、その分割点とコンデンサの端
子の間にバイパス用のダイオードを接続する一方、信号
伝送路にインダクタを挿設したことを特徴とするもので
あり、オフ時にはコンデンサの放電経路にバイパス回路
が形成され、速やかにコンデンサの放電が行われる。同
時に、動作も安定する。
【0012】
【発明の実施の形態】図1に本発明の実施形態を示す。
回路構成は、図4に示す従来例2と略同様であり、同一
構成部分には同じ符号を付して説明する。図中、PCは
フォトカプラ、IC1はこのフォトカプラPCの一次側
に接続したオープンコレクタ方式のロジック回路(ゲー
ト回路)である。信号伝送路の信号発生側に抵抗R1を
設け、フォトカプラ入力側にノイズに対するマージンを
高めるCR回路を設けている。このCR回路の入力側信
号伝送路にインダクタL1を挿設している。また、フォ
トカプラPCの発光部と直列に抵抗R4を接続してい
る。
【0013】前記CR回路は、抵抗R3,R21,R22,
コンデンサC1,ツェナーダイオードZD1,ダイオード
D1により構成している。抵抗R21,R22は、従来例1
(図2)の抵抗R2を2分割したもので、その分割点と
コンデンサC1の端子の間にダイオードD1を接続してい
る。このダイオードD1は、コンデンサC1の放電時に抵
抗R3,R21のバイパス回路となるものであり、抵抗R
21,R22は適切な抵抗値に選定する。
【0014】次に、動作について述べる。信号入力時に
は、ダイオードD1を省いた従来例1に信号伝送路にイ
ンダクタL1を挿設した回路となり、所定の時定数でオ
ンする。オフ時には、コンデンサC1の放電はダイオー
ドD1と抵抗R22を放電経路として速やかに行われる。
【0015】もし、信号伝送路へのノイズ侵入があって
も、オン時にはインダクタL1が挿設されていることに
より(オン信号に対するディレイが十分に確保されるこ
とにより)、またオフ時にはバイパス回路でコンデンサ
C1の放電が促進されることにより、誤動作は確実に防
止される。
【0016】即ち、オフの放電時定数が小さくなり、ノ
イズ耐量が向上する。しかも、動作が安定化する。
【0017】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、オフ信号
入力時にコンデンサの放電を促進させる回路を設けて、
オフ動作を速めるようにしたので、オフ信号入力後の侵
入ノイズがオンレベルまで達しにくくなり、いわゆるノ
イズ耐量を向上できる。しかも、CR回路の入力側信号
伝送路にインダクタを挿設したので、オン信号に対する
ディレイを十分に確保しながらオフ時間を短縮すること
ができるようになり、これによって動作の安定化が図れ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電力用半導体素子ゲート駆動回路
用の信号伝送回路の実施形態を示す回路図。
【図2】電力用半導体素子ゲート駆動回路用の信号伝送
回路の従来例1を示す回路図。
【図3】信号伝送回路の信号伝送状況を説明するための
波形図であって、(a)は信号、(b)はフォトカプラ
入力(理想回路)、(c)はフォトカプラ入力(従来例
の回路)、(d)は侵入ノイズ、(e)はノイズ侵入時
のフォトカプラ入力(理想回路)、(f)はノイズ侵入
時のフォトカプラ入力(従来例の回路)。
【図4】電力用半導体素子ゲート駆動回路用の信号伝送
回路の従来例2を示す回路図。
【符号の説明】
PC…フォトカプラ IC1…オープンコレクタ方式のロジック回路 R1〜R4,R21,R22…抵抗 C1…コンデンサ ZD1…ツェナーダイオード D1…ダイオード L1…インダクタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フォトカプラの一次側はオープンコレク
    タ方式で信号を伝送するとともに、フォトカプラの入力
    回路にノイズ対策としてCR回路を設けた電力用半導体
    素子ゲート駆動回路用の信号伝送回路において、オフ信
    号の入力に伴ってCR回路のコンデンサの放電を促進さ
    せる回路として、信号伝送路の2線間の抵抗を分割し、
    その分割点とコンデンサの端子の間にバイパス用のダイ
    オードを接続する一方、信号伝送路にインダクタを挿設
    したことを特徴とする電力用半導体素子ゲート駆動回路
    用の信号伝送回路。
JP30081395A 1995-11-20 1995-11-20 電力用半導体素子ゲート駆動回路用の信号伝送回路 Expired - Fee Related JP3341553B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005094975A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Toshiba Corp 電力変換装置
JP2012130097A (ja) * 2010-12-13 2012-07-05 Panasonic Eco Solutions Power Tools Co Ltd 電池パック

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JP2005094975A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Toshiba Corp 電力変換装置
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