JPS6029005A - パワ−トランジスタ駆動回路 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、電力用として広く使用されているパワート
ランジスタの駆動回路に関する。一般に、かかる駆動回
路においては、過電流状態を速やかに検出してパワート
ランジスタを高速しゃ断し、その保護を図ることが望ま
しい。

〔従来技術とその問題点〕

この種のパワートランジスタは通常、大電流領域におい
て電力損失が大きく、内部の温度上昇が増大する固有の
特性を有しており、特に過電流状態ではペース電流が不
足することにより、大きなコレクタ電流と高いコレクタ
、エミッタ間電圧が印加された状態となって活性領域に
突入し、電力損失（コレクタ電流とコレクタ、エミッタ
間電圧との積で表わされる。）が大きくなることが知ら
れている。また、パワートランジスタが破壊し、例えば
、そのペース、エミッタ間が短絡されると、ペース駆動
回路が焼損するおそれもある。したがって、過電流によ
るパワートランジスタまたはベース駆動回路の破壊、焼
損を防止するには、可能な限り短い時間内に過電流状態
から解放してやることが必要である。

その方法の１つとして、第１図の如き方式が知られてい
る。なお、第１図は従来方式を示す構成図である。同図
において、１はペース駆動回路、２はパワートランジス
タ、３は変流器（電流検出器）、４はアンプである。ベ
ース駆動回路１は、さらにアンドゲート１１１．１１２
、フォトカプラ１２１１２２、抵抗１３１ｉ３２、トラ
ンジスタ１４１．１４２電源１５１，１５２およびイン
バータ１６等より構成されている。

すなわち、パワートランク３夕２をオンにするときは、
端子Ｔ１にノ・イレベルの信号を供給してゲート１１１
を開くどとにより、フォトカブラ１２１を介してトラン
ジスタ１４１にベース電流を供給する。これによって、
トランジスタ１４１が導通するため、電（７ｔ９１５１
、抵抗１５１およびトランジスタ１４ｔヲ介してパワー
トランジスタ２０ベースに順方向のバイアス電流が供給
され、該トランジスタ２が１オン″となる。このとき、
ゲート１１２には、ローレベルの信号が供給されている
ため、ゲート１１２は閉じられている。なお、フォトカ
プラ１２．は、ノイズ耐量を増大させるために、また、
抵抗１５１は電流を制限するために、それぞれ設けられ
るものである。一方、パワートランジスタ２を流れる電
流は、変流器３によって検出され、アンプ４で電圧信号
に変換されるが、検出電流値が通常の電流レベルではハ
イレベルの信号に、また過電流レベルではローレベルの
信号にそれぞれ変換されてゲー）　１１１，１１２に与
えられる。また、ゲート１１２にはアンプ４からの信号
がインバータ１６により反転されて与えられるので、通
常の電流レベルではゲート１１１が開かれる一方、ゲー
ト１１２は閉じられている。したがって、パワートラン
ジスタ２が過電流状態になると、端子Ｔ２を介して与え
られるハイレベルの信号と、インバータ１６を介して与
えられるハイレベルの信号とによりゲート１１２が開か
れ、このためフォトカブラ１２２．）ランジスタ１４２
が動作するので、トランジスタ２は電源１５２、抵抗１
３２およびトランジスタ１４２を介して逆バイアスされ
て“オフ”となり、これによってパワートランジスタ２
が解放される。

しかしながら、この方式によれば、変流器やアンプ等の
検出回路の遅れ等により、過電流状態の発生と同時にこ
れを検出することができず、このため、パワートランジ
スタのコレクタ電流が定格電流の２〜３倍程度流れる結
果となり、パワートランジスタの素子内部、特にエミッ
タ電極に電流が集中して、いわゆるホットスポットが発
生し、熱破壊を起すというおそれがあった。また、検出
回路が誤動作する場合もあることから、これに対する対
策も講じなければならないという煩雑さがある。さらに
、上述の如きパワートランジスタのベース、エミッタ間
短絡によるベース駆動回路の焼損を防止することができ
ないという難点がある。

〔発明の目的〕

この発明は上記に鑑みてなされたもので、ノ（ワートラ
ンジスタの過電流による破壊と、ペース駆動回路の焼損
を確実に防止し、その保護を図ることを目的とする。

〔発明の要点〕

パワートランジスタに供給するベース電流な略一定にし
た状態で、そのベース、工きツタ間電圧を検出し、この
検出値が所些ζペルを越えたときはベース電流の供給を
停止することにより、ノくワートランジスタおよびその
駆動回路の保護を図るようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第２図はこの発明の実施例を示す構成図、第３図はパワ
ートランジスタのベース、エミッタ間電圧とコレクタ電
流との関係を示すグラフである。

第２図からも明らかなように、ペース駆動回路１′には
トランジスタ１７１および抵抗１７２からなる定電流回
路１７が設けられている点、およびコンパレーク６が設
けられている点等が特徴である。

ペース駆動回路１′は、第１図とは若干異なるという意
味で、ダッシュ信号を付して示しており、また、１４１
’はここでは、ダーリントン接続形のトランジスタを用
いていることから、トランジスタ１４１とは若干異なっ
ているという意味でダッシュ記号が付されている。なお
、５は比較基準電源を示すものである。また、第２図で
は、ペース駆動回路１′の詳細は省略してその要部のみ
が示されているが、その内容は第１図と同様である。

第２図に示されるものは、従来例の如くパワートランジ
スタ２に流れる電流を検出するかわりに、そのベース、
エミッタ間電圧をコンパレータ６により基準電圧５と比
較して検出するようにしたもノテある。すなわち、パワ
ートランジスタ２のベース、エミッタ間電圧ＶＢＫは、 Ｖｎｍ＝　ｆ（ＩＢ、ＩＯ） の如く、そのベース電流ＩＢとコレクタ電流ＩＯとの関
数で表わされることから、ここでは、ペース電流ＩＢを
周知の定電流回路１７を用いて略一定とすることにより
、電圧ＶＢｘをコレクタ電流Ｉａの関数として把握する
ことができるようにしたものである。このよ５に、ペー
ス電流ＩＢを一定にして考えると、電圧ＶＢＫとＩＯと
の関係は第３図の如く表わされ、したがって、例えば電
圧ＶＩ３Ｅが所定の設定値ＶＢＥＲを越えたときは、過
電流状態になったものと見なすことができる。なお、こ
のような検出はコンパレータ６にて行なわれるが、該コ
ンパレータ６から所定の出力が得られたときは、第１図
と同様にしてパワートランジスタ２の遮断を行なうこと
ができる。なお、このようにす′　るかわりに、パワー
トランジスタ２とベース駆動回路１′との間にスイッチ
を設けてこれらを切り離すようにしてもよく、また、ベ
ース、エミッタ間にスイッチを設けてこれらの間を短絡
するよプにしてもよいものである。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、パワートランジスタ
のベース、エミッタ間電圧は、所定値以上のコレクタ電
流が流れると急激に増大するという固有の特性を利用し
て、その過電流状態なベース、エミッタ間電圧値から検
出するよ５にしたので、高速な検出、しゃ断が可能とな
り、したがって、パワートランジスタを過電流状態から
解放してその破壊を防止することができ、その結果、ペ
ース駆動回路の保護も可能となる利点を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のパワートランジスタ駆動方式を示す構成
図、第２図はこの発明の実施例を示す構成図、第３図は
パワートランジスタのベース、エミッタ間電圧とコレク
タ電流との関係を示すグラフである。 符号説明 １．１′・・・・・・ベース駆動回路、１１ｔ、　１１
２−・・・・・アンドゲート、１２１，１２２・−・・
・・フォトカプラ、１３１゜１３２．１７２・・・・・
・抵抗、１４１，１４２，１７１・・・・・・トランジ
スタ、１４１’−・・・・・ダーリントントランジスタ
、１５１，１５２・・・・・・電源、１６・・・・・・
インノ々−タ、１７・・・・・・定電流回路、２・・・
・・・ノ（ワートランジスタ、３・・・・・・変流器（
電流検出器）、４・・・・・・アンプ、５・・・・・・
基準電圧、６・・・・・・コンノ（レータ代理人　弁理
士　並　木　昭　夫 代理人　弁理士　松　崎　清 第１図 第２図 第３図 コレクタ電浅　Ｉｃ（Ａ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 パワートランジスタのペースに電流を供給してこれを駆
   動するパワートランジスタ駆動回路において、該ペース
   電流な略一定に保つ定電流回路を設けるとともに、該パ
   ワートランジスタのペース。 エミッタ間電圧を検出する検出手段を設け、該検出電圧
   が所定値を越えたときはペース電流の供給を停止するこ
   とを特徴とするパワートランジスタ駆動回路。