JPS61277223A - 半導体モジユ−ル - Google Patents

半導体モジユ−ル

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JPS61277223A
JPS61277223A JP60118908A JP11890885A JPS61277223A JP S61277223 A JPS61277223 A JP S61277223A JP 60118908 A JP60118908 A JP 60118908A JP 11890885 A JP11890885 A JP 11890885A JP S61277223 A JPS61277223 A JP S61277223A
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JP
Japan
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circuit
signal
switching elements
switching element
turning
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JP60118908A
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English (en)
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Keiichi Oshikiri
恵一 押切
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/38—Means for preventing simultaneous conduction of switches
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H03K17/60—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 bipolar transistors
    • H03K17/66—Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will
    • H03K17/665—Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only
    • H03K17/666—Switching arrangements for passing the current in either direction at will; Switching arrangements for reversing the current at will connected to one load terminal only the output circuit comprising more than one controlled bipolar transistor

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  • Power Engineering (AREA)
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体上ジュール、特に、無停電定電圧定周
波電源（ＣＶＣＦ）に用いられるインバータ装置の構成
要素としてのスイッチング素子を有する半導体モジュー
ルに関するものである。
〔従来の技術〕
第４図は、インバータ装置の一相分における、従来の半
導体モジュールとそのスイッチング指令を与える回路の
ブロック図であり、図において、１はＰＷＭ制御回路、
５は上下短絡防止回路、３ａ、３ｂはドライブ回路、６
は直列接続したトランジスタ又はＧＴＯ等の２つの自己
消弧型スイッチング素子（Ｑ７．Ｑ８）を白鷺する半導
体モジュールである。
第５図は第４図に示す各ブロックの入出力信号を示すタ
イミングチャートであり、信号２人はＰＷＭ制御回路１
の出力信号、信号２Ｂは正側のスイッチング素子Ｑ７＆
Ｃ，ＯＮ、ＯＦＦの軸令を正側のドライブ回路３ａより
与えるドライブ信号、信号２Ｃは負側のスイッチング素
子Ｑ８＆ＣＯＮ。
ＯＦＦの指令を負側のドライブ回路３ｂより与えるドラ
イブ信号、信号２Ｄは半導体モジュール６の出力信号で
ある。
次に動作について説明する。ＰＷＭ制御回路１によって
、インバータを構成する各相のスイッチング素子Ｑ７．
Ｑ８のスイッチングタ・イミングが決定され、出力信号
２人として出力される。
この出力信号２人のＨｉｇｈ　　（以下、Ｈと略記する
）では、正側のスイッチング素子Ｑ７はドライブ信号２
Ｂを受けてＯＮＬ、負側のスイッチング素子Ｑ８はドラ
イブ信号２Ｃが入力されないためＯＦＦしている。反対
に、出力信号２人がＬｏｗ（以下、Ｌと略記する）では
、正側のスイッチング素子Ｑ７はドライブ信号２人が入
力されないため０ＦＦＬ、負側のスイッチング素子Ｑ８
はドライブ信号２Ｃを受けてＯＮする。
しかるに、上記出力信号２人がＨからり、または、Ｌか
らＨに変わる時、すなわち、一方のスイッチング素子が
ＯＮからＯＦＦとなり、他方のスイッチング素子がＯＦ
ＦからＯＮとなる時、ドライブ信号２Ｂまたは２ＣのＯ
ＦＦ指令に対して、スイッチング素子Ｑ７またはＱ８の
実際の主回路電流のＯＦＦは、キャリアの蓄積時間とタ
ーンオフ時間分遅れるため、スイッチング素子Ｑ７．　
Ｑ８が同時にＯＮするモードができる（この状態を上下
短絡と称する）。
この上下短絡を防止するために上下短絡防止回路５を設
け、予じめドライブ信号２Ｂまたは２Ｃに対して、スイ
ッチング素子Ｑ７またはＱ８がＯＮするタイミングを遅
らせ、一定期間両者のスイッチング素子Ｑ７．Ｑ８に対
してＯＦＦ指令を与えるようＫしていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところが、高周波ＰＷＭ制御の様に、１つのパルス巾が
短い場合、上記の上下短絡防止期間ｔとい５ＯＮ指令の
遅れ時間があると、半導体モジュールの出力信号２Ｄの
パルス巾が、ＰＷＭ制御回路出力信号２人のパルス巾と
異なり、ある特定高周波を取除く理論通りの出力波形が
得られないという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、上下短絡防止期間を最小限に抑え、ＰＷＭ
制御回路の出力信号に最も近いタイミングでスイッチン
グさせることができる半導体モジュールを得ることを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る半導体モジュールは、スイッチング素子
の通電電流の有無を検出する検出手段を設け、この検出
手段からの検出信号を用いて直列接続されたスイッチン
グ素子の上下短絡を防止するように構成したものである
。
〔作用〕
この発明における半導体モジュールは、スイッチング素
子の通電電流の有無を検出する検出手段からの検出信号
により該スイッチング素子の上下短絡が防止され、ＰＷ
Ｍ制御回路の出力信号に対しほとんど遅れのない同一の
スイッチング波形の出力信号を出力する。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を前記第４図と同一部分に同
一符号を付した第１図について説明する。
第１図において、２ａ、２ｂはＡＮＩ）回路、４は直列
に接続したスイッチング素子としてのトランジスタＱｌ
、Ｑ２と、この各トランジスタのエミッタ電流有無を検
出する検出手段としてのセンサＱ３．Ｑ４を有し、セン
サＱ３の出力をＡＮＤ回路２ｂの否定入力端子に、セン
サＱ４の出力をＡＮＤ回路２ａの否定入力端子にそれぞ
れ供給する構成である。
第２図は第１図に示す各ブロックの入出力信号を示すタ
イミングチャートであり、信号ＩＡはＰＷＭ制御回路出
力信号、信号ＩＢは正側のスイッチング素子Ｑ１にＯＮ
、ＯＦＦの指令を正側のドライブ回路３ａより与えるベ
ースドライブ信号、信号ＩＣは負側のスイッチング素子
Ｑ２にＯＮ。
ＯＦＦの指令を負側のドライブ回路３ｂより与えるベー
スドライブ信号、ＩＦはトランジスタモジュールの出力
信号である。
なお、第１図中、信号ＩＤはスイッチング素子Ｑ１のエ
ミッタ電流を検出して有無をロジック信号として出す検
出信号、信号ＩＥはスイッチング素子Ｑ２のエミッタ電
流を検出して有無をロジック信号として出す検出信号で
ある。この検出信号ＩＤ、ＩＢは出力の力率によってか
わるため、固定したタイミングでは図示できないので、
第２図のタイミングチャートでは省略する。
次に動作について説明する。従来と同様に、ＰＷＭ制御
回路１によりスイッチング素子であるトランジスタＱｌ
、Ｑ２のスイッチングタイミングが決定される。すなわ
ち、その出力信号ＩＡがＨでは、ドライブ信号ＩＢでト
ランジスタＱ１がＯＮ、Ｌではドライブ信号ＩＣでトラ
ンジスタＱ２がＯＮとなる指令を与える。このとき、上
記トランジスタＱｌ、Ｑ２のエミッタ電流の有無なセン
サＱ３．Ｑ４で検出し、有の時はそのセンサＱ３、Ｑ４
の検出信号ＩＤ、ＩＥがＨレベル、無の時はＬレベルに
なる。
いま、ＰＷＭ制御回路１の出力信号ＩＡがＬ→Ｈになっ
た時、トランジスタＱ２のエミッタ電流が有であれば、
検出信号ＩＥはＨとなり、アンド回路２ａの出力信号Ｉ
ＢはＬレベルとなるため、トランジスタＱ１はＯＮしな
い。
ところが、トランジスタＱ２のエミッタ電流が無くなっ
た瞬間、上記検出信号ＩＥはＬとなるため、アンド回路
２ａの出力信号はＨレベルとなり、トランジスタＱ１は
ドライブ回路３ａからのドライブ信号を受けてＯＮする
。
反対に゛、ＰＷＭ制御回路１の出力信号ＩＡがＨ→Ｌに
なった時、トランジスタＱ１のエミッタ電流が有であれ
ば、ドライブ回路３ｂからのドライブ信号ＩＣはり、と
なるため、トランジスタＱ２はＯＮｔ、ないが、エミッ
タ電流が無となった瞬間、上記ドライブ信号ＩＣがＨと
なり、トランジスタＱ２はＯＮする。
従って、一方のスイッチング素子がＯＮからＯＦＦとな
り、他方のスイッチング素子がＯＦＦからＯＮとなる時
、両スイッチング素子のＯＮ、。
ＯＦＦ時間に遅れを生ずることがない。
なお、上記実施例ではエミッタ電流の有無を検出して出
力しているが、第３図はトランジスタモジュール内に直
接ペースドライブ信号をバイパスさせる回路Ｑ５．Ｑ６
を設け、このバイパス回路を導通させてスイッチング素
子Ｑ　１　ｔ　Ｑ　２を強制的に０ＦＦＬ、外部でイン
ターロックを取らないようにした実施例である。
また、上記第１図、第３図の実施例ではトランジスタモ
ジュールについて説明したが、スイッチング素子として
はＧＴＯやＭＯ８ＦＥ’ｒ他の自己消己型素子であって
もよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明和よれば、スイッチング素子の
導通電流の有無を検出する検出回路を有し、この検出回
路の検出信号を用いて、半導体モジュール忙内蔵された
２つのスイッチング素子の相互短絡を防止するように構
成したので、回路が簡単になり、２つのトランジスタの
同時ＫＯＮするモードを確実に防げる。その結果、スイ
ッチング素子のスイッチングパルス幅は制御指令値疋近
い波形が得られ、上記スイッチング素子により構成され
たインバータ装置の特性がよくなり、信頼性が向上する
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例圧よるインバータ装置の一
相分における半導体モジュールとスイッチング指令を与
える回路を示すブロック図、第２図は第１図に示すブロ
ックの入出力信号を示すタイムチャート、第３図はこの
発明の他の実施例を示すブロック図、第４図は従来のイ
ンバータ装置の一相分における半導体モジュールとスイ
ッチング指令を与える回路を示すブロック図、第５図は
第４図に示すブロックの入出力信号を示すタイムチャー
トである。 Ｑｌ、Ｑ２はスイッチング素子（トランジスタ）、Ｑ３
．Ｑ４は検出手段（センサ）。 なお、図中、同一符号は同一、又は和尚部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 直列に接続した２個のスイッチング素子を有する半導体
    モジュールにおいて、上記各スイッチング素子の通電電
    流を検出する検出手段を設け、この検出手段の検出信号
    に基づいて、上記スイッチング素子の上下短絡を防止す
    るように構成したことを特徴とする半導体モジュール。
JP60118908A 1985-06-03 1985-06-03 半導体モジユ−ル Pending JPS61277223A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63316514A (ja) * 1987-06-18 1988-12-23 Fuji Electric Co Ltd トランジスタスイッチング装置のタ−ンオンロック回路
JP2002204581A (ja) * 2001-01-09 2002-07-19 Fuji Electric Co Ltd 電力用半導体モジュール

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4989127A (en) * 1989-05-09 1991-01-29 North American Philips Corporation Driver for high voltage half-bridge circuits
US4965710A (en) * 1989-11-16 1990-10-23 International Rectifier Corporation Insulated gate bipolar transistor power module
DE4016286A1 (de) * 1990-05-21 1991-11-28 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur impulsbreitenmodulation fuer einen umrichter
US5126651A (en) * 1991-07-26 1992-06-30 Motorola, Inc. Gate drive circuit for a synchronous rectifier
IT1251205B (it) * 1991-09-18 1995-05-04 St Microelectronics Srl Circuito a ponte ad h con protezione contro la conduzione incrociata durante l'inversione della corrente nel carico.
FR2693325B1 (fr) * 1992-07-03 1994-08-26 Montpellier Ii Universite Procédé de commande d'interrupteurs, notamment d'interrupteurs bidirectionnels, dispositifs de commande pour la mise en Óoeuvre de ce procédé et convertisseur ainsi commandés.
US5373435A (en) * 1993-05-07 1994-12-13 Philips Electronics North America Corporation High voltage integrated circuit driver for half-bridge circuit employing a bootstrap diode emulator
US5502632A (en) * 1993-05-07 1996-03-26 Philips Electronics North America Corporation High voltage integrated circuit driver for half-bridge circuit employing a bootstrap diode emulator
US5666280A (en) * 1993-05-07 1997-09-09 Philips Electronics North America Corporation High voltage integrated circuit driver for half-bridge circuit employing a jet to emulate a bootstrap diode
US6147545A (en) * 1994-03-08 2000-11-14 Texas Instruments Incorporated Bridge control circuit for eliminating shoot-through current
JP3459142B2 (ja) * 1995-08-09 2003-10-20 ソニー株式会社 駆動パルス出力制限回路
DE19604341C2 (de) * 1996-02-07 1998-07-02 Fraunhofer Ges Forschung Einrichtung zur Ansteuerung von Schaltelementen, insbesondere MOS-FETS in Brückenzweigpaaren
JP3161589B2 (ja) * 1996-10-17 2001-04-25 富士電機株式会社 電力変換器のゲート駆動回路
JP2001186771A (ja) * 1999-10-15 2001-07-06 Seiko Epson Corp チョッパ回路、チョッパ回路の制御方法、チョッパ式充電回路、電子機器及び計時装置
JP2002027737A (ja) * 2000-07-03 2002-01-25 Fujitsu Ltd Ｄｃ−ｄｃコンバータ、ｄｃ−ｄｃコンバータ用制御回路、監視回路、電子機器、およびｄｃ−ｄｃコンバータの監視方法
IT1318856B1 (it) * 2000-09-14 2003-09-10 St Microelectronics Srl Circuito di rilevamento del passaggio per lo zero della corrente.
JP2002330593A (ja) * 2001-05-07 2002-11-15 Toshiba Corp 電力変換装置
US6927988B2 (en) * 2002-05-28 2005-08-09 Ballard Power Systems Corporation Method and apparatus for measuring fault diagnostics on insulated gate bipolar transistor converter circuits
US6958921B1 (en) * 2004-10-20 2005-10-25 Niko Semiconductor Co., Ltd Push/pull-type control signal generating circuit and method thereof
US20080290841A1 (en) * 2007-05-23 2008-11-27 Richtek Technology Corporation Charging Circuit for Bootstrap Capacitor and Integrated Driver Circuit Using Same
JP4620151B2 (ja) * 2008-12-12 2011-01-26 東光株式会社 非接触電力伝送回路
JP5382702B2 (ja) * 2009-05-01 2014-01-08 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド ドライバ回路
US9166469B2 (en) 2012-08-29 2015-10-20 Eaton Corporation System for optimizing switching dead-time and method of making same
US10491096B2 (en) * 2017-08-22 2019-11-26 General Electric Company System and method for rapid current sensing and transistor timing control
US10535650B2 (en) 2018-02-02 2020-01-14 International Business Machines Corporation High switching frequency, low loss and small form factor fully integrated power stage

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5110976U (ja) * 1974-07-11 1976-01-27
JPS5881332A (ja) * 1981-11-11 1983-05-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 双方向スイツチ回路

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3663944A (en) * 1971-03-29 1972-05-16 Nasa Inverter oscillator with voltage feedback
JPS52107538A (en) * 1976-02-03 1977-09-09 Furuno Electric Co Inverter circuits
US4150424A (en) * 1978-04-04 1979-04-17 International Telephone And Telegraph Corporation Dynamic current balancing for power converters
US4311920A (en) * 1979-05-02 1982-01-19 Esb United States, Inc. Emergency power source
US4371824A (en) * 1979-07-05 1983-02-01 Eaton Corporation Base drive and overlap protection circuit
GB2108786B (en) * 1981-11-05 1985-12-11 Sanyo Electric Co Induction heating apparatus
US4453193A (en) * 1982-10-12 1984-06-05 General Electric Company Overcurrent protection for push-pull circuits
US4535399A (en) * 1983-06-03 1985-08-13 National Semiconductor Corporation Regulated switched power circuit with resonant load
US4626952A (en) * 1984-08-27 1986-12-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Protection apparatus for a transistor inverter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5110976U (ja) * 1974-07-11 1976-01-27
JPS5881332A (ja) * 1981-11-11 1983-05-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 双方向スイツチ回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63316514A (ja) * 1987-06-18 1988-12-23 Fuji Electric Co Ltd トランジスタスイッチング装置のタ−ンオンロック回路
JP2002204581A (ja) * 2001-01-09 2002-07-19 Fuji Electric Co Ltd 電力用半導体モジュール

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Publication number Publication date
US4796145A (en) 1989-01-03

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