Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP2004088192A - Drive circuit for voltage driven device - Google Patents

Drive circuit for voltage driven device Download PDF

Info

Publication number
JP2004088192A
JP2004088192A JP2002242989A JP2002242989A JP2004088192A JP 2004088192 A JP2004088192 A JP 2004088192A JP 2002242989 A JP2002242989 A JP 2002242989A JP 2002242989 A JP2002242989 A JP 2002242989A JP 2004088192 A JP2004088192 A JP 2004088192A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turn
time
voltage
capacitor
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002242989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Sato
佐藤 義則
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2002242989A priority Critical patent/JP2004088192A/en
Publication of JP2004088192A publication Critical patent/JP2004088192A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Power Conversion In General (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain the switching loss or the surge voltage of a drive circuit for voltage-driven elements from increasing due to the variation of its threshold voltage. <P>SOLUTION: The drive circuit for voltage-driven elements comprises a turn-on time measuring means 11 and a turn-off time adjusting means 12. The latter means 12 corrects the gate discharge rate of the voltage-driven element IGBT (Q1) at turning off to correct the turn-off time so that the gate discharge rate at turning off decreases with the increase of the turn-on time and vice versa, and the former means 11 measures the turn-on time based on a voltage across a capacitor C1 for charging it during turning on. It comprises a PNP transistor (Q3) an emitter terminal and a collector terminal of which are connected to the gate of the IGBT (Q1) and the ground, respectively. The capacitor C1 is connected to the base of the PNP transistor (Q3). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電圧駆動素子の駆動回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の電圧駆動素子の駆動回路については、例えば、トランジスタ技術SPECIAL No.54「特集:実践パワー・エレクトロニクス入門」56頁、CQ出版社、1996年に記載されている。
【0003】
この文献にも記載されているように、電圧駆動素子(スイッチング素子)の一つであるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ)や、パワーMOSといったパワーデバイスを用いて電流をスイッチングさせる場合、スイッチング損失とサージ電圧とはトレードオフの関係にある。
【0004】
サージ電圧は、主回路インダクタンスLと電流遮断時の電流変化率di/dtによって発生する電圧で、Vs=L×di/dtで表される。
【0005】
パワーデバイスを破壊させないためには、電源電圧+サージ電圧をパワーデバイスの耐圧以下に抑えなくてはならない。
【0006】
一方、サージ電圧を抑制するために、電流遮断時の電流変化率di/dtを小さくする、すなわち、スイッチング速度(ターンオフ速度)を遅くすると、スイッチング損失が増大する。
【0007】
PWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)駆動のように、連続的に電流をスイッチングさせる場合、スイッチング損失の増大は温度上昇を招き、パワーデバイスを破壊する可能性があるため、システムの放熱性を考慮してスイッチング損失を許容範囲内に抑えなくてはならない。
【0008】
IGBTやパワーMOSのように、ゲートヘの電圧印加の有無で電流をオン/オフさせる電圧駆動素子の場合、ゲートに接続するゲート抵抗の大きさを調整することにより、スイッチング速度を調整し、サージ電圧とスイッチング損失を共に許容範囲内に収める手法をとることが多い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の手法では、IGBTやパワーMOSのバラツキや温度特性によりしきい値電圧が変動すると、スイッチング速度も変動してしまう。スイッチング速度(ターンオフ速度)が遅くなった場合にはスイッチング損失が過大となり、発熱によりスイッチング素子が破壊してしまう可能性がある。逆にスイッチング速度(ターンオフ速度)が速くなると、過大なサージ電圧が発生し、スイッチング素子が破壊する可能性がある。すなわち、しきい値電圧の変動によって、ターンオフ速度が遅くなると、スイッチング損失が増大し、ターンオフ速度が速くなると、サージ電圧が大きくなる。
【0010】
本発明の目的は、しきい値電圧の変動によるスイッチング損失やサージ電圧の増大を抑制することができる電圧駆動素子の駆動回路を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の電圧駆動素子の駆動回路は、電圧駆動素子をオンおよびオフ駆動する駆動回路において、電圧駆動素子がオフからオンへ駆動するための所要時間であるターンオン時間を計測するターンオン時間計測手段と、ターンオン時間計測手段によって計測されたターンオン時間に基づいて、電圧駆動素子がオンからオフへ駆動するための所要時間であるターンオフ時間を補正するターンオフ時間補正手段とを備えたことを特徴とする。
【0012】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、しきい値電圧の変動によるスイッチング損失やサージ電圧の増大を抑制できる電圧駆動素子の駆動回路を提供することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【0014】
図1は、電圧駆動素子の一つであるIGBTを用いて負荷を駆動する際の駆動回路の一例を示す回路図である。
【0015】
負荷L1は、電圧駆動素子としてのIGBT(Q1)によって駆動されるように構成されており、IGBT(Q1)のゲートは、NPNトランジスタQ2が抵抗R1を介して電源電圧Vccを印加できるように構成され、PNPトランジスタQ3が抵抗R2を介して接地できるように構成されている。NPNトランジスタQ2のべースは入力信号Vinに接続され、PNPトランジスタQ3のべースは抵抗R3を介して入力信号Vinに接続され、それぞれ入力信号Vinによってオン/オフできる。入力信号Vinがあるときは、NPNトランジスタQ2がオン、PNPトランジスタQ3がオフで、逆に、入力信号Vinがないときは、NPNトランジスタQ2がオフ、PNPトランジスタQ3がオンである。
【0016】
また、定電流源13の出力がダイオードD1を介してIGBT(Q1)のコレクタに、ダイオードD2を介してコンデンサC1に接続されており、定電流源13、ダイオードD1、ダイオードD2、コンデンサC1により、ターンオンにかかる時間(ターンオン時間と称す)を計測するターンオン時間計測手段11を構成している。
【0017】
さらに、ダイオードD2とコンデンサC1の接続点はダイオードD3を介してPNPトランジスタ(Q3)のべースに接続され、ダイオードD3、抵抗R3、コンデンサC1により、ターンオフにかかる時間(ターンオフ時間と称す)を調整する(補正する)ターンオフ時間調整手段12を構成している。コンデンサC1は、ターンオン時間計測手段11の構成要素と、ターンオフ時間調整手段12の構成要素とを兼ねている。
【0018】
図2に、入力信号Vinの変化により、IGBT(Q1)をターンオンさせた後に、ターンオフさせたときの各部の波形を示す。Vinは入力信号、Vc1は、コンデンサC1の電圧、Ig(off)はIGBT(Q1)のターンオフ開始時のゲートからの放電電流、VceはIGBT(Q1)のコレクタ−エミッタ間電圧、Icはコレクタ電流である。
【0019】
入力信号VinのLからHへの変化により、IGBT(Q1)はターンオン動作に入る(時刻t1)。
【0020】
入力信号VinのLからHへの変化により、PNPトランジスタ(Q3)がオフになり、それにより定電流源13からコンデンサC1への電流供給が開始される。これにより、コンデンサC1に定電流源13からダイオードD2を介して電荷が充電されるため、コンデンサC1に生じる電圧は時間と共に上昇する。
【0021】
IGBT(Q1)のターンオンが完了し、コレクタ−エミッタ間電圧Vceが0V付近になると、定電流源13からの電流はコンデンサC1へ流れ込まずに、ダイオードD1を介してIGBT(Q1)のコレクタに流れ込むため、コンデンサC1の電圧Vc1の上昇は停止する(時刻t2)。
【0022】
すなわち、ターンオン時間が長いほど、コンデンサC1に生じる電圧は高くなる。
【0023】
次に、入力信号VinがHからLへ変化すると、IGBT(Q1)はターンオフ動作に入る(時刻t3)。
【0024】
このとき、ダイオードD3に生じる電圧をVfとすると、IGBT(Q1)のターンオフ開始時のゲートからの放電電流Ig(off)のピーク値Ipは、
Ip=[Vge−{Vc1−Vf+Vbe2}]/R2
≒{Vge−Vc1}/R2
で表すことができる。なお、Vc1はコンデンサC1の電圧、VgeはIGBT(Q1)のゲート−エミッタ間電圧、Vbe2はNPNトランジスタQ2のベース−エミッタ間電圧である。
【0025】
すなわち、コンデンサC1の電圧Vc1が大きいほど(図2の21)、PNPトランジスタ(Q3)のべース電圧が高くなり、ゲートからの放電電流Ig(off)のピーク値Ipが小さくなり(図2の23)、ターンオフの速度が遅くなる。逆に、コンデンサC1の電圧Vc1が小さいほど(図2の22)、PNPトランジスタ(Q3)のべース電圧が低くなり、ゲートからの放電電流Ig(off)のピーク値Ipが大きくなり(図2の24)、ターンオフの速度が速くなる。
【0026】
ここで、IGBTのバラツキや特性変動による、ターンオン時間とターンオフ時間の関係に着目すると、以下の通りとなる。
【0027】
IGBTのしきい値電圧が上昇すると、オンしにくくオフしやすい特性となるため、ターンオンは遅く、ターンオフは速くなる。この場合、ターンオフ時のサージ電圧が問題となる。
【0028】
逆にしきい値電圧が低下すると、オンしやすくオフしにくい特性となるため、ターンオンは速く、ターンオフは遅くなる。この場合、ターンオンのスイッチング損失は小さくなり、ターンオフのスイッチング損失は大きくなるが、サージ電圧抑制のためにターンオフ速度をもともと緩やかにしている場合は、ターンオフのスイッチング損失が支配的であるため、合計の損失は大きくなり、発熱が問題となる。
【0029】
本実施の形態においては、IGBTのしきい値電圧変動により、ターンオンが遅くなった場合、コンデンサC1に生じる電圧は高くなるため、ターンオフ時のゲートからの放電電流が小さくなり、ターンオフが速くなるのを抑えるように機能する。また、ターンオンが速くなった場合、コンデンサC1に生じる電圧は低くなるため、ターンオフ時のIGBT(Q1)のゲートからの放電電流が大きくなり、ターンオフが遅くなるのを抑えるように機能する。
【0030】
すなわち、ターンオン時間計測手段11でIGBTの特性変動を検出し、ターンオフ時間調整手段12によってターンオフ時のスイッチング速度を可変とすることで、ターンオフ時のスイッチング特性の変動を抑制している。
【0031】
以上のように、本実施の形態の電圧駆動素子の駆動回路は、ターンオン時間を計測するターンオン時間計測手段11と、ターンオン時間計測手段11によって計測されたターンオン時間に基づいて、ターンオフ時間を補正するターンオフ時間補正手段、つまり、ターンオフ時間調整手段12とを備えたことを特徴とする。電圧駆動素子はターンオン時間が短い場合にはターンオフ速度が遅くなり、ターンオン時間が長い場合にはターンオフ速度が速くなるため、ターンオン時間に基づいてターンオフ時間を補正することによって、ターンオフ時間を適切に補正することができる。
【0032】
また、ターンオフ時間調整手段12は、電圧駆動素子であるIGBT(Q1)のターンオフ時のゲート放電速度を補正することによって、ターンオフ時間を補正することを特徴とする。このように、ターンオフ時のゲート放電速度の補正により、ターンオン時間に基づいてターンオフ時間を補正することによって、ターンオフ時間を適切に補正することができる。
【0033】
また、ターンオン時間計測手段11によって計測されたターンオン時間が長いほどターンオフ時のゲート放電速度が遅くなるように、ターンオン時間が短いほどターンオフ時のゲート放電速度が速くなるように、ターンオフ時のゲート放電速度を補正することを特徴とする。ターンオン時間が長い場合はターンオフ時間が短く、サージ電圧が大きくなり、ターンオン時間が短い場合はターンオフ時間が長く、スイッチング損失が大きくなるが、ターンオン時間が長くなるほどゲート放電速度が遅くなるように、ターンオン時間が短くなるほどゲート放電速度が速くなるようにゲート放電速度を補正することによってサージ電圧およびスイッチング損失を抑制することができる。
【0034】
また、ターンオン時間計測手段11は、ターンオン中に電荷を充電するコンデンサC1を備え、ターンオン時間は、コンデンサC1の電圧Vc1に基づいて計測することを特徴とする。これにより、ターンオン時間計測手段11を安価に構成することができる。
【0035】
また、電圧駆動素子であるIGBT(Q1)のゲートにエミッタ端子が接続されると共に、コレクタ端子がアースに接続されたPNPトランジスタ(Q3)を備え、コンデンサC1が、PNPトランジスタ(Q3)のべースに接続されていることを特徴とする。これにより、電圧駆動素子のターンオフ時間を安価な構成で制御することができる。
【0036】
以上本発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【0037】
例えば、本実施の形態で用いている定電流源13を抵抗に置き換えてもよい。この場合には、コンデンサC1の電圧Vc1の上昇は、この抵抗の抵抗値とコンデンサC1の容量値で定まる充電カーブをえがく。
【0038】
また、本実施の形態においては、コンデンサC1によってターンオフ時間を制御したが、例えばターンオン時間を計測してターンオフ時間を制御する制御装置によってターンオフ時間をソフト的に制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】電圧駆動素子の一つであるIGBTを用いて負荷を駆動する際の本発明の実施の形態の電圧駆動素子の駆動回路の一例を示す回路図である。
【図2】本発明の実施の形態において、入力信号Vinの変化により、IGBT(Q1)をターンオンさせた後に、ターンオフさせたときの各部の波形を示す図である。
【符号の説明】
11…ターンオン時間計測手段
12…ターンオフ時間調整手段
13…定電流源
VB…バッテリ電圧(電源電圧)
L1…負荷
Vin…入力信号
Vcc…電源電圧
Q1…IGBT(NPNトランジスタ)
Q2…NPNトランジスタ
Q3…PNPトランジスタ
R1、R2、R3…抵抗
D1、D2、D3、D4…ダイオード
C1…コンデンサ
Vce…コレクタ−エミッタ間電圧
Vge…ゲート−エミッタ間電圧
Vc1…コンデンサC1の電圧
Ig(off)…ゲート放電電流
Ic…コレクタ電流
t1、t2、t3…時刻
Ip…ゲート放電電流のピーク値
21、22…コンデンサC1の電圧
23、24…ゲート放電電流のピーク値
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving circuit for a voltage driving element.
[0002]
[Prior art]
Regarding the driving circuit of the conventional voltage driving element, for example, the transistor technology SPECIAL No. 54 "Special Feature: Introduction to Practical Power Electronics", page 56, CQ Publishing Company, 1996.
[0003]
As described in this document, current is switched using a power device such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), which is one of voltage driving elements (switching elements), or a power MOS. In this case, the switching loss and the surge voltage have a trade-off relationship.
[0004]
The surge voltage is a voltage generated by the main circuit inductance L and a current change rate di / dt at the time of current interruption, and is represented by Vs = L × di / dt.
[0005]
In order to prevent the power device from being destroyed, the power supply voltage + the surge voltage must be suppressed to a level lower than the withstand voltage of the power device.
[0006]
On the other hand, if the current change rate di / dt at the time of current interruption is reduced to suppress the surge voltage, that is, if the switching speed (turn-off speed) is reduced, the switching loss increases.
[0007]
When the current is continuously switched as in PWM (Pulse Width Modulation: pulse width modulation) driving, an increase in switching loss causes a rise in temperature, which may destroy a power device. The switching loss must be kept within an allowable range in consideration of the above.
[0008]
In the case of a voltage driving element such as an IGBT or a power MOS, which turns on / off a current depending on whether or not a voltage is applied to a gate, the switching speed is adjusted by adjusting the size of a gate resistor connected to the gate, and the surge voltage is adjusted. In many cases, a technique for keeping both the switching loss and the switching loss within an allowable range is adopted.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional method, if the threshold voltage fluctuates due to variations in IGBT or power MOS or temperature characteristics, the switching speed also fluctuates. When the switching speed (turn-off speed) is reduced, the switching loss becomes excessive, and there is a possibility that the switching element is destroyed by heat generation. Conversely, when the switching speed (turn-off speed) increases, an excessive surge voltage is generated, and the switching element may be broken. That is, when the turn-off speed is reduced due to the fluctuation of the threshold voltage, the switching loss increases, and when the turn-off speed is increased, the surge voltage increases.
[0010]
It is an object of the present invention to provide a drive circuit for a voltage drive element that can suppress an increase in switching loss and surge voltage due to a change in threshold voltage.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problem, a drive circuit for a voltage drive element according to the present invention includes a drive circuit for driving a voltage drive element on and off, wherein a turn-on time that is a time required for the voltage drive element to drive from off to on is reduced. Turn-on time measuring means for measuring, and turn-off time correcting means for correcting the turn-off time, which is the time required for the voltage drive element to drive from on to off, based on the turn-on time measured by the turn-on time measuring means. It is characterized by having.
[0012]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a drive circuit of a voltage drive element that can suppress an increase in switching loss and surge voltage due to a change in threshold voltage.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings described below, those having the same functions are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.
[0014]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an example of a drive circuit when driving a load using an IGBT that is one of voltage drive elements.
[0015]
The load L1 is configured to be driven by an IGBT (Q1) as a voltage driving element, and the gate of the IGBT (Q1) is configured such that the NPN transistor Q2 can apply the power supply voltage Vcc via the resistor R1. The PNP transistor Q3 is configured to be grounded via the resistor R2. The base of the NPN transistor Q2 is connected to the input signal Vin, and the base of the PNP transistor Q3 is connected to the input signal Vin via the resistor R3, and can be turned on / off by the input signal Vin. When there is an input signal Vin, the NPN transistor Q2 is on and the PNP transistor Q3 is off. Conversely, when there is no input signal Vin, the NPN transistor Q2 is off and the PNP transistor Q3 is on.
[0016]
Further, the output of the constant current source 13 is connected to the collector of the IGBT (Q1) via the diode D1 and to the capacitor C1 via the diode D2, and the constant current source 13, the diode D1, the diode D2 and the capacitor C1 The turn-on time measuring means 11 for measuring the time required for turn-on (referred to as turn-on time) is configured.
[0017]
Further, the connection point between the diode D2 and the capacitor C1 is connected to the base of the PNP transistor (Q3) via the diode D3, and the time required for turning off (referred to as turn-off time) by the diode D3, the resistor R3, and the capacitor C1. The adjusting (correcting) turn-off time adjusting means 12 is configured. The capacitor C1 serves as a component of the turn-on time measuring means 11 and a component of the turn-off time adjusting means 12.
[0018]
FIG. 2 shows waveforms of the respective parts when the IGBT (Q1) is turned on and then turned off in response to a change in the input signal Vin. Vin is an input signal, Vc1 is the voltage of the capacitor C1, Ig (off) is the discharge current from the gate at the start of turn-off of the IGBT (Q1), Vce is the collector-emitter voltage of the IGBT (Q1), and Ic is the collector current. It is.
[0019]
The IGBT (Q1) enters a turn-on operation due to the change of the input signal Vin from L to H (time t1).
[0020]
The change of the input signal Vin from L to H turns off the PNP transistor (Q3), thereby starting the current supply from the constant current source 13 to the capacitor C1. As a result, the capacitor C1 is charged with electric charge from the constant current source 13 via the diode D2, so that the voltage generated in the capacitor C1 increases with time.
[0021]
When the turn-on of the IGBT (Q1) is completed and the collector-emitter voltage Vce becomes close to 0 V, the current from the constant current source 13 does not flow to the capacitor C1, but flows to the collector of the IGBT (Q1) via the diode D1. Therefore, the rise of the voltage Vc1 of the capacitor C1 stops (time t2).
[0022]
That is, the longer the turn-on time, the higher the voltage generated in the capacitor C1.
[0023]
Next, when the input signal Vin changes from H to L, the IGBT (Q1) enters a turn-off operation (time t3).
[0024]
At this time, assuming that the voltage generated in the diode D3 is Vf, the peak value Ip of the discharge current Ig (off) from the gate at the start of turn-off of the IGBT (Q1) is:
Ip = [Vge- {Vc1-Vf + Vbe2}] / R2
{Vge-Vc1} / R2
Can be represented by Vc1 is the voltage of the capacitor C1, Vge is the gate-emitter voltage of the IGBT (Q1), and Vbe2 is the base-emitter voltage of the NPN transistor Q2.
[0025]
That is, as the voltage Vc1 of the capacitor C1 increases (21 in FIG. 2), the base voltage of the PNP transistor (Q3) increases, and the peak value Ip of the discharge current Ig (off) from the gate decreases (FIG. 2). 23), the turn-off speed is reduced. Conversely, as the voltage Vc1 of the capacitor C1 decreases (22 in FIG. 2), the base voltage of the PNP transistor (Q3) decreases, and the peak value Ip of the discharge current Ig (off) from the gate increases (see FIG. 2). 2-24), the turn-off speed increases.
[0026]
Here, focusing on the relationship between the turn-on time and the turn-off time due to IGBT variations and characteristic fluctuations, the following is obtained.
[0027]
When the threshold voltage of the IGBT rises, it becomes difficult to turn on and tends to turn off, so that turn-on is slow and turn-off is fast. In this case, the surge voltage at the time of turn-off becomes a problem.
[0028]
Conversely, when the threshold voltage decreases, the characteristics are easily turned on and hard to be turned off, so that turn-on is fast and turn-off is slow. In this case, the turn-on switching loss is small and the turn-off switching loss is large.However, if the turn-off speed is originally moderate to suppress the surge voltage, the turn-off switching loss is dominant, so the total Losses are large and heat is a problem.
[0029]
In the present embodiment, when the turn-on is delayed due to the threshold voltage fluctuation of the IGBT, the voltage generated in the capacitor C1 increases, so that the discharge current from the gate at the time of turn-off decreases and the turn-off increases. It works to suppress. In addition, when the turn-on speed is increased, the voltage generated in the capacitor C1 decreases, so that the discharge current from the gate of the IGBT (Q1) at the time of turn-off increases, thereby suppressing the delay of the turn-off.
[0030]
That is, the IGBT characteristic fluctuation is detected by the turn-on time measuring means 11, and the switching speed at the time of turn-off is made variable by the turn-off time adjusting means 12, thereby suppressing the fluctuation of the switching characteristic at the time of turn-off.
[0031]
As described above, the drive circuit of the voltage drive element according to the present embodiment corrects the turn-off time based on the turn-on time measuring means 11 for measuring the turn-on time and the turn-on time measured by the turn-on time measuring means 11. It is characterized by comprising a turn-off time correcting means, that is, a turn-off time adjusting means 12. The voltage drive element has a slow turn-off speed when the turn-on time is short, and a high turn-off speed when the turn-on time is long. Therefore, the turn-off time is appropriately corrected by correcting the turn-off time based on the turn-on time. can do.
[0032]
Further, the turn-off time adjusting means 12 corrects the turn-off time by correcting the gate discharge speed at the time of turn-off of the IGBT (Q1) which is a voltage driving element. As described above, the turn-off time can be appropriately corrected by correcting the turn-off time based on the turn-on time by correcting the gate discharge speed at the time of turn-off.
[0033]
In addition, the gate discharge speed at the time of turn-off is set such that the longer the turn-on time measured by the turn-on time measuring means 11, the lower the gate discharge speed at the time of turn-off, and the shorter the turn-on time, the faster the gate discharge speed at the time of turn-off. The speed is corrected. If the turn-on time is long, the turn-off time is short and the surge voltage is large.If the turn-on time is short, the turn-off time is long and the switching loss is large, but the longer the turn-on time is, the slower the gate discharge speed is. The surge voltage and the switching loss can be suppressed by correcting the gate discharge speed such that the gate discharge speed increases as the time becomes shorter.
[0034]
Further, the turn-on time measuring means 11 includes a capacitor C1 for charging electric charge during turn-on, and the turn-on time is measured based on the voltage Vc1 of the capacitor C1. Thereby, the turn-on time measuring means 11 can be configured at low cost.
[0035]
An IGBT (Q1), which is a voltage driving element, includes a PNP transistor (Q3) having an emitter terminal connected to the gate and a collector terminal connected to the ground, and a capacitor C1 serving as a base of the PNP transistor (Q3). Connected to a computer. Thereby, the turn-off time of the voltage driving element can be controlled with an inexpensive configuration.
[0036]
Although the present invention has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[0037]
For example, the constant current source 13 used in the present embodiment may be replaced with a resistor. In this case, the rise of the voltage Vc1 of the capacitor C1 leads to a charging curve determined by the resistance value of the resistor and the capacitance value of the capacitor C1.
[0038]
In the present embodiment, the turn-off time is controlled by the capacitor C1, but the turn-off time may be controlled in a software manner by, for example, a control device that measures the turn-on time and controls the turn-off time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram illustrating an example of a drive circuit of a voltage driving element according to an embodiment of the present invention when driving a load using an IGBT that is one of voltage driving elements.
FIG. 2 is a diagram showing waveforms of various parts when an IGBT (Q1) is turned on and then turned off in response to a change in an input signal Vin in the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 Turn-on time measuring means 12 Turn-off time adjusting means 13 Constant current source VB Battery voltage (power supply voltage)
L1 Load Vin Input signal Vcc Power supply voltage Q1 IGBT (NPN transistor)
Q2: NPN transistor Q3: PNP transistors R1, R2, R3: Resistors D1, D2, D3, D4: Diode C1: Capacitor Vce: Collector-emitter voltage Vge: Gate-emitter voltage Vc1: Voltage Ig of capacitor C1 (off ) Gate discharge current Ic collector current t1, t2, t3 time Ip gate discharge current peak value 21, 22 voltage capacitor C1, voltage 23, 24 gate discharge current peak value

Claims (5)

電圧駆動素子をオンおよびオフ駆動する駆動回路において、
前記電圧駆動素子がオフからオンへ駆動するための所要時間であるターンオン時間を計測するターンオン時間計測手段と、
前記ターンオン時間計測手段によって計測された前記ターンオン時間に基づいて、前記電圧駆動素子がオンからオフへ駆動するための所要時間であるターンオフ時間を補正するターンオフ時間補正手段と
を備えたことを特徴とする電圧駆動素子の駆動回路。
In a drive circuit for driving a voltage drive element on and off,
Turn-on time measuring means for measuring a turn-on time, which is a time required for the voltage drive element to drive from off to on,
Turn-off time correction means for correcting a turn-off time, which is a time required for the voltage drive element to drive from on to off, based on the turn-on time measured by the turn-on time measurement means, Driving circuit for the voltage driving element.
前記ターンオフ時間補正手段は、前記電圧駆動素子のターンオフ時のゲート放電速度を補正することによって、前記ターンオフ時間を補正することを特徴とする請求項1記載の電圧駆動素子の駆動回路。2. The driving circuit according to claim 1, wherein the turn-off time correction unit corrects the turn-off time by correcting a gate discharge speed when the voltage drive element is turned off. 前記ターンオン時間計測手段によって計測された前記ターンオン時間が長いほど前記ターンオフ時の前記ゲート放電速度が遅くなるように、
前記ターンオン時間が短いほど前記ターンオフ時の前記ゲート放電速度が速くなるように、
ターンオフ時の前記ゲート放電速度を補正することを特徴とする請求項2記載の電圧駆動素子の駆動回路。
As the turn-on time measured by the turn-on time measuring means is longer, the gate discharge speed at the time of the turn-off becomes slower,
As the turn-on time is shorter, the gate discharge speed at the time of the turn-off is higher,
3. The driving circuit according to claim 2, wherein the gate discharge speed at the time of turn-off is corrected.
前記ターンオン時間計測手段は、ターンオン中に電荷を充電するコンデンサを備え、
前記ターンオン時間は、前記コンデンサの電圧に基づいて計測することを特徴とする請求項1または2記載の電圧駆動素子の駆動回路。
The turn-on time measuring means includes a capacitor that charges a charge during turn-on,
3. The driving circuit according to claim 1, wherein the turn-on time is measured based on a voltage of the capacitor.
前記電圧駆動素子のゲートにエミッタ端子が接続されると共に、
コレクタ端子がアースに接続されたPNPトランジスタを備え、
前記コンデンサが、前記PNPトランジスタのべースに接続されていることを特徴とする請求項4記載の電圧駆動素子の駆動回路。
An emitter terminal is connected to the gate of the voltage driving element,
A PNP transistor having a collector terminal connected to the ground,
5. The driving circuit according to claim 4, wherein the capacitor is connected to a base of the PNP transistor.
JP2002242989A 2002-08-23 2002-08-23 Drive circuit for voltage driven device Pending JP2004088192A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002242989A JP2004088192A (en) 2002-08-23 2002-08-23 Drive circuit for voltage driven device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002242989A JP2004088192A (en) 2002-08-23 2002-08-23 Drive circuit for voltage driven device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004088192A true JP2004088192A (en) 2004-03-18

Family

ID=32051866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002242989A Pending JP2004088192A (en) 2002-08-23 2002-08-23 Drive circuit for voltage driven device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004088192A (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006191774A (en) * 2005-01-07 2006-07-20 Toyota Motor Corp Power control circuit and vehicle
KR100627126B1 (en) 2004-03-19 2006-09-25 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Drive circuit for voltage driven type semiconductor element
JP2007142788A (en) * 2005-11-18 2007-06-07 Nissan Motor Co Ltd Voltage-driven switching circuit
CN107800279A (en) * 2016-09-07 2018-03-13 德克萨斯仪器股份有限公司 Method and apparatus for the low current control of power connection
CN110739850A (en) * 2019-09-24 2020-01-31 浙江日风电气股份有限公司 PNP BJT combined capacitor charge-discharge type wide working voltage range controller
CN112134442A (en) * 2019-06-24 2020-12-25 富士电机株式会社 Grid driving device and power conversion device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100627126B1 (en) 2004-03-19 2006-09-25 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 Drive circuit for voltage driven type semiconductor element
JP2006191774A (en) * 2005-01-07 2006-07-20 Toyota Motor Corp Power control circuit and vehicle
JP2007142788A (en) * 2005-11-18 2007-06-07 Nissan Motor Co Ltd Voltage-driven switching circuit
CN107800279A (en) * 2016-09-07 2018-03-13 德克萨斯仪器股份有限公司 Method and apparatus for the low current control of power connection
CN107800279B (en) * 2016-09-07 2020-12-25 德克萨斯仪器股份有限公司 Method and apparatus for low current control of power connections
CN112134442A (en) * 2019-06-24 2020-12-25 富士电机株式会社 Grid driving device and power conversion device
JP2021002975A (en) * 2019-06-24 2021-01-07 富士電機株式会社 Gate driving device and power conversion device
JP7251351B2 (en) 2019-06-24 2023-04-04 富士電機株式会社 Gate drive and power converter
CN110739850A (en) * 2019-09-24 2020-01-31 浙江日风电气股份有限公司 PNP BJT combined capacitor charge-discharge type wide working voltage range controller
CN110739850B (en) * 2019-09-24 2021-05-18 浙江日风电气股份有限公司 PNP type BJT combined capacitor charge-discharge type wide working voltage range controller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1968017B (en) Device and method for driving voltage driven type switching element
US8610485B2 (en) Gate drive circuit
US9257830B2 (en) Semiconductor device
US7737737B2 (en) Drive circuit for voltage driven electronic element
JP7087373B2 (en) Current detection circuit and current detection method for semiconductor devices
JP4915158B2 (en) Driving device for switching element for electric power
JP4904993B2 (en) Drive circuit for voltage-driven element
US8810293B2 (en) Pulsed gate driver
US9590619B2 (en) Gate drive circuit with a voltage stabilizer and a method
JP2005269446A (en) Drive circuit for voltage-driven semiconductor device
JP2007221473A (en) Drive circuit for switching circuit, and switching circuit
JP2007208831A (en) Driving circuit device for insulated gate transistor
JP3997905B2 (en) Voltage drive element drive circuit
JP2020127267A (en) Over-current protection circuit and switching circuit
JP2008067593A (en) Gate drive circuit for insulated gate semiconductor switching elements
JP4952112B2 (en) Drive circuit for voltage-driven element
JP5003596B2 (en) Power element drive circuit
JPH07106934A (en) Turnoff circuit device at time of overcurrent of semiconductor device
JP2004088192A (en) Drive circuit for voltage driven device
JP4779549B2 (en) A gate driving circuit of a voltage driven semiconductor element.
JP6299416B2 (en) Drive circuit system
JP2004072635A (en) Gate drive circuit of semiconductor device
JP4192650B2 (en) Power switching element drive circuit
JP2621498B2 (en) Gate drive circuit
JP2018078533A (en) Power module