JP2006166142A - Overcurrent protection circuit and inverter provided with the same - Google Patents
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Abstract
【課題】過電流保護回路において、負荷のインダクタンス及び寄生容量による発振を抑制する。
【解決手段】MOSFET50のドレイン端子に負荷54が接続され、ゲート端子に駆動信号が供給される。MOSFET50のソース端子とゲート端子間にトランジスタ62を含むフォードバック回路を接続してドレイン電流を制限する。MOSFET50のドレイン端子とゲート端子間に、互いに直列接続された抵抗R72及びキャパシタC74を接続し、出力電圧の発振を抑制する。
【選択図】図1
In an overcurrent protection circuit, oscillation due to load inductance and parasitic capacitance is suppressed.
A load is connected to a drain terminal of a MOSFET and a drive signal is supplied to a gate terminal. A Fordback circuit including a transistor 62 is connected between the source terminal and the gate terminal of the MOSFET 50 to limit the drain current. Between the drain terminal and the gate terminal of the MOSFET 50, a resistor R72 and a capacitor C74 connected in series are connected to suppress oscillation of the output voltage.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は過電流保護回路及びインバータに関し、特に過電流保護回路の共振抑制に関する。 The present invention relates to an overcurrent protection circuit and an inverter, and more particularly to resonance suppression of the overcurrent protection circuit.
従来より、自動車等の点火回路に用いる半導体スイッチング素子に電流制限回路を設けた場合に、負荷のインダクタンスと寄生容量による共振回路により出力電圧が振動し易い問題を解消すべく、半導体スイッチング素子の出力端子と入力端子との間に定電流回路、抵抗、MOSFETを接続する構成が提案されている。 Conventionally, when a current limiting circuit is provided in a semiconductor switching element used in an ignition circuit of an automobile or the like, the output of the semiconductor switching element is solved in order to eliminate the problem that the output voltage is likely to oscillate due to the resonance circuit due to the inductance and parasitic capacitance of the load. A configuration in which a constant current circuit, a resistor, and a MOSFET are connected between a terminal and an input terminal has been proposed.
図8は、下記の特許文献1に開示された制御回路内蔵絶縁ゲート半導体装置を示す。パワーMOSFET11及び制御回路91が設けられる。外部ソース端子1とパワーMOSFET11のソース端子と制御回路91のグランド端子4とMOSFET21のソース端子が互いに結合され、外部ドレイン端子2とパワーMOSFET11のドレイン端子とエンハンスメント型の縦型MOSFET12のドレイン端子とエンハンスメント型の縦型MOSFET13のドレイン端子が結合される。外部ゲート端子3とエンハンスメント型の縦型MOSFET12のゲート端子とエンハンス型の縦型MOSFET13のゲート端子が結合され、外部ゲート端子3とパワーMOSFET11のゲート端子6との間には抵抗41が接続される。抵抗41とパワーMOSFET11のゲート端子6との間にMOSFET21のドレイン端子とエンハンスメント型の縦型MOSFET12のソース端子が結合される。制御回路91の出力端子7とMOSFET21のゲート端子が結合される。エンハンスメント型の縦型MOSFET13のソース端子と制御回路91の電源端子5が結合される。制御回路91は外部ドレイン端子2と外部ソース端子1の間に流れるドレイン電流を基準電流値以下に制限して制御する差動型比較回路である。縦型MOSFET13からの電流を制限する抵抗46と制御回路91内の動作電圧の上限値を制限するダイオード37とキャパシタ51が設けられる。縦型MOSFET14のソース端子と外部ソース端子1との間に抵抗42が設けられる。縦型MOSFET14のゲート端子と外部ゲート端子3が抵抗41を介して結合され、縦型MOSFET14のドレイン端子と外部ドレイン端子2が結合される。パワーMOSFET11のドレイン電流が増加すると抵抗42の端子間電圧、すなわち、制御回路91の入力端子8の電圧が増加し、MOSFET22がオフ状態、MOSFET21がオン状態となって、パワーMOSFET11のドレイン電流が基準値以内に制限される。また、パワーMOSFET11のゲート端子6の制御に外部ドレイン2に接続されるMOSFET12を用いるため、抵抗41の値を大きくしてもパワーMOSFET11のドレイン電流を目標値にすばやく到達させるためにゲート端子6の電圧を高速に上昇できる。MOSFET12を抵抗として用いることでパワーMOSFET11のドレイン電圧の振動を低減し安定に制御できるとしている。
FIG. 8 shows an insulated gate semiconductor device with a built-in control circuit disclosed in Patent Document 1 below. A
しかしながら、パワーMOSFETの定電流動作時の発振を抑制すべくMOSFET12等の高価な素子を用いるのではコスト増加を招いてしまう。また、過渡的にフィードバックが動作しない状態が存在し得るが、このときに不安定になるおそれもある。すなわち、パワーMOSFET11をオン状態とするときに同時にMOSFET12をオン状態とする必要があるが、MOSFET12のオン開始タイミングが遅れる可能性がある。特に、パワーMOSFET11を高速でスイッチングさせる場合には、MOSFET12をそれよりも早くオンさせる必要があり回路設計の制約となってしまう。
However, using an expensive element such as the MOSFET 12 to suppress oscillation during the constant current operation of the power MOSFET causes an increase in cost. In addition, there may exist a state where the feedback does not operate transiently, but there is a possibility that the state becomes unstable at this time. That is, it is necessary to turn on the MOSFET 12 at the same time when the
本発明の目的は、MOSFET等の素子を用いることなく、簡易かつ低廉でありながら確実に発振を抑制することができる回路を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a circuit capable of reliably suppressing oscillation without using an element such as a MOSFET, while being simple and inexpensive.
本発明は、半導体スイッチング素子と、前記半導体スイッチング素子の出力電流を制限するフィードバック回路とを有する過電流保護回路であって、前記半導体スイッチング素子の出力と入力との間に接続され、互いに直列接続された抵抗及びキャパシタを含む共振抑制回路とを有することを特徴とする。 The present invention is an overcurrent protection circuit having a semiconductor switching element and a feedback circuit for limiting an output current of the semiconductor switching element, and is connected between an output and an input of the semiconductor switching element and connected in series to each other And a resonance suppression circuit including a resistor and a capacitor.
本発明の1つの実施形態では、前記半導体スイッチング素子は、エンハンスメント型トランジスタであり、前記エンハンスメント型トランジスタのゲート端子に駆動信号が供給され、前記エンハンスメント型トランジスタのソース端子とゲート端子との間に前記フィードバック回路が接続され、前記エンハンスメント型トランジスタのドレイン端子とゲート端子との間に前記共振抑制回路が接続される。 In one embodiment of the present invention, the semiconductor switching element is an enhancement-type transistor, a drive signal is supplied to a gate terminal of the enhancement-type transistor, and the semiconductor switching element is interposed between a source terminal and a gate terminal of the enhancement-type transistor. A feedback circuit is connected, and the resonance suppression circuit is connected between a drain terminal and a gate terminal of the enhancement type transistor.
本発明における半導体スイッチング素子としては、例えばIGBTやMOSFETを用いることができる。 As the semiconductor switching element in the present invention, for example, an IGBT or a MOSFET can be used.
また、本発明は、上記の過電流保護回路を有するインバータを提供する。インバータ内に過電流保護回路が設けられ、この過電流保護回路の出力と入力との間に抵抗及びキャパシタを有する共振抑制回路を接続する。 The present invention also provides an inverter having the above-described overcurrent protection circuit. An overcurrent protection circuit is provided in the inverter, and a resonance suppression circuit having a resistor and a capacitor is connected between the output and input of the overcurrent protection circuit.
本発明のインバータの1つの実施形態では、電源側に接続された上側アームとGND側に接続された下側アームとを備え、上側アーム及び下側アームを交互に動作させることで電力を変換する。前記上側アームは、前記電源に接続される第1半導体スイッチング素子と、前記第1半導体スイッチング素子の出力電流を制限する第1フィードバック回路と、前記第1半導体スイッチング素子の出力と入力との間に接続され、互いに直列接続された抵抗及びキャパシタを含む第1共振抑制回路とを有し、前記下側アームは、前記GNDに接続される第2半導体スイッチング素子と、前記第2半導体スイッチング素子の出力電流を制限する第2フィードバック回路と、前記第2半導体スイッチング素子の出力と入力との間に接続され、互いに直列接続された抵抗及びキャパシタを含む第2共振抑制回路とを有する。 One embodiment of the inverter of the present invention includes an upper arm connected to the power supply side and a lower arm connected to the GND side, and converts power by operating the upper arm and the lower arm alternately. . The upper arm includes a first semiconductor switching element connected to the power source, a first feedback circuit that limits an output current of the first semiconductor switching element, and an output and an input of the first semiconductor switching element. A first resonance suppression circuit including a resistor and a capacitor connected in series with each other, wherein the lower arm includes a second semiconductor switching element connected to the GND, and an output of the second semiconductor switching element A second feedback circuit for limiting current; and a second resonance suppression circuit including a resistor and a capacitor connected between the output and the input of the second semiconductor switching element and connected in series to each other.
本発明によれば、簡易かつ低廉な構成で負荷のインダクタンス及び寄生容量により生じる発振を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress oscillation caused by load inductance and parasitic capacitance with a simple and inexpensive configuration.
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
図1は、本実施形態に係る過電流保護回路の構成を示す。半導体スイッチング素子としてエンハンスメント型MOSFET50が設けられる。MOSFET50のドレイン端子には出力端子52が接続され、出力端子52には負荷54が接続される。負荷54はインダクタンスを有し、便宜上コイルとして示されている。負荷54の他端が電源に接続される。MOSFET50のゲート端子にはゲート抵抗RG56が接続され、ゲート抵抗RG56の他端には駆動信号用端子58が接続される。外部回路からの駆動信号は、駆動信号用端子58からMOSFET50のゲート端子に供給される。MOSFET50のソース端子にはソース抵抗RS60が接続され、ソース抵抗RS60の他端はGNDに接続される。また、MOSFET50のソース端子とゲート端子との間に、MOSFET50のドレイン電流を制限するフィードバック回路が接続される。フィードバック回路は、npn型トランジスタ62、フィードバック抵抗RF64、キャパシタCC68及びダイオード66を有する。トランジスタ62のベース端子にはフィードバック抵抗RF64が接続され、フィードバック抵抗RF64の他端はMOSFET50のソース端子とソース抵抗RS60との間に接続される。トランジスタ62のエミッタ端子はGNDに接続される。トランジスタ62のコレクタ端子にはリーク電流防止用のダイオード66が接続され、ダイオード66の他端はMOSFET50のゲート端子とゲート抵抗RG56との間に接続される。また、トランジスタ62のコレクタ端子とベース端子間にはキャパシタ68が接続される。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a configuration of an overcurrent protection circuit according to the present embodiment. An
一方、MOSFET50のドレイン端子とゲート端子の間に共振抑制回路70が接続される。本実施形態の共振抑制回路70は、従来のようにMOSFET等を有せず、互いに直列接続された抵抗R72及びキャパシタC74を有する。すなわち、MOSFET50のドレイン端子に抵抗R72が接続され、抵抗R72の他端にキャパシタC74が接続される。キャパシタC74の他端はMOSFET50のゲート端子に接続される。
On the other hand, the
上記のような構成において、駆動信号用端子58から駆動信号がMOSFET50のゲート端子に供給され、MOSFET50がオン状態となって負荷54にドレイン電流が供給され負荷54が駆動される。ドレイン電流が増大すると、ソース抵抗RS60の端子間電位が増大し、トランジスタ62がオン状態となり、MOSFET50のゲート電圧が減少してドレイン電流を減少させる。これにより、ドレイン電流の過大が防止される。
In the configuration as described above, a drive signal is supplied from the
また、MOSFET50のドレイン端子とゲート端子間に接続された共振抑制回路70の抵抗R72により、負荷54のインダクタンスと寄生容量で構成される共振回路により生じる発振を減衰させ、さらにキャパシタC74により抵抗R72を流れる電流の直流成分を遮断して共振抑制回路70での消費電流を低減させる。
Further, the resistance R72 of the
図2は、図1の回路において抵抗R72及びキャパシタC74が存在しない場合の出力電圧特性を示す。横軸は時間(μs)、縦軸は出力端子52の出力電圧(V)である。抵抗R72及びキャパシタC74が存在しないと、負荷54のインダクタンス及び寄生容量で構成される共振回路により発振する。図3は、共振抑制回路70として抵抗R72のみを接続した場合の出力特性である。振動はあるものの短時間で収束していることがわかる。このことから、振動抑制の効果の観点からは抵抗R72のみで十分とも考えられるが、例えば本実施形態の過電流保護回路をハイブリッド車に搭載し、電源電圧700Vで駆動する場合、抵抗R72としてR=500Ωとすると抵抗R72での損失が980W程度にもなり消費電力が過大となって現実的ではない。図4は、図1に示す構成、すなわち抵抗R72とキャパシタC74をともに接続した場合の出力特性である。図3と同様に発振を効果的に抑制していることがわかる。図3と図4では、振動抑制効果はほとんど同様であるが、抵抗R72とキャパシタC74を用いる場合、共振周波数=5kHzの動作として時定数RCをR=500Ω、C=2000pFとしても消費電力を4.9W程度に抑制することができ、低消費電力の観点から有効である。
FIG. 2 shows output voltage characteristics when the resistor R72 and the capacitor C74 are not present in the circuit of FIG. The horizontal axis represents time (μs), and the vertical axis represents the output voltage (V) of the
以上より、MOSFET50のドレイン端子とゲート端子との間に抵抗R72及びキャパシタC74からなる共振抑制回路70を接続することで、出力電圧の発振を抑制し、発振による素子の破損等の異常を未然に防止することができる。また、本実施形態の共振抑制回路70は、MOSFET等の高価な素子を用いることなく、安価な抵抗RとキャパシタCで構成されるためコスト上も有利であり、回路設計の制約も少ない。
As described above, by connecting the
本実施形態の過電流保護回路は、例えば自動車の点火回路に組み込むことができる。 The overcurrent protection circuit of this embodiment can be incorporated into, for example, an automobile ignition circuit.
<第2実施形態>
図5は、本実施形態の過電流保護回路の構成を示す。上下アームを有するインバータに組み込んだ場合である。
Second Embodiment
FIG. 5 shows the configuration of the overcurrent protection circuit of this embodiment. This is a case where it is incorporated in an inverter having upper and lower arms.
まず、上側アームについて説明する。半導体スイッチング素子としてエンハンスメント型MOSFET50−1が設けられる。MOSFET50−1のドレイン端子には電源が接続される。MOSFET50−1のゲート端子にはゲート抵抗RG56−1が接続され、ゲート抵抗RG56−1の他端には駆動信号用端子58−1が接続される。外部回路からの駆動信号は、駆動信号用端子58−1からMOSFET50−1のゲート端子に供給される。MOSFET50−1のソース端子にはソース抵抗RS60−1が接続され、ソース抵抗RS60−1の他端には出力端子53が接続される。また、MOSFET50−1のソース端子とゲート端子との間に、MOSFET50−1のドレイン電流を制限するフィードバック回路が接続される。フィードバック回路は、npn型トランジスタ62−1、フィードバック抵抗RF64−1、キャパシタCC68−1及びダイオード66−1を有する。トランジスタ62−1のベース端子にはフィードバック抵抗RF64−1が接続され、フィードバック抵抗RF64−1の他端はMOSFET50−1のソース端子とソース抵抗RS60−1との間に接続される。トランジスタ62−1のエミッタ端子は出力端子53に接続される。トランジスタ62−1のコレクタ端子にはリーク電流防止用のダイオード66−1が接続され、ダイオード66−1の他端はMOSFET50−1のゲート端子とゲート抵抗RG56−1との間に接続される。トランジスタ62−1のコレクタ端子とベース端子間にはキャパシタ68−1が接続される。
First, the upper arm will be described. An enhancement type MOSFET 50-1 is provided as a semiconductor switching element. A power supply is connected to the drain terminal of the MOSFET 50-1. A gate resistor RG56-1 is connected to the gate terminal of the MOSFET 50-1, and a drive signal terminal 58-1 is connected to the other end of the gate resistor RG56-1. The drive signal from the external circuit is supplied from the drive signal terminal 58-1 to the gate terminal of the MOSFET 50-1. A source resistor RS60-1 is connected to the source terminal of the MOSFET 50-1, and an
また、MOSFET50−1のドレイン端子とゲート端子の間に共振抑制回路70−1が接続される。共振抑制回路70−1は、図1に示す共振抑制回路70と同様にMOSFET等を有せず、互いに直列接続された抵抗R72−1及びキャパシタC74−1を有する。MOSFET50−1のドレイン端子に抵抗R72−1が接続され、抵抗R72−1の他端にキャパシタC74−1が接続される。キャパシタC74−1の他端はMOSFET50−1のゲート端子に接続される。
A resonance suppression circuit 70-1 is connected between the drain terminal and the gate terminal of the MOSFET 50-1. Similar to the
次に、下側アームについて説明する。半導体スイッチング素子としてエンハンスメント型MOSFET50−2が設けられる。MOSFET50−2のドレイン端子には出力端子53が接続される。したがって、MOSFET50−2のドレイン端子と上側アームのソース抵抗RS60−1、及びトランジスタ62−1のエミッタ端子が結合されて出力端子53に接続される。MOSFET50−2のゲート端子にはゲート抵抗RG56−2が接続され、ゲート抵抗RG56−2の他端には駆動信号用端子58−2が接続される。外部回路からの駆動信号は、駆動信号用端子58−2からMOSFET50−2のゲート端子に供給される。MOSFET50−2のソース端子にはソース抵抗RS60−2が接続され、ソース抵抗RS60−2の他端はGNDに接続される。また、MOSFET50−2のソース端子とゲート端子との間に、MOSFET50−2のドレイン電流を制限するフィードバック回路が接続される。フィードバック回路は、npn型トランジスタ62−2、フィードバック抵抗RF64−2、キャパシタCC68−2及びダイオード66−2を有する。トランジスタ62−2のベース端子にはフィードバック抵抗RF64−2が接続され、フィードバック抵抗RF64−2の他端はMOSFET50−2のソース端子とソース抵抗RS60−2との間に接続される。トランジスタ62−2のエミッタ端子はGNDに接続される。トランジスタ62−2のコレクタ端子にはリーク電流防止用のダイオード66−2が接続され、ダイオード66−2の他端はMOSFET50−2のゲート端子とゲート抵抗RG56−2との間に接続される。トランジスタ62−2のコレクタ端子とベース端子間にはキャパシタ68−2が接続される。
Next, the lower arm will be described. An enhancement type MOSFET 50-2 is provided as a semiconductor switching element. An
また、MOSFET50−2のドレイン端子とゲート端子の間に共振抑制回路70−2が接続される。共振抑制回路70−2は、図1に示す共振抑制回路70あるいは上側アームの共振抑制回路70−1と同様にMOSFET等を有せず、互いに直列接続された抵抗R72−2及びキャパシタC74−2を有する。MOSFET50−2のドレイン端子(及びトランジスタ62−1のエミッタ端子)に抵抗R72−2が接続され、抵抗R72−2の他端にキャパシタC74−2が接続される。キャパシタC74−2の他端はMOSFET50−2のゲート端子に接続される。
The resonance suppression circuit 70-2 is connected between the drain terminal and the gate terminal of the MOSFET 50-2. Similar to the
このような構成において駆動信号用端子58−1及び58−2に供給される駆動信号により、上側アームのMOSFET50−1と下側アームのMOSFET50−2は交互に動作する。すなわち、あるタイミングでMOSFET50−1がオン状態、MOSFET50−2がオフ状態となって出力端子53から出力され(上側アームの動作状態)、次のタイミングでMOSFET50−1がオフ状態、MOSFET50−2がオン状態となって出力端子53から出力される(下側アームの動作状態)。上側アームの動作状態では、MOSFET50−1のドレイン電流はフィードバック抵抗RF64−1及びトランジスタ62−1を含むフィードバック回路により制限され、かつ、共振抑制回路70−1により出力電圧の発振が抑制される。また、下側アームの動作状態では、MOSFET50−2のドレイン電流はフィードバック抵抗RF64−2及びトランジスタ62−2を含むフィードバック回路により制限され、かつ、共振抑制回路70−2により出力電圧の発振が抑制される。 In such a configuration, the upper arm MOSFET 50-1 and the lower arm MOSFET 50-2 operate alternately by the drive signals supplied to the drive signal terminals 58-1 and 58-2. That is, at a certain timing, the MOSFET 50-1 is turned on and the MOSFET 50-2 is turned off and output from the output terminal 53 (the upper arm operating state). At the next timing, the MOSFET 50-1 is turned off and the MOSFET 50-2 is turned on. It is turned on and output from the output terminal 53 (the operating state of the lower arm). In the operating state of the upper arm, the drain current of the MOSFET 50-1 is limited by the feedback circuit including the feedback resistor RF64-1 and the transistor 62-1, and the oscillation of the output voltage is suppressed by the resonance suppression circuit 70-1. In the operating state of the lower arm, the drain current of the MOSFET 50-2 is limited by the feedback circuit including the feedback resistor RF64-2 and the transistor 62-2, and the oscillation suppression of the output voltage is suppressed by the resonance suppression circuit 70-2. Is done.
<第3実施形態>
図6は、本実施形態の過電流保護回路の構成を示す。図1に示す過電流保護回路におけるMOSFET50の代わりに、センスFET51を用いる場合である。センスFET51は電流検出用に改良されたパワーMOSFETであり、MOSFETセル内の一部のソース端子を他から分離して取り出し、外付け抵抗に流れる電流をセル数倍して全体に流れる電流を見積もるように構成したFETである。接続関係は図1と同様であり、センスFET51のドレイン端子には出力端子52が接続され、出力端子52には負荷54が接続される。センスFET51のゲート端子にはゲート抵抗RG56が接続され、ゲート抵抗RG56の他端には駆動信号用端子58が接続される。センスFET51のソース端子にはソース抵抗RS60が接続され、ソース抵抗RS60の他端はGNDに接続される。また、センスFET51のソース端子とゲート端子との間に、センスFET51のドレイン電流を制限するフィードバック回路が接続される。フィードバック回路は、npn型トランジスタ62、フィードバック抵抗RF64、キャパシタCC68及びダイオード66を有する。トランジスタ62のベース端子にはフィードバック抵抗RF64が接続され、フィードバック抵抗RF64の他端はセンスFET51のソース端子とソース抵抗RS60との間に接続される。トランジスタ62のエミッタ端子はGNDに接続される。トランジスタ62のコレクタ端子にはリーク電流防止用のダイオード66が接続され、ダイオード66の他端はセンスFET51のゲート端子とゲート抵抗RG56との間に接続される。また、トランジスタ62のコレクタ端子とベース端子間にはキャパシタ68が接続される。さらに、センスFET51のドレイン端子とゲート端子の間に共振抑制回路70が接続される。センスFET51のドレイン端子に抵抗R72が接続され、抵抗R72の他端にキャパシタC74が接続される。キャパシタC74の他端はセンスFET51のゲート端子に接続される。
<Third Embodiment>
FIG. 6 shows the configuration of the overcurrent protection circuit of this embodiment. This is a case where a
<第4実施形態>
図7は、本実施形態の過電流保護回路の構成を示す。図1のフィードバック回路のトランジスタ62の代わりに、オペアンプを用いる構成である。MOSFET50のドレイン端子には出力端子52が接続され、出力端子52には負荷54が接続される。MOSFET50のゲート端子にはゲート抵抗RG56が接続され、ゲート抵抗RG56の他端には駆動信号用端子58が接続される。外部回路からの駆動信号は、駆動信号用端子58からMOSFET50のゲート端子に供給される。MOSFET50のソース端子にはソース抵抗RS60が接続され、ソース抵抗RS60の他端はGNDに接続される。また、MOSFET50のソース端子とゲート端子との間に、MOSFET50のドレイン電流を制限するフィードバック回路が接続される。フィードバック回路は、オペアンプ63、フィードバック抵抗RF64、基準電源Vref65、キャパシタCC69及びダイオード66を有する。オペアンプ63の非反転入力端子(+)には基準電源Vref65が接続され、反転入力端子(−)にはフィードバック抵抗RF64が接続される。フィードバック抵抗RF64の他端はMOSFET50のソース端子とソース抵抗RS60との間に接続される。オペアンプ63の出力端子にダイオード66が接続され、出力端子と反転入力端子との間にキャパシタCC69が接続される。また、MOSFET50のドレイン端子とゲート端子の間に共振抑制回路70が接続される。MOSFET50のドレイン電流が増大すると、ソース抵抗RS60の端子電位が増大し、オペアンプ63での基準電源電圧Vrefとの比較結果に応じてMOSFET50のゲート電圧が制御されドレイン電流が制限される。
<Fourth embodiment>
FIG. 7 shows the configuration of the overcurrent protection circuit of this embodiment. Instead of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、半導体スイッチング素子としてMOSFETを用いているが、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等のパワートランジスタを用いることもできる。IGBTを用いる場合、図1に即して説明すると、IGBTのコレクタ端子に出力端子52が接続され、ベース端子にゲート抵抗RG56が接続され、エミッタ端子にソース抵抗RS60が接続される。また、IGBTのエミッタ端子とベース端子との間に、IGBTのコレクタ電流を制限するフィードバック回路が接続される。また、IGBTのコレクタ端子とベース端子の間に共振抑制回路70が接続される。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not restricted to this, A various deformation | transformation is possible. For example, in the present embodiment, a MOSFET is used as the semiconductor switching element, but a power transistor such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) can also be used. When the IGBT is used, the
また、本発明の過電流保護回路のフィードバック回路は、第1実施形態で示したトランジスタ62を用いた回路及び第4実施形態で示したオペアンプ63を用いた回路の他、任意の電流制限回路あるいは定電流回路を用いることができる。本実施形態の過電流保護回路は、上記の実施形態で示した点火回路やインバータの他、電力変換回路(DC−DCあるいはDC−AC)等の任意の回路に適用することが可能である。
The feedback circuit of the overcurrent protection circuit of the present invention includes an arbitrary current limiting circuit or a circuit using the
50 MOSFET(半導体スイッチング素子)、51 センスFET(半導体スイッチング素子)、52 出力端子、53 出力端子、54 負荷、70 共振抑制回路、72 抵抗、74 キャパシタ。 50 MOSFET (semiconductor switching element), 51 sense FET (semiconductor switching element), 52 output terminal, 53 output terminal, 54 load, 70 resonance suppression circuit, 72 resistance, 74 capacitor.
Claims (7)
前記半導体スイッチング素子の出力電流を制限するフィードバック回路と、
を有する過電流保護回路であって、
前記半導体スイッチング素子の出力と入力との間に接続され、互いに直列接続された抵抗及びキャパシタを含む共振抑制回路と、
を有することを特徴とする過電流保護回路。 A semiconductor switching element;
A feedback circuit for limiting an output current of the semiconductor switching element;
An overcurrent protection circuit having
A resonance suppression circuit including a resistor and a capacitor connected between an output and an input of the semiconductor switching element and connected in series;
An overcurrent protection circuit comprising:
前記半導体スイッチング素子は、エンハンスメント型トランジスタであり、
前記エンハンスメント型トランジスタのゲート端子に駆動信号が供給され、
前記エンハンスメント型トランジスタのソース端子とゲート端子との間に前記フィードバック回路が接続され、
前記エンハンスメント型トランジスタのドレイン端子とゲート端子との間に前記共振抑制回路が接続される
ことを特徴とする過電流保護回路。 The circuit of claim 1, wherein
The semiconductor switching element is an enhancement type transistor,
A drive signal is supplied to the gate terminal of the enhancement type transistor,
The feedback circuit is connected between a source terminal and a gate terminal of the enhancement type transistor,
The overcurrent protection circuit, wherein the resonance suppression circuit is connected between a drain terminal and a gate terminal of the enhancement type transistor.
前記共振抑制回路の前記抵抗及び前記キャパシタは、前記半導体スイッチング素子で駆動される負荷のインダクタンス及び寄生容量により生じる共振周波数を抑制する時定数に設定される
ことを特徴とする過電流保護回路。 The circuit according to claim 1,
The overcurrent protection circuit, wherein the resistance and the capacitor of the resonance suppression circuit are set to a time constant for suppressing a resonance frequency caused by an inductance and a parasitic capacitance of a load driven by the semiconductor switching element.
前記半導体スイッチング素子は、IGBTであることを特徴とする過電流保護回路。 The circuit according to any one of claims 1 to 3,
The overcurrent protection circuit, wherein the semiconductor switching element is an IGBT.
前記半導体スイッチング素子は、MOSFETであることを特徴とする過電流保護回路。 The circuit according to any one of claims 1 to 3,
The overcurrent protection circuit, wherein the semiconductor switching element is a MOSFET.
前記上側アームは、
前記電源に接続される第1半導体スイッチング素子と、
前記第1半導体スイッチング素子の出力電流を制限する第1フィードバック回路と、
前記第1半導体スイッチング素子の出力と入力との間に接続され、互いに直列接続された抵抗及びキャパシタを含む第1共振抑制回路と、
を有し、
前記下側アームは、
前記GNDに接続される第2半導体スイッチング素子と、
前記第2半導体スイッチング素子の出力電流を制限する第2フィードバック回路と、
前記第2半導体スイッチング素子の出力と入力との間に接続され、互いに直列接続された抵抗及びキャパシタを含む第2共振抑制回路と、
を有することを特徴とするインバータ。
An inverter that includes an upper arm connected to the power supply side and a lower arm connected to the GND side, and converts power by operating the upper arm and the lower arm alternately,
The upper arm is
A first semiconductor switching element connected to the power source;
A first feedback circuit for limiting an output current of the first semiconductor switching element;
A first resonance suppression circuit connected between an output and an input of the first semiconductor switching element and including a resistor and a capacitor connected in series;
Have
The lower arm is
A second semiconductor switching element connected to the GND;
A second feedback circuit for limiting an output current of the second semiconductor switching element;
A second resonance suppression circuit including a resistor and a capacitor connected between an output and an input of the second semiconductor switching element and connected in series;
An inverter characterized by comprising:
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