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JP2020182321A - Gate drive circuit - Google Patents

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JP2020182321A JP2019084029A JP2019084029A JP2020182321A JP 2020182321 A JP2020182321 A JP 2020182321A JP 2019084029 A JP2019084029 A JP 2019084029A JP 2019084029 A JP2019084029 A JP 2019084029A JP 2020182321 A JP2020182321 A JP 2020182321A
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Abstract

To provide a gate drive circuit that is compact, and has low loss, a large output current, and a wide operating frequency range.SOLUTION: A gate drive circuit includes a first level shift circuit that widens the amplitude voltage of a switching signal, a pre-amplifier circuit, and a current amplifier circuit. The current amplifier circuit includes first and second conductive type first and second MOSFETs connected in series. A source terminal of the first MOSFET is connected to a first power supply terminal of positive power supply voltage, a source terminal of the second MOSFET is connected to a second power supply terminal of negative power supply voltage, drain terminals of the first and second MOSFETs are connected to gate terminals of a transistor, a gate terminal of the first MOSFET is connected to an output node of the pre-amplifier circuit via a capacitor, and is connected to the first power supply terminal via a resistor, a gate terminal of the second MOSFET is connected to an output node of the pre-amplifier circuit, and an output node of the gate drive circuit is connected to the first power supply terminal via a bypass circuit.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明はゲート駆動回路に関し、特に、電力変換機器に使用されるトランジスタのゲート駆動回路に関する。 The present invention relates to a gate drive circuit, and more particularly to a gate drive circuit of a transistor used in a power conversion device.

インバータなどの電力変換機器において、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)などのパワーデバイスを高速に駆動するゲート駆動回路では、特許文献1に記載されるように出力段にNPNトランジスタ、PNPトランジスタを使ったエミッタフォロアのプッシュプル回路、または特許文献2に記載されるように出力段にNチャネル型(Nch)、Pチャネル型(Pch)のMOSFETを使ったプッシュプル回路で出力電流を増幅している。 In a power conversion device such as an inverter, a gate drive circuit that drives a power device such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) at high speed outputs as described in Patent Document 1. Push-pull circuit of emitter follower using NPN transistor and PNP transistor in the stage, or push-pull using N-channel type (Nch) and P-channel type (Pch) MOSFET in the output stage as described in Patent Document 2. The output current is amplified by the circuit.

特開2015−126596号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-126596 特開2013−179828号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-179828

特許文献1に記載されるように出力段にNPNトランジスタ、PNPトランジスタを使ったエミッタフォロアのプッシュプル回路においては、一般的に使われている素子単体のディスクリートトランジスタにおいて、数十〜数百kHzの高周波動作の製品では定格電流ピークが数アンペア程度と低い。そのため、定格の大きな半導体モジュールを駆動する場合には、例えば、特許文献1の図3で示されるように、ゲート駆動回路の出力段のプッシュプル回路を複数並列に接続して、1段あたりの電流ピークをトランジスタの定格内に抑える必要がある。 As described in Patent Document 1, in a push-pull circuit of an emitter follower using an NPN transistor and a PNP transistor in the output stage, a discrete transistor of a single element that is generally used has a frequency of several tens to several hundreds of kHz. The rated current peak of high-frequency operation products is as low as several amperes. Therefore, when driving a semiconductor module having a large rating, for example, as shown in FIG. 3 of Patent Document 1, a plurality of push-pull circuits in the output stage of the gate drive circuit are connected in parallel to each stage. It is necessary to keep the current peak within the rating of the transistor.

プッシュプル回路の並列数が多くなると、ベース電流も増えるため、前段回路の出力電流も増幅しなければならず、部品点数、回路規模、実装面積が大きくなり、コストが高くなるという問題があり、特許文献1で開示されるゲート駆動回路は大容量のトランジスタを駆動するのに適さない。 As the number of push-pull circuits in parallel increases, the base current also increases, so the output current of the pre-stage circuit must also be amplified, which causes problems such as the number of parts, circuit scale, and mounting area, which increases the cost. The gate drive circuit disclosed in Patent Document 1 is not suitable for driving a large-capacity transistor.

また、特許文献2で開示されるゲート駆動回路では、出力段の上段にPchMOSFET、下段にNchMOSFETを使ったプッシュプル回路で出力電流を増幅しており、上下段のMOSFETが同時にオンするアーム短絡が発生した際の短絡電流を、MOSFETの定格電流以下に抑えると共に、短絡電流による損失、発熱でMOSFETが故障しないようにゲート抵抗を兼ねる電流制限抵抗を上下段のMOSFETのドレイン端子と出力ノードとの間にそれぞれ接続している。 Further, in the gate drive circuit disclosed in Patent Document 2, the output current is amplified by a push-pull circuit using a Pch MOSFET in the upper stage and an Nch MOSFET in the lower stage of the output stage, and an arm short circuit in which the MOSFETs in the upper and lower stages are turned on at the same time occurs. The short-circuit current when it occurs is suppressed to less than the rated current of the MOSFET, and the current limiting resistance that also serves as the gate resistance is set between the drain terminal of the MOSFET in the upper and lower stages and the output node so that the MOSFET does not fail due to loss or heat generation due to the short-circuit current. They are connected in between.

また、第1および第2の直流電源を用いてゲート駆動回路のゲート電源を生成しており、駆動されるIGBTのエミッタ端子は第1の直流電源のマイナス端子、第2の直流電源のプラス端子に接続されており、IGBTの駆動電圧は第1の直流電源のマイナス端子、第2の直流電源のプラス端子の接続点の電位を基準に正負に変動する。また、制御回路は第2の直流電源のマイナス端子を基準にして、ゲート駆動回路の電流増幅部のPchMOSFETおよびNchMOSFETを駆動している。 Further, the gate power supply of the gate drive circuit is generated by using the first and second DC power supplies, and the emitter terminals of the driven IGBT are the negative terminal of the first DC power supply and the positive terminal of the second DC power supply. The driving voltage of the IGBT fluctuates positively and negatively with reference to the potentials of the connection points of the negative terminal of the first DC power supply and the positive terminal of the second DC power supply. Further, the control circuit drives the Pch MOSFET and the Nch MOSFET of the current amplification unit of the gate drive circuit with reference to the negative terminal of the second DC power supply.

例えば、100kHzの高周波スイッチングでは、電流制限抵抗での損失が大きいのに加えて、電流制限抵抗はゲート抵抗を兼ねているため、大容量のトランジスタを高速駆動する際は、電流制限抵抗の抵抗値を大きくできない。そのため、ゲート駆動回路の出力段のPchMOSFETおよびNchMOSFETには、アーム短絡電流に耐える定格電流の大きなMOSFETを選定する必要があり、実装面積が大きく、コストが高くなるという問題があった。 For example, in high-frequency switching of 100 kHz, in addition to a large loss in the current limiting resistor, the current limiting resistor also serves as a gate resistor, so when driving a large-capacity transistor at high speed, the resistance value of the current limiting resistor Cannot be increased. Therefore, it is necessary to select MOSFETs having a large rated current that can withstand the arm short-circuit current for the Pch MOSFET and Nch MOSFET in the output stage of the gate drive circuit, which causes a problem that the mounting area is large and the cost is high.

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、小型かつ低損失で出力電流が大きく、動作周波数の範囲が広いゲート駆動回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a gate drive circuit having a small size, low loss, a large output current, and a wide operating frequency range.

本発明に係るゲート駆動回路は、制御回路から入力されるスイッチング信号に基づいて、トランジスタのゲートを駆動するゲート駆動回路であって、前記スイッチング信号の振幅電圧を広げる第1のレベルシフト回路と、前記第1のレベルシフト回路の出力電流を増幅するプリ増幅回路と、前記プリ増幅回路の出力電流を増幅する電流増幅回路と、を備え、前記電流増幅回路は、直列に接続された第1導電型の第1のMOSFETおよび第2導電型の第2のMOSFETを有し、前記第1のMOSFETのソース端子は、正の電源電圧を与える第1の電源端子に接続され、前記第2のMOSFETのソース端子は、負の電源電圧を与える第2の電源端子に接続され、前記第1のMOSFETのドレイン端子および前記第2のMOSFETのドレイン端子は、前記ゲート駆動回路の出力ノードとして前記トランジスタのゲート端子に接続され、前記第1のMOSFETのゲート端子は、コンデンサを介して前記プリ増幅回路の出力ノードに接続されると共に、抵抗を介して前記第1の電源端子に接続され、前記第2のMOSFETのゲート端子は、前記プリ増幅回路の前記出力ノードに接続され、前記ゲート駆動回路の前記出力ノードは、バイパス回路を介して前記第1の電源端子に接続される。 The gate drive circuit according to the present invention is a gate drive circuit that drives the gate of a transistor based on a switching signal input from a control circuit, and includes a first level shift circuit that widens the amplitude voltage of the switching signal. A pre-amplifier circuit that amplifies the output current of the first level shift circuit and a current amplifier circuit that amplifies the output current of the pre-amplifier circuit are provided, and the current amplifier circuit is connected in series to the first conductive circuit. It has a first MOSFET of the type and a second MOSFET of the second conductive type, and the source terminal of the first MOSFET is connected to the first power terminal which gives a positive power supply voltage, and the second MOSFET The source terminal of is connected to a second power supply terminal that gives a negative power supply voltage, and the drain terminal of the first MOSFET and the drain terminal of the second MOSFET serve as an output node of the gate drive circuit of the transistor. It is connected to the gate terminal, the gate terminal of the first MOSFET is connected to the output node of the pre-amplifier circuit via a capacitor, and is connected to the first power supply terminal via a resistor, and the second The gate terminal of the MOSFET is connected to the output node of the pre-amplifier circuit, and the output node of the gate drive circuit is connected to the first power supply terminal via a bypass circuit.

本発明に係るゲート駆動回路によれば、正の電源電圧と負の電源電圧との範囲で変化するゲート電圧によりトランジスタを駆動でき、ノイズによるトランジスタの誤動作を防止できる。また、ゲート駆動回路の出力ノードと第1の電源端子との間にバイパス回路を設けることで、トランジスタの入力容量を充電できるので、低いスイッチング周波数でもトランジスタをオンし続けることができ、動作周波数の範囲が広くなる。 According to the gate drive circuit according to the present invention, the transistor can be driven by the gate voltage changing in the range of the positive power supply voltage and the negative power supply voltage, and the malfunction of the transistor due to noise can be prevented. Further, by providing a bypass circuit between the output node of the gate drive circuit and the first power supply terminal, the input capacitance of the transistor can be charged, so that the transistor can be kept on even at a low switching frequency, and the operating frequency can be increased. The range becomes wider.

本発明に係る実施の形態1のゲート駆動回路によって駆動されるパワーデバイスで構成されたインバータ回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the inverter circuit composed of the power device driven by the gate drive circuit of Embodiment 1 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態1のゲート駆動回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the gate drive circuit of Embodiment 1 which concerns on this invention. 実施の形態1のゲート駆動回路の各部の動作を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining operation of each part of the gate drive circuit of Embodiment 1. FIG. 電流増幅回路の出力回路のMOSFETのゲート電圧の変化を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the change of the gate voltage of the MOSFET of the output circuit of the current amplifier circuit. 電流増幅回路の出力電流とバイパス回路のバイパス電流のタイミングチャートである。It is a timing chart of the output current of the current amplifier circuit and the bypass current of the bypass circuit. 本発明に係る実施の形態2のゲート駆動回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the gate drive circuit of Embodiment 2 which concerns on this invention. 実施の形態2のゲート駆動回路の各部の動作を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the operation of each part of the gate drive circuit of Embodiment 2. 本発明に係る実施の形態3のゲート駆動回路の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the gate drive circuit of Embodiment 3 which concerns on this invention. 本発明に係る実施の形態3のゲート駆動回路のゲート電源の構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structure of the gate power source of the gate drive circuit of Embodiment 3 which concerns on this invention. ゲート電源の各部の電圧の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the voltage of each part of a gate power supply.

<実施の形態1>
図1は、本発明に係る実施の形態1のゲート駆動回路によって駆動されるパワーデバイスで構成された電力変換装置として、直流電圧を単相の高周波交流電圧に変換するインバータ回路1000の回路図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a circuit diagram of an inverter circuit 1000 that converts a DC voltage into a single-phase high-frequency AC voltage as a power conversion device composed of a power device driven by the gate drive circuit of the first embodiment according to the present invention. is there.

インバータ回路1000は、MOSFETで構成される半導体モジュール7と、半導体モジュール7に直流電圧を供給する直流電源2と、直流電圧を安定化する平滑コンデンサ3と、各MOSFETを駆動する4つのゲート駆動回路4と、各ゲート駆動回路4のそれぞれに接続されたゲート電源5と、4つのゲート駆動回路4を制御する制御回路6と、を備えている。 The inverter circuit 1000 includes a semiconductor module 7 composed of MOSFETs, a DC power supply 2 that supplies a DC voltage to the semiconductor module 7, a smoothing capacitor 3 that stabilizes the DC voltage, and four gate drive circuits that drive each MOSFET. A gate power supply 5 connected to each of the gate drive circuits 4 and a control circuit 6 for controlling the four gate drive circuits 4 are provided.

半導体モジュール7を構成する4個のスイッチング素子は、定格電流の大きい大容量のNch(第2導電型)のMOSFETであり、フルブリッジインバータ回路を構成している。すなわち、直流電源2のプラス端子に接続された電力線P(上アーム)と、マイナス端子に接続された電力線N(下アーム)との間に直列にMOSFET101およびMOSFET102が接続されて1つの回路ブロックを構成し、2つの回路ブロックが並列に接続されることでフルブリッジインバータ回路を構成している。なお、それぞれの回路ブロックのMOSFET101と102の接続ノードが半導体モジュール7の出力ノードとなって高周波交流電圧が出力される。 The four switching elements constituting the semiconductor module 7 are large-capacity Nch (second conductive type) MOSFETs having a large rated current and constitute a full-bridge inverter circuit. That is, the MOSFET 101 and the MOSFET 102 are connected in series between the power line P (upper arm) connected to the positive terminal of the DC power supply 2 and the power line N (lower arm) connected to the negative terminal to form one circuit block. A full-bridge inverter circuit is configured by connecting two circuit blocks in parallel. The connection nodes of MOSFETs 101 and 102 of each circuit block serve as output nodes of the semiconductor module 7, and high-frequency AC voltage is output.

ゲート電源5は、周囲の回路から絶縁された直流電源51および52を含み、直流電源51のマイナス端子と直流電源52のプラス端子の接続ノードが接地(GND)され、当該接続ノードを基準として正負に変化する電源である。なお、直流電源51および52はそれぞれ1つの直流電源としているが、それぞれ複数の直流電源で構成しても良い。 The gate power supply 5 includes DC power supplies 51 and 52 insulated from surrounding circuits, and the connection nodes of the negative terminal of the DC power supply 51 and the positive terminal of the DC power supply 52 are grounded (GND), and the positive and negative terminals are positive and negative with reference to the connection node. It is a power supply that changes to. Although each of the DC power supplies 51 and 52 is a single DC power supply, it may be configured by a plurality of DC power supplies.

制御回路6は、周囲の回路から絶縁され、絶縁されたスイッチング信号Vsにより4つのゲート駆動回路4を個々に制御する。 The control circuit 6 is insulated from the surrounding circuits, and the four gate drive circuits 4 are individually controlled by the isolated switching signals Vs.

4つのゲート駆動回路4のうちの1つのゲート駆動回路4の構成を図2に示す。図2においては、ゲート駆動回路4で駆動されるMOSFETをMOSFET100として示している。 The configuration of the gate drive circuit 4 of one of the four gate drive circuits 4 is shown in FIG. In FIG. 2, the MOSFET driven by the gate drive circuit 4 is shown as the MOSFET 100.

図2に示すように、ゲート駆動回路4は、レベルシフト回路41(第1のレベルシフト回路)、プリ増幅回路42および電流増幅回路43で構成され、ゲート電源5から供給されるGND(0V)を基準とした正の電源電圧+Vdd1および負の電源電圧−Vdd2で動作する。なお、制御回路6は電源電圧−Vdd2を基準に3.3Vまたは5.0Vの電源で動作する。 As shown in FIG. 2, the gate drive circuit 4 includes a level shift circuit 41 (first level shift circuit), a pre-amplifier circuit 42, and a current amplifier circuit 43, and is a GND (0V) supplied from the gate power supply 5. It operates with a positive power supply voltage + Vdd1 and a negative power supply voltage −Vdd2 with reference to. The control circuit 6 operates with a power supply of 3.3 V or 5.0 V based on the power supply voltage −Vdd2.

レベルシフト回路41は、NchのMOSFET8のドレイン端子とGNDとの間に抵抗Rp1が接続された構成を有し、MOSFET8のソース端子は、電源電圧−Vdd2が供給される電源端子T2に接続される。MOSFET8のゲート端子には制御回路6から、ゲート抵抗9を介して絶縁されたスイッチング信号Vsが入力される。 The level shift circuit 41 has a configuration in which a resistor Rp1 is connected between the drain terminal of the MOSFET 8 of Nch and GND, and the source terminal of the MOSFET 8 is connected to the power supply terminal T2 to which the power supply voltage −Vdd2 is supplied. .. A switching signal Vs isolated from the control circuit 6 is input to the gate terminal of the MOSFET 8 via a gate resistor 9.

プリ増幅回路42は、エミッタ端子同士およびベース端子同士が接続されたNPNトランジスタ10およびPNPトランジスタ11で構成され、NPNトランジスタ10およびPNPトランジスタ11の共通に接続されたエミッタ端子がプリ増幅回路42の出力ノードとなる。なお、NPNトランジスタ10のコレクタ端子はGNDに接続され、PNPトランジスタ11のコレクタ端子は電源端子T2に接続され、エミッタフォロアのプッシュプル回路を構成する。 The pre-amplifier circuit 42 is composed of an NPN transistor 10 and a PNP transistor 11 in which emitter terminals and base terminals are connected to each other, and an emitter terminal commonly connected to the NPN transistor 10 and PNP transistor 11 is an output of the pre-amplifier circuit 42. Become a node. The collector terminal of the NPN transistor 10 is connected to the GND, and the collector terminal of the PNP transistor 11 is connected to the power supply terminal T2 to form a push-pull circuit of the emitter follower.

NPNトランジスタ10およびPNPトランジスタ11のベース端子にはレベルシフト回路41のMOSFET8のドレイン端子が接続され、プリ増幅回路42の出力電圧Vpreは電源電圧−Vdd2〜GNDの範囲で変化する。 The drain terminal of the MOSFET 8 of the level shift circuit 41 is connected to the base terminal of the NPN transistor 10 and the PNP transistor 11, and the output voltage Vpre of the pre-amplifier circuit 42 changes in the range of the power supply voltage −Vdd2 to GND.

電流増幅回路43は、ドレイン端子同士が接続されたPch(第1導電型)のMOSFET12(第1のMOSFET)およびNchのMOSFET13(第2のMOSFET)を有している。MOSFET12のソース端子は、電源電圧+Vdd1が供給される電源端子T1(第1の電源端子)に接続され、MOSFET13のソース端子は、電源端子T2(第2の電源端子)に接続されている。 The current amplifier circuit 43 has a Pch (first conductive type) MOSFET 12 (first MOSFET) and an Nch MOSFET 13 (second MOSFET) in which drain terminals are connected to each other. The source terminal of the MOSFET 12 is connected to the power supply terminal T1 (first power supply terminal) to which the power supply voltage + Vdd1 is supplied, and the source terminal of the MOSFET 13 is connected to the power supply terminal T2 (second power supply terminal).

MOSFET12および13のゲートには、MOSFET100と同様にゲート-ドレイン間容量Cgdとゲート-ソース間容量Cgsとを足し合わせた入力容量Cissが存在するが、図示は省略する。 Similar to the MOSFET 100, the gates of the MOSFETs 12 and 13 have an input capacitance Ciss which is the sum of the gate-drain capacitance Cgd and the gate-source capacitance Cgs, but the illustration is omitted.

MOSFET13のゲート端子は、ダイオード14(第2のダイオード)が並列に接続されたゲート抵抗18(第2のゲート抵抗)を介してプリ増幅回路42の出力ノードに接続されている。ダイオード14のアノード端子はMOSFET13のゲート端子に接続され、カソード端子はプリ増幅回路42の出力ノードに接続されている。また、プリ増幅回路42の出力ノードと、電源端子T1との間には、電源端子T1から順に抵抗RcおよびコンデンサCcが直列に接続されている。 The gate terminal of the MOSFET 13 is connected to the output node of the pre-amplifier circuit 42 via a gate resistor 18 (second gate resistor) in which a diode 14 (second diode) is connected in parallel. The anode terminal of the diode 14 is connected to the gate terminal of the MOSFET 13, and the cathode terminal is connected to the output node of the preamplifier circuit 42. Further, a resistor Rc and a capacitor Cc are connected in series between the output node of the pre-amplifier circuit 42 and the power supply terminal T1 in order from the power supply terminal T1.

MOSFET12のゲート端子は、ダイオード15(第1のダイオード)が並列に接続されたゲート抵抗17(第1のゲート抵抗)を介して抵抗RcとコンデンサCcとの接続ノードに接続されている。ダイオード15のカソード端子はMOSFET12のゲート端子に接続され、アノード端子は、抵抗RcとコンデンサCcとの接続ノードに接続されている。 The gate terminal of the MOSFET 12 is connected to a connection node between the resistor Rc and the capacitor Cc via a gate resistor 17 (first gate resistor) in which a diode 15 (first diode) is connected in parallel. The cathode terminal of the diode 15 is connected to the gate terminal of the MOSFET 12, and the anode terminal is connected to the connection node of the resistor Rc and the capacitor Cc.

また、抵抗Rcにはダイオード16が並列接続され、ダイオード16のカソード端子は、電源端子T1に接続され、ダイオード16のアノード端子は、抵抗RcとコンデンサCcとの接続ノードに接続されている。 Further, the diode 16 is connected in parallel to the resistor Rc, the cathode terminal of the diode 16 is connected to the power supply terminal T1, and the anode terminal of the diode 16 is connected to the connection node between the resistor Rc and the capacitor Cc.

MOSFET12およびMOSFET13のドレイン端子は、ゲート駆動回路4の出力ノードとしてゲート抵抗Rgを介してMOSFET100のゲート端子に接続され、また、バイパス抵抗Rbypを介して電源端子T1に接続され、バイパス回路が形成されている。 The drain terminals of the MOSFET 12 and the MOSFET 13 are connected to the gate terminal of the MOSFET 100 via the gate resistor Rg as an output node of the gate drive circuit 4, and are also connected to the power supply terminal T1 via the bypass resistor Rbyp to form a bypass circuit. ing.

MOSFET100のソース端子はGNDに接続されており、MOSFET100に印加されるゲート電圧Vgは、GNDを基準に−Vdd2〜+Vdd1の範囲で変化する。 The source terminal of the MOSFET 100 is connected to the GND, and the gate voltage Vg applied to the MOSFET 100 changes in the range of −Vdd2 to + Vdd1 with reference to the GND.

制御回路6からのスイッチング信号Vsの振幅電圧は、制御回路6をFPGA(Field-Programmable Gate Array)またはマイクロコンピュータで構成した場合は、3.3V〜5.0Vが一般的である。 The amplitude voltage of the switching signal Vs from the control circuit 6 is generally 3.3V to 5.0V when the control circuit 6 is composed of an FPGA (Field-Programmable Gate Array) or a microcomputer.

大容量のMOSFET100は、オン状態(ON)での損失を減らすため、ゲート閾値電圧Vthよりも十分に高いゲート電圧Vgでオーバードライブし、オン抵抗を下げる必要がある。一般的なMOSFETでは12Vから20V未満のゲート電圧を印加する。 In order to reduce the loss in the ON state (ON), the large-capacity MOSFET 100 needs to be overdriven at a gate voltage Vg sufficiently higher than the gate threshold voltage Vth to reduce the ON resistance. In a general MOSFET, a gate voltage of 12 V to less than 20 V is applied.

また、MOSFET100が大電流をスイッチングする際、ゲート電圧Vgにノイズが重畳して、MOSFET100が誤動作し、オフ状態(OFF)であるべきタイミングでオン(誤オン動作)する可能性がある。この対策としてMOSFET100のソース端子を基準としてゲート電圧Vgに負バイアスを印加することで、ゲート閾値電圧Vthが見かけ上、負バイアス電圧Vbiasの分だけ高くなる。すなわち、ゲート電圧VgがVth+Vbiasを超えないとMOSFET100がオンしないため、ノイズによる誤オン動作を抑制できる。 Further, when the MOSFET 100 switches a large current, noise is superimposed on the gate voltage Vg, and the MOSFET 100 may malfunction and turn on (erroneous on operation) at the timing when it should be in the off state (OFF). As a countermeasure, by applying a negative bias to the gate voltage Vg with reference to the source terminal of the MOSFET 100, the gate threshold voltage Vth is apparently increased by the amount of the negative bias voltage Vbias. That is, since the MOSFET 100 does not turn on unless the gate voltage Vg exceeds Vth + Vbias, erroneous on operation due to noise can be suppressed.

なお、本実施の形態1ではゲート電源5の電圧は+Vdd1=+15V、−Vdd2=−15Vとし、ゲート電圧Vgは−15V〜+15Vの範囲で変化するものとする。 In the first embodiment, the voltage of the gate power supply 5 is + Vdd1 = + 15V, −Vdd2 = −15V, and the gate voltage Vg changes in the range of −15V to + 15V.

レベルシフト回路41では、制御回路6からのスイッチング信号Vsを、−Vdd2の−15Vを基準とした3.3Vまたは5Vの振幅電圧から、−Vdd2(−15V)〜GND(0V)で変化する15Vの振幅電圧に広げている。 In the level shift circuit 41, the switching signal Vs from the control circuit 6 is changed from an amplitude voltage of 3.3V or 5V based on -15V of -Vdd2 to 15V which changes from -Vdd2 (-15V) to GND (0V). Expanded to the amplitude voltage of.

レベルシフト回路41の出力電圧がGND(0V)の場合、レベルシフト回路41の出力電流は、レベルシフト回路41のMOSFET8のドレイン端子とGNDとの間の抵抗Rp1で制限されるため、プリ増幅回路42で電流増幅している。 When the output voltage of the level shift circuit 41 is GND (0V), the output current of the level shift circuit 41 is limited by the resistance Rp1 between the drain terminal of the MOSFET 8 of the level shift circuit 41 and the GND, so that the pre-amplifier circuit The current is amplified at 42.

プリ増幅回路42の出力電圧Vpreも、レベルシフト回路41の出力と同様に−Vdd2(−15V)を基準に−Vdd2(−15V)〜GND(0V)の範囲で変化し、振幅は15Vである。 The output voltage Vpre of the pre-amplifier circuit 42 also changes in the range of −Vdd2 (-15V) to GND (0V) with reference to −Vdd2 (-15V) like the output of the level shift circuit 41, and the amplitude is 15V. ..

プリ増幅回路42の出力からコンデンサCcを通過した後の電流増幅回路43のMOSFET12のゲート電圧Vgop−gは、電源電圧+Vdd1、すなわちMOSFET12のソース端子の電位を基準に+Vdd1(+15V)〜GND(0V)の範囲で変化する。また、プリ増幅回路42の出力からゲート抵抗18を通過した後の電流増幅回路43のMOSFET13のゲート電圧Vpre−gは、電源電圧−Vdd2、すなわちMOSFET13のドレイン端子の電位を基準に−Vdd2(−15V)〜GND(0V)の範囲で変化する。 The gate voltage Vgop-g of the MOSFET 12 of the current amplification circuit 43 after passing through the capacitor Cc from the output of the pre-amplifier circuit 42 is the power supply voltage + Vdd1, that is, + Vdd1 (+ 15V) to GND (0V) based on the potential of the source terminal of the MOSFET 12. ) Varies. Further, the gate voltage Vpre-g of the MOSFET 13 of the current amplification circuit 43 after passing through the gate resistor 18 from the output of the pre-amplifier circuit 42 is the power supply voltage −Vdd2, that is, −Vdd2 (−Vdd2 (-) based on the potential of the drain terminal of the MOSFET 13. It varies in the range of 15V) to GND (0V).

そのため、実施の形態1に係るゲート駆動回路4においては、ゲート駆動回路4の出力電圧であるゲート電圧Vgが正負に振れ、振幅が20Vを超える場合でも、電流増幅回路43のMOSFET12を、ゲート耐圧以下のゲート電圧Vgop−gで駆動することができ、また、MOSFET13を、ゲート耐圧以下のゲート電圧Vpre−gで駆動することができる。 Therefore, in the gate drive circuit 4 according to the first embodiment, even when the gate voltage Vg, which is the output voltage of the gate drive circuit 4, fluctuates positively or negatively and the amplitude exceeds 20 V, the MOSFET 12 of the current amplifier circuit 43 is subjected to the gate withstand voltage. It can be driven by the following gate voltage Vgop-g, and the MOSFET 13 can be driven by a gate voltage Vpre-g equal to or less than the gate withstand voltage.

図3は、実施の形態1のゲート駆動回路4の各部の動作を説明するタイミングチャートである。図3においては、横軸を時間[s]とし、縦軸を電圧[V]として、電流増幅回路43のMOSFET12のゲート電圧Vgop−g、プリ増幅回路42の出力電圧Vpre、電流増幅回路43のコンデンサCcの両端の差動電圧Vcおよびゲート駆動回路4からのゲート電圧Vgの時間変化を示している。なお、MOSFET12のゲート閾値電圧を−Vthpとする。 FIG. 3 is a timing chart illustrating the operation of each part of the gate drive circuit 4 of the first embodiment. In FIG. 3, the horizontal axis is time [s] and the vertical axis is voltage [V], the gate voltage Vgop-g of the MOSFET 12 of the current amplification circuit 43, the output voltage Vpre of the pre-amplification circuit 42, and the current amplification circuit 43. The time change of the differential voltage Vc across the capacitor Cc and the gate voltage Vg from the gate drive circuit 4 is shown. The gate threshold voltage of the MOSFET 12 is −Vthp.

初期状態として、図3の期間Aでは制御回路6からのスイッチング信号Vsは”High”であり、ゲート駆動回路4の出力電圧であるゲート電圧Vgは+15Vとなっており、コンデンサCcの両端の差動電圧Vcは15Vとなっており充電されているものとする。 As an initial state, in the period A of FIG. 3, the switching signal Vs from the control circuit 6 is "High", the gate voltage Vg which is the output voltage of the gate drive circuit 4 is + 15V, and the difference between both ends of the capacitor Cc. It is assumed that the dynamic voltage Vc is 15 V and is charged.

この期間Aでは、プリ増幅回路42のNPNトランジスタ10はオフしており、PNPトランジスタ11はオンしており、プリ増幅回路42の出力電圧Vpreは、電源電圧−Vdd2(−15V)となっている。このため、電流増幅回路43のMOSFET12がオンし、MOSFET13がオフしている。 In this period A, the NPN transistor 10 of the pre-amplification circuit 42 is off, the PNP transistor 11 is on, and the output voltage Vpre of the pre-amplification circuit 42 is the power supply voltage −Vdd2 (-15V). .. Therefore, the MOSFET 12 of the current amplifier circuit 43 is turned on, and the MOSFET 13 is turned off.

電流増幅回路43のコンデンサCcは、電源電圧+Vdd1(+15V)を供給する電源端子T1、抵抗Rc、コンデンサCc、PNPトランジスタ11および電源電圧−Vdd2(−15V)を供給する電源端子T2の経路で時定数τ=Rc×Ccで充電される。なお、この数式は抵抗Rcの抵抗値をRc、コンデンサCcの容量をCcとして表している。 The capacitor Cc of the current amplifier circuit 43 is in the path of the power supply terminal T1 that supplies the power supply voltage + Vdd1 (+ 15V), the resistor Rc, the capacitor Cc, the PNP transistor 11, and the power supply terminal T2 that supplies the power supply voltage −Vdd2 (-15V). It is charged with the constant τ = Rc × Cc. In this formula, the resistance value of the resistor Rc is represented by Rc, and the capacitance of the capacitor Cc is represented by Cc.

期間Aでは、コンデンサCcの両端の差動電圧VcとMOSFET12のゲート電圧Vgop−gとは等しく、MOSFET12のゲート電圧Vgop−gは、電源電圧−Vdd2(−15V)を基準電位とすると、GND(0V)から時定数τで電圧が上昇する。 In period A, the differential voltage Vc across the capacitor Cc and the gate voltage Vgop-g of the MOSFET 12 are equal, and the gate voltage Vgop-g of the MOSFET 12 is GND (when the power supply voltage −Vdd2 (-15V) is used as the reference potential. The voltage rises from 0V) with a time constant τ.

MOSFET12のゲート電圧Vgop−gが、電流増幅回路43のMOSFET12がオフする電源電圧+Vdd1(+15V)−Vthpを超える前に制御回路6からのスイッチング信号Vsは”Low”に変化し、期間Bに移行する。 Before the gate voltage Vgop-g of the MOSFET 12 exceeds the power supply voltage + Vdd1 (+ 15V) -Vthp at which the MOSFET 12 of the current amplification circuit 43 is turned off, the switching signal Vs from the control circuit 6 changes to "Low" and shifts to the period B. To do.

次に、図3の期間Bでは、プリ増幅回路42のNPNトランジスタ10がオンし、PNPトランジスタ11はオフし、プリ増幅回路42の出力電圧Vpreは電源電圧−Vdd2(−15V)からGND(0V)に変化する。 Next, in the period B of FIG. 3, the NPN transistor 10 of the pre-amplifier circuit 42 is turned on, the PNP transistor 11 is turned off, and the output voltage Vpre of the pre-amplifier circuit 42 is changed from the power supply voltage −Vdd2 (-15V) to GND (0V). ).

プリ増幅回路42の出力電圧Vpreが電源電圧−Vdd2(−15V)からGND(0V)に変化するため、コンデンサCcは+15Vでバイアスされる。期間Aで充電された差動電圧ΔVc分だけ、電源電圧+Vdd1(+15V)を超えるためダイオード16を介して放電され、差動電圧Vcは+15Vとなる。 Since the output voltage Vpre of the pre-amplifier circuit 42 changes from the power supply voltage −Vdd2 (−15V) to GND (0V), the capacitor Cc is biased at + 15V. Since the power supply voltage + Vdd1 (+ 15V) is exceeded by the differential voltage ΔVc charged in the period A, the battery is discharged via the diode 16 and the differential voltage Vc becomes + 15V.

電流増幅回路43のMOSFET12のゲート電圧Vgop−gは、ソース端子が接続された電源端子T1の電源電圧+Vdd1(+15V)を基準にすると0Vとなり、MOSFET12がオフする。また、プリ増幅回路42の出力電圧Vpreは電源電圧−Vdd2(−15V)からGND(0V)に変化するため、電流増幅回路43のMOSFET13のゲート端子には、ソース端子が接続された電源端子T2の電源電圧−Vdd2(−15V)を基準に15Vが印加されてMOSFET13がオンして、ゲート駆動回路4の出力電圧であるゲート電圧Vgは+15Vから−15Vに変化する。 The gate voltage Vgop-g of the MOSFET 12 of the current amplifier circuit 43 becomes 0V with reference to the power supply voltage + Vdd1 (+ 15V) of the power supply terminal T1 to which the source terminal is connected, and the MOSFET 12 is turned off. Further, since the output voltage Vpre of the pre-amplifier circuit 42 changes from the power supply voltage −Vdd2 (-15V) to GND (0V), the power supply terminal T2 to which the source terminal is connected to the gate terminal of the MOSFET 13 of the current amplification circuit 43. 15V is applied based on the power supply voltage −Vdd2 (-15V) of the above, the MOSFET 13 is turned on, and the gate voltage Vg, which is the output voltage of the gate drive circuit 4, changes from + 15V to −15V.

次に、制御回路6からのスイッチング信号Vsが”High”に変化し、再び期間Aとなり、期間A、期間Bを交互に繰り返すことで、ゲート駆動回路4の出力電圧であるゲート電圧Vgが±15Vの範囲で変化する。 Next, the switching signal Vs from the control circuit 6 changes to "High", the period A is set again, and the period A and the period B are alternately repeated, so that the gate voltage Vg, which is the output voltage of the gate drive circuit 4, becomes ±. It varies in the range of 15V.

図4は、電流増幅回路43のMOSFET12および13のゲート電圧の変化を示すタイミングチャートである。図4においては、横軸を時間[s]とし、縦軸を電圧[V]として、MOSFET12のゲート電圧Vgop−gおよびMOSFET12のゲート電圧Vpre−gの変化と、MOSFET12のゲート閾値電圧VthpおよびMOSFET13のゲート閾値電圧Vthnとの関係を詳細に示している。 FIG. 4 is a timing chart showing changes in the gate voltages of the MOSFETs 12 and 13 of the current amplifier circuit 43. In FIG. 4, the horizontal axis is time [s] and the vertical axis is voltage [V], the changes in the gate voltage Vgop-g of the MOSFET 12 and the gate voltage Vpre-g of the MOSFET 12, and the gate threshold voltage Vthp of the MOSFET 12 and the MOSFET 13 The relationship with the gate threshold voltage Vthn of is shown in detail.

図4に示すように、ゲート電圧Vpre−gおよびゲート電圧Vgop−gが、それぞれ立ち上がり時間trおよび立ち上がり時間tfで変化した場合、ゲート電圧Vpre−gの立ち上がり時にゲート閾値電圧Vthnと交差する時間をtn−on、ゲート電圧Vpre−gの立ち下がり時にゲート閾値電圧Vthnと交差する時間をtn−offとすると、tn−on〜tn−offの期間に、MOSFET13がオンしている。 As shown in FIG. 4, when the gate voltage Vpre-g and the gate voltage Vgop-g change with the rise time tr and the rise time tf, respectively, the time at which the gate voltage Vpre-g intersects with the gate threshold voltage Vthn at the time of rise is calculated. Assuming that the time at which the gate threshold voltage Vthn intersects with the gate threshold voltage Vthn at the fall of the gate voltage Vpre-g is set to tn-off, the MOSFET 13 is turned on during the period from tun-on to tn-off.

また、ゲート電圧Vgop−gの立ち上がり時にゲート閾値電圧Vthpと交差する時間をtp−off、ゲート電圧Vgop−gの立ち下がり時にゲート閾値電圧Vthpと交差する時間をtp−onとすると、tp−on〜tp−offの期間に、MOSFET12がオフしている。 Further, assuming that the time at which the gate voltage Vgop-g intersects with the gate threshold voltage Vthp at the rising edge is tp-off and the time at which the gate voltage Vgop-g intersects with the gate threshold voltage Vthp is tp-on. During the period of ~ tp-off, the MOSFET 12 is off.

図4に示すように、ゲート電圧Vgop−gの立ち上がりは速く、立ち下がりは遅くなっている。この理由は、ゲート電圧Vgop−gの立ち上がり時にはダイオード15を介して電圧が印加されるためであり、立ち下がり時にはゲート抵抗17を介して放電されるためである。 As shown in FIG. 4, the rise of the gate voltage Vgop−g is fast and the fall is slow. The reason for this is that the voltage is applied via the diode 15 at the rising edge of the gate voltage Vgop-g, and is discharged via the gate resistor 17 at the falling edge.

すなわち、電流増幅回路43のMOSFET12をオン、オフするには、MOSFET12の入力容量Cissを充放電する必要があり、立ち上がり時はダイオード15を介して入力容量Cissを充電するので急速に充電でき、立ち上がりが速くなる。一方、立ち下り時には入力容量Cissに蓄積された電荷は、ゲート抵抗17を介して放電されるので立ち下がりが遅くなる。 That is, in order to turn on / off the MOSFET 12 of the current amplifier circuit 43, it is necessary to charge / discharge the input capacitance Ciss of the MOSFET 12, and since the input capacitance Ciss is charged via the diode 15 at the time of rising, it can be charged rapidly and rises. Becomes faster. On the other hand, at the time of falling, the electric charge accumulated in the input capacitance Ciss is discharged via the gate resistor 17, so that the falling is delayed.

また、図4に示すように、ゲート電圧Vpre−gの立ち上がりは遅く、立ち下がりは速くなっている。この理由は、ゲート電圧Vpre−gの立ち上がり時にはゲート抵抗18を介して電圧が印加され、立ち下がり時にはダイオード14を介して放電されるためである。 Further, as shown in FIG. 4, the rise of the gate voltage Vpre-g is slow and the fall is fast. The reason for this is that the voltage is applied through the gate resistor 18 at the rising edge of the gate voltage Vpre-g, and discharged via the diode 14 at the falling edge.

すなわち、電流増幅回路43のMOSFET13をオン、オフするには、MOSFET13の入力容量Cissを充放電する必要があり、立ち上がり時はゲート抵抗18を介して入力容量Cissを充電するので立ち上がりが遅くなる。一方、立下り時には入力容量Cissに蓄積された電荷は、ダイオード14を介して放電されるので立ち下がりが速くなる。 That is, in order to turn on / off the MOSFET 13 of the current amplifier circuit 43, it is necessary to charge / discharge the input capacitance Ciss of the MOSFET 13, and at the time of rising, the input capacitance Ciss is charged via the gate resistor 18, so the rising is delayed. On the other hand, at the time of falling, the electric charge accumulated in the input capacitance Ciss is discharged via the diode 14, so that the falling becomes faster.

このように、ゲート電圧Vgop−gの立ち上がり、立ち下がりと、ゲート電圧Vpre−gの立ち上がり、立ち下がりとで差が生じるため、MOSFET12およびMOSFET13の両方がオフしている期間が生じ、これがデッドタイムとなる。図4において、tp−offとtp−onとの間がデッドタイムtdeadになり、tn−offとtp−onとの間がデッドタイムtdeadになる。デッドタイムを確保することで、MOSFET12およびMOSFET13の両方が同時にオンして、アーム短絡が発生することを防止できる。なお、ゲート抵抗17および18のそれぞれの抵抗値RgpおよびRgnを変えることで、デッドタイムtdeadの長さを調整できる。 In this way, since there is a difference between the rising and falling edges of the gate voltage Vgop-g and the rising and falling edges of the gate voltage Vpre-g, there is a period in which both the MOSFET 12 and the MOSFET 13 are off, which is the dead time. It becomes. In FIG. 4, the dead time tdead is between tp-off and tp-on, and the dead time tdead is between tn-off and tp-on. By ensuring the dead time, it is possible to prevent both the MOSFET 12 and the MOSFET 13 from being turned on at the same time and causing an arm short circuit. The length of the dead time tdead can be adjusted by changing the resistance values Rgp and Rgn of the gate resistors 17 and 18, respectively.

このように実施の形態1のゲート駆動回路4によれば、電流増幅回路43の出力回路のMOSFET12およびMOSFET13のデッドタイムを確保できるので、アーム短絡を防止でき、アーム短絡時に発生する短絡電流を抑えるための電流制限抵抗を電力線P(上アーム)と電力線N(下アーム)との間に設ける必要がない。このため、大容量のMOSFET100のゲート抵抗が高くならず、MOSFET100を高速に駆動できるという特長がある。 As described above, according to the gate drive circuit 4 of the first embodiment, the dead time of the MOSFET 12 and the MOSFET 13 of the output circuit of the current amplifier circuit 43 can be secured, so that the arm short circuit can be prevented and the short circuit current generated at the time of the arm short circuit can be suppressed. It is not necessary to provide a current limiting resistor for this purpose between the power line P (upper arm) and the power line N (lower arm). Therefore, the gate resistance of the large-capacity MOSFET 100 does not increase, and the MOSFET 100 can be driven at high speed.

また、実施の形態1のゲート駆動回路4によれば、MOSFET100の入力容量Cissを電流増幅回路43のMOSFET12およびMOSFET13を用いて急速に充放電できるので、MOSFET100を数百kHzの高周波でスイッチングでき、かつ、低いスイッチング周波数でもMOSFET100をオンし続けることができるという特長を有する。 Further, according to the gate drive circuit 4 of the first embodiment, since the input capacitance Ciss of the MOSFET 100 can be rapidly charged and discharged by using the MOSFET 12 and the MOSFET 13 of the current amplifier circuit 43, the MOSFET 100 can be switched at a high frequency of several hundred kHz. Moreover, it has a feature that the MOSFET 100 can be kept on even at a low switching frequency.

以下、この特徴について図5を用いて説明する。図5は、ゲート駆動回路4の電流増幅回路43の出力電流Ichrとバイパス回路のバイパス抵抗Rbypに流れる電流Ibypのタイミングチャートである。 Hereinafter, this feature will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a timing chart of the output current Ichr of the current amplifier circuit 43 of the gate drive circuit 4 and the current Ibyp flowing through the bypass resistor Rbyp of the bypass circuit.

図5において、ゲート駆動回路4の電流増幅回路43からMOSFET100の入力容量Cissに流れ込む方向の電流値を+Ionとし、入力容量Cissからゲート駆動回路4の電流増幅回路43に引き込まれる方向の電流値を−Ioffとすると、ゲート駆動回路4の出力電圧であるゲート電圧Vgの立ち上がり、立ち下りの短時間にだけ、+Ion、−Ioffが流れて入力容量Cissが急速に充放電される。バイパス抵抗RbypにはMOSFET100がオンし続けるのに必要なだけバイパス電流Ibypが流れれば良いため、バイパス抵抗Rbypの抵抗値を大きくでき、損失を抑えることができる。 In FIG. 5, the current value in the direction of flowing from the current amplification circuit 43 of the gate drive circuit 4 into the input capacitance Ciss of the MOSFET 100 is + Ion, and the current value in the direction of being drawn from the input capacitance Ciss into the current amplification circuit 43 of the gate drive circuit 4 is set. When −Ioff is set, + Ion and −Ioff flow only for a short time when the gate voltage Vg, which is the output voltage of the gate drive circuit 4, rises and falls, and the input capacitance Ciss is rapidly charged and discharged. Since it is sufficient that the bypass current Ibyp flows through the bypass resistor Rbyp as much as necessary for the MOSFET 100 to keep on, the resistance value of the bypass resistor Rbyp can be increased and the loss can be suppressed.

ここで、図3のタイミングチャートにおいて、電流増幅回路43のMOSFET12がオンしているA期間、すなわち、プリ増幅回路42のPNPトランジスタ11がオンしている期間は、電源電圧+Vdd1(+15V)を供給する電源端子T1、抵抗Rc、コンデンサCc、PNPトランジスタ11および電源電圧−Vdd2(−15V)を供給する電源端子T2の経路で、コンデンサCcの両端はGND(0V)から、時定数τ=Rc×Ccで充電される。 Here, in the timing chart of FIG. 3, the power supply voltage + Vdd1 (+ 15V) is supplied during the period A in which the MOSFET 12 of the current amplification circuit 43 is on, that is, the period in which the PNP transistor 11 of the pre-amplification circuit 42 is on. In the path of the power supply terminal T1, the resistor Rc, the capacitor Cc, the PNP transistor 11, and the power supply terminal T2 for supplying the power supply voltage −Vdd2 (-15V), both ends of the capacitor Cc are from GND (0V), and the time constant τ = Rc × It is charged with Cc.

電流増幅回路43のMOSFET12のゲート閾値電圧を−Vthpとすると、コンデンサCcの両端電圧、すなわちVgop−gが電源電圧+Vdd1(+15V)−Vthpを超えるまでは、MOSFET12のゲート電圧Vgop−gは、ソース端子の電源電圧+Vdd1(+15V)を基準にするとゲート閾値電圧−Vthpを下回るのでオンを維持できる。一方、MOSFET100のスイッチング周波数が時定数τ(Rc×Cc)を下回ると、すなわちスイッチング周波数が低くなると、コンデンサCcの両端電圧が+Vdd1(+15V)−Vthpを超えて、MOSFET12がオフする。 Assuming that the gate threshold voltage of the MOSFET 12 of the current amplifier circuit 43 is -Vthp, the gate voltage Vgop-g of the MOSFET 12 is the source until the voltage across the capacitor Cc, that is, Vgop-g exceeds the power supply voltage + Vdd1 (+ 15V) -Vthp. When the power supply voltage of the terminal + Vdd1 (+ 15V) is used as a reference, it falls below the gate threshold voltage −Vthp, so that it can be maintained on. On the other hand, when the switching frequency of the MOSFET 100 falls below the time constant τ (Rc × Cc), that is, when the switching frequency becomes low, the voltage across the capacitor Cc exceeds + Vdd1 (+ 15V) −Vthp, and the MOSFET 12 turns off.

実施の形態1のゲート駆動回路4では、バイパス回路としてバイパス抵抗Rbypを備えることで、MOSFET100の入力容量Cissが電流増幅回路43のMOSFET12で急速に充電された後も、バイパス抵抗Rbypを介してバイパス電流Ibypで、入力容量Cissを充電し続けられるので、MOSFET100はオンを維持できる。 In the gate drive circuit 4 of the first embodiment, by providing the bypass resistor Rbyp as a bypass circuit, even after the input capacitance Ciss of the MOSFET 100 is rapidly charged by the MOSFET 12 of the current amplification circuit 43, it is bypassed via the bypass resistor Rbyp. Since the input capacitance Ciss can be continuously charged by the current Ibyp, the MOSFET 100 can be kept on.

そして、時定数τ(Rc×Cc)は、MOSFET100のスイッチング周波数よりも大きく設定し、Rbyp×Cissは、MOSFET100のスイッチング周波数および時定数τ(Rc×Cc)以下に設定し、Rc×Cc≧Rbyp×Cissの条件を満たすようにバイパス抵抗Rbypを設定する。これにより、バイパス電流Ibypで入力容量Cissを充電でき、抵抗RcとコンデンサCcによる時定数τを下回る低いスイッチング周波数でもMOSFET100をオンし続けることができる。 Then, the time constant τ (Rc × Cc) is set to be larger than the switching frequency of the MOSFET 100, Rhyp × Ciss is set to be equal to or less than the switching frequency of the MOSFET 100 and the time constant τ (Rc × Cc), and Rc × Cc ≧ Rbyp. The bypass resistor Rbyp is set so as to satisfy the condition of × Ciss. As a result, the input capacitance Ciss can be charged with the bypass current Ibyp, and the MOSFET 100 can be kept on even at a low switching frequency below the time constant τ due to the resistor Rc and the capacitor Cc.

本実施の形態1においては、ゲート駆動回路4の駆動対象を半導体モジュール7に内蔵された大容量のMOSFETとしたが、半導体モジュールに内蔵されているのではなく、ディスクリートトランジスタを駆動対象とした場合でも同様の効果が得られる。また、MOSFETだけでなく、IGBTの駆動に本実施の形態1のゲート駆動回路4を適用しても同様の効果が得られることは言うまでもない。 In the first embodiment, the drive target of the gate drive circuit 4 is a large-capacity MOSFET built in the semiconductor module 7, but the drive target is a discrete transistor instead of being built in the semiconductor module. But the same effect can be obtained. Needless to say, the same effect can be obtained by applying the gate drive circuit 4 of the first embodiment to the drive of the IGBT as well as the MOSFET.

<実施の形態2>
図6は本発明に係る実施の形態2のゲート駆動回路40の構成を示す図であり、図2を用いて説明したゲート駆動回路4と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Embodiment 2>
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the gate drive circuit 40 of the second embodiment according to the present invention, and the same configuration as that of the gate drive circuit 4 described with reference to FIG. 2 is designated by the same reference numerals and overlaps. The description is omitted.

図6に示すように、ゲート駆動回路40は、レベルシフト回路411(第1のレベルシフト回路)、レベルシフト回路412(第2のレベルシフト回路)、プリ増幅回路42、電流増幅回路43およびバイパス回路44で構成され、ゲート電源5から供給されるGND(0V)を基準とした正負の電源電圧+Vdd1および電源電圧−Vdd2で動作する。 As shown in FIG. 6, the gate drive circuit 40 includes a level shift circuit 411 (first level shift circuit), a level shift circuit 412 (second level shift circuit), a pre-amplifier circuit 42, a current amplifier circuit 43, and a bypass. It is composed of a circuit 44, and operates with a positive and negative power supply voltage + Vdd1 and a power supply voltage −Vdd2 based on GND (0V) supplied from the gate power supply 5.

レベルシフト回路411は、NchのMOSFET8のドレイン端子とGNDとの間に抵抗Rp1が接続された構成を有し、MOSFET8のソース端子は、電源電圧−Vdd2が供給される電源端子T2に接続される。ゲート端子には制御回路6から、ゲート抵抗9を介して絶縁されたスイッチング信号Vsが入力される。 The level shift circuit 411 has a configuration in which a resistor Rp1 is connected between the drain terminal of the MOSFET 8 of the Nch and the GND, and the source terminal of the MOSFET 8 is connected to the power supply terminal T2 to which the power supply voltage −Vdd2 is supplied. .. A switching signal Vs isolated from the control circuit 6 is input to the gate terminal via a gate resistor 9.

レベルシフト回路412は、電源電圧+Vdd1が供給される電源端子T1と、電源電圧−Vdd2が供給される電源端子T2との間に直列に接続された抵抗Rp2、Rp3およびNchのMOSFET19を有し、MOSFET19のソース端子は電源端子T2に接続され、ドレイン端子は抵抗Rp3に接続され、抵抗Rp2と抵抗Rp3との接続ノードは、レベルシフト回路412の出力ノードとしてバイパス回路44のPNPトランジスタTbypのベース端子に接続されている。MOSFET19のゲート端子には制御回路6から、ゲート抵抗91を介して絶縁されたスイッチング信号Vsが入力される。 The level shift circuit 412 has resistors Rp2, Rp3, and Nch MOSFET19 connected in series between the power supply terminal T1 to which the power supply voltage + Vdd1 is supplied and the power supply terminal T2 to which the power supply voltage −Vdd2 is supplied. The source terminal of the MOSFET 19 is connected to the power supply terminal T2, the drain terminal is connected to the resistor Rp3, and the connection node between the resistor Rp2 and the resistor Rp3 is the base terminal of the PNP transistor Tbyp of the bypass circuit 44 as the output node of the level shift circuit 412. It is connected to the. A switching signal Vs isolated from the control circuit 6 is input to the gate terminal of the MOSFET 19 via a gate resistor 91.

バイパス回路44は、バイパストランジスタとして機能するPNPトランジスタTbypのエミッタ端子が電源端子T1に接続され、コレクタ端子はゲート駆動回路40の出力に接続されている。PNPトランジスタTbypのベース端子(制御端子)には、レベルシフト回路412から、制御回路6が出力するスイッチング信号Vsとは極性が反転したバイパス信号が入力される。 In the bypass circuit 44, the emitter terminal of the PNP transistor Tbyp that functions as a bypass transistor is connected to the power supply terminal T1, and the collector terminal is connected to the output of the gate drive circuit 40. A bypass signal whose polarity is inverted from the switching signal Vs output by the control circuit 6 is input from the level shift circuit 412 to the base terminal (control terminal) of the PNP transistor Tbyp.

図7は、実施の形態2のゲート駆動回路40の各部の動作を説明するタイミングチャートである。図7においては、横軸を時間[s]とし、縦軸を電圧[V]として制御回路6から出力されるスイッチング信号Vs、プリ増幅回路42の出力電圧Vpre、ゲート駆動回路40の出力電圧であるゲート電圧VgおよびPNPトランジスタTbypのオン、オフの時間変化を示している。 FIG. 7 is a timing chart illustrating the operation of each part of the gate drive circuit 40 of the second embodiment. In FIG. 7, the horizontal axis is time [s], the vertical axis is voltage [V], and the switching signal Vs output from the control circuit 6, the output voltage Vpre of the preamplifier circuit 42, and the output voltage of the gate drive circuit 40. It shows the on / off time change of a certain gate voltage Vg and PNP transistor Tbyp.

図7に示されるように、スイッチング信号Vsに対して、レベルシフト回路411を通過した後のプリ増幅回路42の出力電圧Vpreは極性が反転する。また、バイパス信号により制御されるバイパス回路44のPNPトランジスタTbypは、ゲート電圧Vgと同期してオン、オフする。 As shown in FIG. 7, the polarity of the output voltage Vpre of the pre-amplifier circuit 42 after passing through the level shift circuit 411 is inverted with respect to the switching signal Vs. Further, the PNP transistor Tbyp of the bypass circuit 44 controlled by the bypass signal is turned on and off in synchronization with the gate voltage Vg.

このように、実施の形態2のゲート駆動回路40においては、バイパス回路44のPNPトランジスタTbypがゲート電圧Vgと同期してオン、オフするので、ゲート電圧Vgがオフの場合、PNPトランジスタTbypには電流が流れないため、バイパス回路としてバイパス抵抗Rbypを使用した実施の形態1のゲート駆動回路4と比較して、さらに低損失で高効率という特長がある。 As described above, in the gate drive circuit 40 of the second embodiment, the PNP transistor Tbyp of the bypass circuit 44 turns on and off in synchronization with the gate voltage Vg. Therefore, when the gate voltage Vg is off, the PNP transistor Tbyp is used. Since no current flows, it has the advantages of lower loss and higher efficiency than the gate drive circuit 4 of the first embodiment in which the bypass resistor Rbyp is used as the bypass circuit.

その他、実施の形態1のゲート駆動回路4と同一の構成に関しては、実施の形態1のゲート駆動回路4と同様な効果が得られることは言うまでもない。 In addition, it goes without saying that the same effect as that of the gate drive circuit 4 of the first embodiment can be obtained with respect to the same configuration as the gate drive circuit 4 of the first embodiment.

なお、以上説明した実施の形態2においては、バイパストランジスタとしてPNPトランジスタTbypを用いた構成を示したが、バイパストランジスタは、バイポーラトランジスタに限定されるものではなく、MOSFETで構成しても良い。 Although the configuration in which the PNP transistor Tbyp is used as the bypass transistor is shown in the second embodiment described above, the bypass transistor is not limited to the bipolar transistor and may be configured by the MOSFET.

<実施の形態3>
図8は本発明に係る実施の形態3のゲート駆動回路4Aの構成を示す図であり、図2を用いて説明したゲート駆動回路4と同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
<Embodiment 3>
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the gate drive circuit 4A of the third embodiment according to the present invention, and the same configuration as that of the gate drive circuit 4 described with reference to FIG. 2 is designated by the same reference numerals and overlaps. The description is omitted.

図1に示したインバータ回路1000においては、ゲート電源5はゲート駆動回路4に接続される構成としたが、図8に示すゲート駆動回路4Aは、ゲート電源5Aを内蔵している。 In the inverter circuit 1000 shown in FIG. 1, the gate power supply 5 is connected to the gate drive circuit 4, but the gate drive circuit 4A shown in FIG. 8 has a built-in gate power supply 5A.

図8に示すようにゲート駆動回路4Aに内蔵されたゲート電源5Aは、電源電圧+Vdd1(+15V)および電源電圧−Vdd2(−15V)をゲート駆動回路4Aに供給し、制御回路6に電源電圧−Vdd2(−15V)を供給する。また、制御回路6に電源電圧−Vcc(−10V)を供給する。 As shown in FIG. 8, the gate power supply 5A built in the gate drive circuit 4A supplies the power supply voltage + Vdd1 (+ 15V) and the power supply voltage −Vdd2 (-15V) to the gate drive circuit 4A, and supplies the power supply voltage − to the control circuit 6. Vdd2 (-15V) is supplied. Further, the power supply voltage −Vcc (−10V) is supplied to the control circuit 6.

図9はゲート電源5Aの構成を示す回路図である。図9に示すようにゲート電源5Aは、コネクタCN1のピンP1とピンP2との間およびピンP2とピンP3との間に、それぞれ出力電圧15Vの直流電源20(第1の電源)および直流電源21(第2の電源)が接続されている。そして直流電源20および21の電圧を安定化するため、ピンP1とピンP2との間およびピンP2とピンP3との間に、それぞれ平滑コンデンサC1およびC2が接続されている。直流電源20および21は周囲の回路から絶縁されている。 FIG. 9 is a circuit diagram showing the configuration of the gate power supply 5A. As shown in FIG. 9, the gate power supply 5A is a DC power supply 20 (first power supply) and a DC power supply having an output voltage of 15 V between the pins P1 and P2 of the connector CN1 and between the pins P2 and P3, respectively. 21 (second power supply) is connected. Then, in order to stabilize the voltages of the DC power supplies 20 and 21, smoothing capacitors C1 and C2 are connected between the pins P1 and P2 and between the pins P2 and P3, respectively. The DC power supplies 20 and 21 are isolated from the surrounding circuits.

平滑コンデンサC1には、直列に接続された電圧検出抵抗22および23が並列に接続され、電圧検出抵抗22および23の接続ノードは、スイッチ25の制御端子に接続されている。また、電圧検出抵抗22および23の接続ノードとコネクタCN1のピンP2との間には、スイッチ25がオンする時間を規定する時間規定コンデンサとして機能するコンデンサ24が設けられている。 The voltage detection resistors 22 and 23 connected in series are connected in parallel to the smoothing capacitor C1, and the connection nodes of the voltage detection resistors 22 and 23 are connected to the control terminals of the switch 25. Further, between the connection nodes of the voltage detection resistors 22 and 23 and the pin P2 of the connector CN1, a capacitor 24 that functions as a time-determining capacitor that defines the time when the switch 25 is turned on is provided.

スイッチ25は、電圧検出抵抗22を介してコンデンサ24が充電され、コンデンサ24の両端電圧が電圧検出抵抗22および23で規定された規定電圧を超えたらオンし、平滑コンデンサC1の両端電圧+Vinを電源電圧+Vdd1(+15V)としてゲート駆動回路4Aの電源端子T1に供給する。 The switch 25 is turned on when the capacitor 24 is charged via the voltage detection resistor 22 and the voltage across the capacitor 24 exceeds the specified voltage specified by the voltage detection resistors 22 and 23, and the voltage across the smoothing capacitor C1 + Vin is supplied. It is supplied as a voltage + Vdd1 (+ 15V) to the power supply terminal T1 of the gate drive circuit 4A.

また、平滑コンデンサC2の両端電圧は電源電圧−Vdd2(−15V)としてゲート駆動回路4Aの電源端子T2に供給される。 Further, the voltage across the smoothing capacitor C2 is supplied to the power supply terminal T2 of the gate drive circuit 4A as a power supply voltage −Vdd2 (-15V).

コネクタCN1のピンP3には3端子レギュレータ26の入力端子が接続され、3端子レギュレータ26において、電源電圧−Vdd2(−15V)を基準として電源電圧−Vcc(−10V)を生成し、制御回路6の電源端子T3に供給する。3端子レギュレータ26の共通端子はコネクタCN1のピンP2に接続され、ピンP2と3端子レギュレータ26の出力端子との間には、平滑コンデンサ27が接続されている。なお、電源電圧−Vdd2(−15V)と電源電圧−Vcc(−10V)との電圧差は+5Vであり、制御回路6のトランジスタの電源として供給使用される。 The input terminal of the 3-terminal regulator 26 is connected to the pin P3 of the connector CN1, and the 3-terminal regulator 26 generates the power supply voltage −Vcc (-10V) with reference to the power supply voltage −Vdd2 (-15V), and the control circuit 6 It is supplied to the power supply terminal T3 of. The common terminal of the 3-terminal regulator 26 is connected to the pin P2 of the connector CN1, and a smoothing capacitor 27 is connected between the pin P2 and the output terminal of the 3-terminal regulator 26. The voltage difference between the power supply voltage −Vdd2 (-15V) and the power supply voltage −Vcc (−10V) is + 5V, and the power supply is supplied and used as the power supply for the transistor of the control circuit 6.

図10は、直流電源20および21をオンした際の、ゲート電源5Aの各部の電圧の時間変化を示す図である。図10に示すように、電源電圧+Vinおよび電源電圧−Vdd2は、同じタイミング、同じ傾きでそれぞれ電圧が上昇および下降する。 FIG. 10 is a diagram showing the time change of the voltage of each part of the gate power supply 5A when the DC power supplies 20 and 21 are turned on. As shown in FIG. 10, the voltage of the power supply voltage + Vin and the power supply voltage −Vdd2 rises and falls at the same timing and with the same slope, respectively.

3端子レギュレータ26が出力する電源電圧−Vccと電源電圧−Vdd2も同じ傾きで電圧が下降し、電源電圧−Vccは−10Vに達すると一定になる。 The power supply voltage −Vcc and the power supply voltage −Vdd2 output by the 3-terminal regulator 26 also decrease with the same slope, and the power supply voltage −Vcc becomes constant when it reaches −10V.

コンデンサ24は、電圧検出抵抗22を介して充電され、充電開始からt1秒後に規定電圧に達することでスイッチ25をオンして、電源電圧+Vdd1をゲート駆動回路4Aに供給する。図10では電源電圧+Vdd1を破線で示している。 The capacitor 24 is charged via the voltage detection resistor 22, and when it reaches a specified voltage t1 second after the start of charging, the switch 25 is turned on to supply the power supply voltage + Vdd1 to the gate drive circuit 4A. In FIG. 10, the power supply voltage + Vdd1 is shown by a broken line.

このように、ゲート電源5Aにおいては、コンデンサ24が充電開始からt1秒後にスイッチ25がオンするまでは、電源電圧+Vdd1がゲート駆動回路4Aに供給されない。ここで、時間t1秒は、ゲート駆動回路4Aの電流増幅回路43のMOSFET13が確実にオンする時間に基づいて設定される。 As described above, in the gate power supply 5A, the power supply voltage + Vdd1 is not supplied to the gate drive circuit 4A until the switch 25 is turned on 1 second after the start of charging of the capacitor 24. Here, the time t1 second is set based on the time when the MOSFET 13 of the current amplifier circuit 43 of the gate drive circuit 4A is surely turned on.

実施の形態3のゲート駆動回路4Aでは、ゲート電源5Aの電源電圧−Vdd2(−15V)と、電源電圧−Vcc(−10V)の電圧が安定し、かつ、電流増幅回路43のMOSFET13がオンした後の、t1秒後にスイッチ25をオンして電源電圧+Vdd1(+15V)が供給される。このため、ゲート電源を供給し始めた際に、プリ増幅回路42のPNPトランジスタ11の動作遅れで、Vpre−gが過渡的に”Low”となる期間、電源電圧+Vdd1がバイパス抵抗Rbypを通じてゲート電圧Vgとして供給され、MOSFET100が誤オンしてアーム短絡するのを防止できる。 In the gate drive circuit 4A of the third embodiment, the power supply voltage −Vdd2 (-15V) of the gate power supply 5A and the voltage of the power supply voltage −Vcc (-10V) are stable, and the MOSFET 13 of the current amplification circuit 43 is turned on. Later, after t1 second, the switch 25 is turned on and the power supply voltage + Vdd1 (+ 15V) is supplied. Therefore, when the gate power supply is started, the power supply voltage + Vdd1 becomes the gate voltage through the bypass resistor Rbyp during the period when Vpre-g becomes transiently "Low" due to the operation delay of the PNP transistor 11 of the preamplifier circuit 42. It is supplied as Vg and can prevent the MOSFET 100 from being erroneously turned on and short-circuiting the arm.

その他、実施の形態1のゲート駆動回路4と同一の構成に関しては、実施の形態1のゲート駆動回路4と同様な効果が得られることは言うまでもない。 In addition, it goes without saying that the same effect as that of the gate drive circuit 4 of the first embodiment can be obtained with respect to the same configuration as the gate drive circuit 4 of the first embodiment.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。 In the present invention, each embodiment can be freely combined, and each embodiment can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.

4,4A,40 ゲート駆動回路、5,5A ゲート電源、6 制御回路、7 半導体モジュール、41,411,412 レベルシフト回路、42 プリ増幅回路、43 電流増幅回路。 4,4A, 40 gate drive circuit, 5,5A gate power supply, 6 control circuit, 7 semiconductor module, 41,411,412 level shift circuit, 42 pre-amplification circuit, 43 current amplification circuit.

Claims (6)

制御回路から入力されるスイッチング信号に基づいて、トランジスタのゲートを駆動するゲート駆動回路であって、
前記スイッチング信号の振幅電圧を広げる第1のレベルシフト回路と、
前記第1のレベルシフト回路の出力電流を増幅するプリ増幅回路と、
前記プリ増幅回路の出力電流を増幅する電流増幅回路と、を備え、
前記電流増幅回路は、
直列に接続された第1導電型の第1のMOSFETおよび第2導電型の第2のMOSFETを有し、
前記第1のMOSFETのソース端子は、正の電源電圧を与える第1の電源端子に接続され、
前記第2のMOSFETのソース端子は、負の電源電圧を与える第2の電源端子に接続され、
前記第1のMOSFETのドレイン端子および前記第2のMOSFETのドレイン端子は、前記ゲート駆動回路の出力ノードとして前記トランジスタのゲート端子に接続され、
前記第1のMOSFETのゲート端子は、
コンデンサを介して前記プリ増幅回路の出力ノードに接続されると共に、抵抗を介して前記第1の電源端子に接続され、
前記第2のMOSFETのゲート端子は、
前記プリ増幅回路の前記出力ノードに接続され、
前記ゲート駆動回路の前記出力ノードは、
バイパス回路を介して前記第1の電源端子に接続される、ゲート駆動回路。
A gate drive circuit that drives the gate of a transistor based on a switching signal input from a control circuit.
A first level shift circuit that expands the amplitude voltage of the switching signal, and
A pre-amplifier circuit that amplifies the output current of the first level shift circuit and
A current amplifier circuit that amplifies the output current of the pre-amplifier circuit is provided.
The current amplifier circuit
It has a first conductive type first MOSFET and a second conductive type second MOSFET connected in series.
The source terminal of the first MOSFET is connected to the first power supply terminal that gives a positive power supply voltage.
The source terminal of the second MOSFET is connected to a second power supply terminal that gives a negative power supply voltage.
The drain terminal of the first MOSFET and the drain terminal of the second MOSFET are connected to the gate terminal of the transistor as an output node of the gate drive circuit.
The gate terminal of the first MOSFET is
It is connected to the output node of the pre-amplifier circuit via a capacitor, and is connected to the first power supply terminal via a resistor.
The gate terminal of the second MOSFET is
Connected to the output node of the pre-amplifier circuit,
The output node of the gate drive circuit
A gate drive circuit connected to the first power supply terminal via a bypass circuit.
前記第1のMOSFETの前記ゲート端子は、
第1のダイオードが並列接続された第1のゲート抵抗を介して、前記コンデンサおよび前記抵抗に接続され、
前記第2のMOSFETの前記ゲート端子は、
第2のダイオードが並列接続された第2のゲート抵抗を介して、前記プリ増幅回路の前記出力ノードに接続され、
前記第1のダイオードは、
カソードが前記第1のMOSFETの前記ゲート端子に接続され、
前記第2のダイオードは、
アノードが前記第2のMOSFETの前記ゲート端子に接続される、請求項1記載のゲート駆動回路。
The gate terminal of the first MOSFET is
A first diode is connected to the capacitor and the resistor via a first gate resistor connected in parallel.
The gate terminal of the second MOSFET is
A second diode is connected to the output node of the pre-amplifier circuit via a second gate resistor connected in parallel.
The first diode is
The cathode is connected to the gate terminal of the first MOSFET,
The second diode is
The gate drive circuit according to claim 1, wherein the anode is connected to the gate terminal of the second MOSFET.
前記バイパス回路は、
前記ゲート駆動回路の前記出力ノードと前記第1の電源端子との間に接続されたバイパス抵抗を有する、請求項1または請求項2記載のゲート駆動回路。
The bypass circuit
The gate drive circuit according to claim 1 or 2, further comprising a bypass resistor connected between the output node of the gate drive circuit and the first power supply terminal.
前記スイッチング信号の極性を反転させて前記振幅電圧を広げる第2のレベルシフト回路をさらに備え、
前記バイパス回路は、
前記ゲート駆動回路の前記出力ノードと前記第1の電源端子との間に接続されたバイパストランジスタを有し、
前記バイパストランジスタの制御端子は、
前記第2のレベルシフト回路の出力ノードに接続される、請求項1または請求項2記載のゲート駆動回路。
A second level shift circuit that inverts the polarity of the switching signal and widens the amplitude voltage is further provided.
The bypass circuit
It has a bypass transistor connected between the output node of the gate drive circuit and the first power supply terminal.
The control terminal of the bypass transistor is
The gate drive circuit according to claim 1 or 2, which is connected to the output node of the second level shift circuit.
前記正の電源電圧および前記負の電源電圧を供給するゲート電源をさらに備え、
前記ゲート電源は、
前記負の電源電圧が安定し、かつ前記第2のMOSFETがオンした後に、前記正の電源電圧の供給を開始する、請求項1から請求項3の何れか1項に記載のゲート駆動回路。
Further equipped with a gate power supply that supplies the positive power supply voltage and the negative power supply voltage,
The gate power supply
The gate drive circuit according to any one of claims 1 to 3, wherein the supply of the positive power supply voltage is started after the negative power supply voltage is stable and the second MOSFET is turned on.
前記ゲート電源は、
前記正の電源電圧を供給する第1の電源と、
前記負の電源電圧を供給する第2の電源と、
前記第1の電源に並列に接続された複数の電圧検出抵抗と、
前記複数の電圧検出抵抗の何れかと並列に接続された時間規定コンデンサと、
前記時間規定コンデンサに接続され、前記時間規定コンデンサが充電されて両端電圧が規定電圧に達するとオンするスイッチと、を有し、
前記スイッチは、
前記第1の電源のプラス端子と前記第1の電源端子との間に直列に接続され、
前記正の電源電圧の供給の開始は、
前記時間規定コンデンサの前記両端電圧が前記規定電圧に達する時間で規定される、請求項5記載のゲート駆動回路。
The gate power supply
The first power supply that supplies the positive power supply voltage and
The second power supply that supplies the negative power supply voltage and
A plurality of voltage detection resistors connected in parallel to the first power supply,
A time-defined capacitor connected in parallel with any of the plurality of voltage detection resistors,
It has a switch that is connected to the time-specified capacitor and turns on when the time-specified capacitor is charged and the voltage across it reaches the specified voltage.
The switch
Connected in series between the positive terminal of the first power supply and the first power supply terminal,
The start of supply of the positive power supply voltage is
The gate drive circuit according to claim 5, wherein the voltage across the time-defined capacitor is defined by the time it takes to reach the specified voltage.
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