JP2015119594A - Drive control device for semiconductor device - Google Patents
Drive control device for semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015119594A JP2015119594A JP2013262829A JP2013262829A JP2015119594A JP 2015119594 A JP2015119594 A JP 2015119594A JP 2013262829 A JP2013262829 A JP 2013262829A JP 2013262829 A JP2013262829 A JP 2013262829A JP 2015119594 A JP2015119594 A JP 2015119594A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- terminal
- diode
- output
- input
- sense
- 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
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/13—Modifications for switching at zero crossing
- H03K17/133—Modifications for switching at zero crossing in field-effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/74—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of diodes
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/30—Modifications for providing a predetermined threshold before switching
- H03K2017/307—Modifications for providing a predetermined threshold before switching circuits simulating a diode, e.g. threshold zero
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0027—Measuring means of, e.g. currents through or voltages across the switch
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
Description
本発明は、トランジスタとダイオードとが逆並列に接続される半導体装置の駆動制御装置に関する。 The present invention relates to a drive control device for a semiconductor device in which a transistor and a diode are connected in antiparallel.
トランジスタとダイオードとが逆並列に接続される半導体装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1記載の半導体装置は、メインダイオードに流れる電流を検出するためのセンスダイオード及びセンス抵抗を有している。このセンスダイオードは、メインダイオードのカソード端子と共通化されたカソード端子と、センス抵抗の一端に接続されたアノード端子と、を有している。センス抵抗の他端は、メインダイオードのアノード端子に接続されている。上記した半導体装置の駆動制御装置は、トランジスタのゲート信号がハイレベルあるときに、センス抵抗の両端に発生する電位差を検出し、その電位差に基づいてメインダイオードに電流が流れているか否かすなわちメインダイオードが通電中であるか否かを判定する。そして、メインダイオードが通電中であると判定すると、トランジスタをオフさせる。 A semiconductor device in which a transistor and a diode are connected in antiparallel is known (see, for example, Patent Document 1). The semiconductor device described in Patent Document 1 includes a sense diode and a sense resistor for detecting a current flowing through the main diode. This sense diode has a cathode terminal shared with the cathode terminal of the main diode, and an anode terminal connected to one end of the sense resistor. The other end of the sense resistor is connected to the anode terminal of the main diode. The drive control device for a semiconductor device described above detects a potential difference generated at both ends of the sense resistor when the gate signal of the transistor is at a high level, and determines whether a current flows through the main diode based on the potential difference. It is determined whether the diode is energized. If it is determined that the main diode is energized, the transistor is turned off.
しかしながら、上記した特許文献1記載の駆動制御装置では、メインダイオードのアノード端子とセンスダイオードのアノード端子との間にセンス抵抗が介在するので、メインダイオードのオン電圧とセンスダイオードのオン電圧とが異なる。このため、上記した特許文献1記載の如き判定手法では、メインダイオードに流れる電流の大きさとセンスダイオードに流れる電流の大きさとが比例せず、センス抵抗の両端の電位差がメインダイオードに流れる電流の大きさを適切に表さないものとなるので、メインダイオードが通電しているか否かの判定精度が低下してしまう。 However, in the drive control device described in Patent Document 1, since the sense resistor is interposed between the anode terminal of the main diode and the anode terminal of the sense diode, the on-voltage of the main diode is different from the on-voltage of the sense diode. . For this reason, in the above-described determination method described in Patent Document 1, the magnitude of the current flowing through the main diode is not proportional to the magnitude of the current flowing through the sense diode, and the potential difference between both ends of the sense resistor is the magnitude of the current flowing through the main diode. Therefore, the accuracy of determining whether or not the main diode is energized decreases.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、メインダイオードが通電しているか否かの判定精度を向上させることが可能な半導体装置の駆動制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and an object of the present invention is to provide a drive control device for a semiconductor device that can improve the determination accuracy of whether or not a main diode is energized.
上記の目的は、ゲート端子に入力されるゲート信号によりスイッチング駆動されるトランジスタと、前記トランジスタに対して逆並列に接続されるメインダイオードと、カソード端子が前記メインダイオードのカソード端子に接続されたセンスダイオードと、反転入力端子が前記センスダイオードのアノード端子に接続され、非反転入力端子が前記メインダイオードのアノード端子に接続され、かつ、出力端子がセンス抵抗を介して前記センスダイオードのアノード端子に接続されたオペアンプと、前記オペアンプの前記出力端子に生ずる出力電圧を第1の閾値電圧と比較することで、前記メインダイオードが通電しているか否かを示す信号を出力する第1の比較器と、を備える半導体装置の駆動制御装置により達成される。 The above-described object is to provide a transistor that is switched and driven by a gate signal input to the gate terminal, a main diode that is connected in antiparallel to the transistor, and a sense that has a cathode terminal connected to the cathode terminal of the main diode. A diode and an inverting input terminal are connected to the anode terminal of the sense diode, a non-inverting input terminal is connected to the anode terminal of the main diode, and an output terminal is connected to the anode terminal of the sense diode via a sense resistor A first comparator that outputs a signal indicating whether or not the main diode is energized by comparing an output voltage generated at the output terminal of the operational amplifier with a first threshold voltage; This is achieved by a drive control device for a semiconductor device comprising:
本発明によれば、メインダイオードが通電しているか否かの判定精度を向上させることができる。 According to the present invention, it is possible to improve the accuracy of determining whether or not the main diode is energized.
以下、図面を用いて、本発明に係る半導体装置の駆動制御装置の保護装置の具体的な実施の形態について説明する。 Hereinafter, specific embodiments of a protection device for a drive control device of a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例である半導体装置10の駆動制御装置20の構成図を示す。本実施例の半導体装置10は、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車に搭載された、電気負荷である駆動源としての三相モータとバッテリなどの直流電源との間で電圧変換を行うインバータモジュールなどの電力変換装置である。
FIG. 1 shows a configuration diagram of a
半導体装置10は、パワースイッチング素子12を備えている。パワースイッチング素子12は、例えば、上記の三相モータに対応した上下アームを構成する素子である。パワースイッチング素子12は、例えばパワートランジスタである逆導通型IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やダイオード内蔵IGBTである。パワースイッチング素子12は、IGBT14とダイオード16とを有する。これらのIGBT14とダイオード16とは、同一の半導体基板に形成されている。尚、パワースイッチング素子12は、IGBT14に代えて、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)などのスイッチング素子を有するものであってもよい。
The
IGBT14は、上記の如き電圧変換を行うべくオンとオフとにスイッチング駆動されるスイッチング素子である。IGBT14のコレクタ端子は、負荷又は電源などに接続されている。また、IGBT14のエミッタ端子は、接地されている。IGBT14がオンされると、そのIGBT14のコレクタ端子−エミッタ端子間に電流が流れ、負荷などに所定方向の電流が流れる。
The
また、ダイオード16は、パワースイッチング素子12に流れる負荷電流を転流させる逆並列ダイオードである。ダイオード16は、IGBT14のコレクタ端子−エミッタ端子間に並列に接続されたメイン用のダイオード(以下、メインダイオードと称す)16aを有している。メインダイオード16aは、そのアノード端子がIGBT14のエミッタ端子に接続されかつそのカソード端子がIGBT14のコレクタ端子に接続された構成を有している。メインダイオード16aは、IGBT14での電流の流れとは逆向きの電流の流れ、すなわち、IGBT14のエミッタ端子側からコレクタ端子側への電流(順方向電流)の流れを許容する。
The
IGBT14とダイオード16のメインダイオード16aとは、互いに逆並列に接続されている。以下、パワースイッチング素子12に流れる電流をIswとする。また、IGBT14のコレクタ端子側からエミッタ端子側への電流Iswの方向を正側とし、IGBT14のエミッタ端子側からコレクタ端子側への電流Iswの方向を負側とする。
The
ダイオード16は、また、メインダイオード16aに流れる順方向電流を検出するために設けられる電流検出用のダイオード(以下、センスダイオードと称す)16bを有している。メインダイオード16aとセンスダイオード16bとは、同一の半導体基板において同一の構造に形成されている。メインダイオード16aのカソード端子とセンスダイオード16bのカソード端子とは、IGBT14のコレクタ端子に接続されている。
The
駆動制御装置20は、パワースイッチング素子12(具体的には、IGBT14)のオン及びオフを制御する電子制御ユニットである。駆動制御装置20は、マイクロコンピュータ(図示せず)を主体に構成されていると共に、AND回路22と、ゲート駆動回路24と、センス抵抗26と、オペアンプ28と、コンパレータ30と、を備えている。
The
駆動制御装置20のマイクロコンピュータは、予め定められた条件に従って駆動指令信号sを出力する処理を行い、具体的には、IGBT14をオンすべきタイミングでハイレベルの駆動指令信号sを生成して出力し、また、IGBT14をオフすべきタイミングでローレベルの駆動指令信号sを生成して出力する。
The microcomputer of the
AND回路22の入力端子には、上記のマイクロコンピュータが接続されていると共に、コンパレータ30の出力端子が接続されている。AND回路22には、マイクロコンピュータからの駆動指令信号sが入力されると共に、コンパレータ30の出力信号cout1が入力される。AND回路22は、入力されるすべての信号がハイレベルであるときにハイレベルの信号を出力するロジック回路である。
The above microcomputer is connected to the input terminal of the
AND回路22の出力端子には、ゲート駆動回路24の入力端子が接続されている。ゲート駆動回路24には、AND回路22の出力信号が入力される。ゲート駆動回路24は、入力されるAND回路22の出力信号に従って、パワースイッチング素子12のIGBT14のゲート端子に印加すべきゲート電圧を生成してゲート信号ginとして出力する回路である。ゲート駆動回路24の出力端子には、IGBT14のゲート端子が接続されている。IGBT14は、ゲート駆動回路24から供給されるゲート信号ginに従ってオン及びオフされる。
The input terminal of the
上記したセンスダイオード16bのアノード端子は、センス抵抗26の一端に接続されていると共に、オペアンプ28の反転入力端子に接続されている。また、上記したメインダイオード16aのアノード端子は、オペアンプ28の非反転入力端子に接続されている。センス抵抗26の他端は、オペアンプ28の出力端子(A点)に接続されている。
The anode terminal of the
すなわち、オペアンプ28は、反転入力端子がセンスダイオード16bのアノード端子及びセンス抵抗26の一端に接続され、非反転入力端子がメインダイオード16aのアノード端子(すなわち、IGBT14のエミッタ端子)に接続され、かつ、出力端子がセンス抵抗26の他端(すなわち、そのセンス抵抗26を介してセンスダイオード16bのアノード端子)に接続された構成を有している。オペアンプ28は、反転入力端子及び非反転入力端子の2つの入力端子それぞれに入力される電圧を互いに一致させるように動作する。
That is, the
センス抵抗26の他端すなわちオペアンプ28の出力端子は、コンパレータ30の反転入力端子に接続されている。コンパレータ30の反転入力端子には、オペアンプ28の出力端子に生ずる出力電圧(A点電圧)VAが入力される。また、コンパレータ30の非反転入力端子には、基準電圧V1が入力される。
The other end of the
尚、上記の基準電圧V1は、メインダイオード16aにアノード端子側からカソード端子側への順方向電流が流れるか否かを判定するための閾値電圧である。具体的には、基準電圧V1は、センス抵抗26にオペアンプ28の出力端子側からセンスダイオード16bのアノード端子側へ向けて所定の電流が流れた際にそのセンス抵抗26の両端に生じる電位差であって、略ゼロ或いはゼロに極めて近似した正値に設定されている。
The reference voltage V1 is a threshold voltage for determining whether or not a forward current flows from the anode terminal side to the cathode terminal side through the
コンパレータ30は、A点電圧VAを基準電圧V1と比較するように動作し、その比較結果に応じた信号を出力する比較器である。コンパレータ30は、A点電圧VAが基準電圧V1を上回る場合(すなわち、VA>V1が成立する場合)に、メインダイオード16aが通電していることを示すローレベルの信号cout1を出力する。また、A点電圧VAが基準電圧V1以下である場合(すなわち、VA≦V1が成立する場合)に、メインダイオード16aが通電していないことを示すハイレベルの信号cout1を出力する。
The
駆動制御装置20は、半導体装置10であるインバータモジュールを構成する上アームのIGBT14と下アームのIGBT14とを交互にオン及びオフさせつつ三相の上下アームの位相を120°ずつずらすことにより、直流電源側の直流電圧と三相モータ側の交流電圧との間で電力変換を行う。
The
次に、図2を参照して、本実施例の半導体装置10の駆動制御装置20の動作について説明する。図2は、本実施例の駆動制御装置20において電流Isw、A点電圧VA、駆動指令信号s、コンパレータ出力信号cout1、及びゲート信号ginの時間変化を表した一例の動作タイムチャートを示す。
Next, the operation of the
ところで、逆導通型IGBT或いはダイオード内蔵IGBTであるパワースイッチング素子12では、ダイオード16(具体的には、メインダイオード16a)の動作時(通電時)にIGBT14のゲートに入力されるゲート電圧ginによってダイオード16の順方向電圧が変化するゲート干渉が発生して、ダイオード16での損失が増大する。従って、ダイオード16での損失の増大を回避するうえでは、IGBT14のオン中にメインダイオード16aが通電しているときはそのIGBT14をオフさせることが有効である。
By the way, in the
本実施例において、マイクロコンピュータは、IGBT14のオン及びオフを指令する駆動指令信号sを生成してAND回路22に向けて出力する。AND回路22は、入力されるマイクロコンピュータからの駆動指令信号sがハイレベルであり、かつ、入力されるコンパレータ30からの信号cout1がハイレベルであるとき、ハイレベルの信号をゲート駆動回路24に向けて出力する。ゲート駆動回路24は、入力されるAND回路22からの出力信号がハイレベルであるとき、ハイレベルのゲート信号ginを生成してIGBT14のゲート端子に向けて出力する。IGBT14は、ゲート端子にハイレベルのゲート信号ginが入力された場合にオンされる。
In this embodiment, the microcomputer generates a drive command signal s that commands turning on and off of the
一方、AND回路22は、入力されるマイクロコンピュータからの駆動指令信号sがローレベルであるとき、又は、入力されるコンパレータ30からの信号cout1がローレベルであるとき、ローレベルの信号をゲート駆動回路24に向けて出力する。ゲート駆動回路24は、入力されるAND回路22からの出力信号がローレベルであるとき、ローレベルのゲート信号ginを生成してIGBT14のゲート端子に向けて出力する。IGBT14は、ゲート端子にローレベルのゲート信号ginが入力された場合にオフされる。
On the other hand, the AND
IGBT14が正常にオンすると、IGBT14にコレクタ端子側からエミッタ端子側への電流が流れる一方、ダイオード16のメインダイオード16aに順方向電流は流れない。メインダイオード16aに順方向電流が流れないときは、センス抵抗26にオペアンプ28の出力端子側からセンスダイオード16bのアノード端子側への電流は流れないので、オペアンプ28の出力側のA点電圧VAがIGBT14のエミッタ端子の電圧を基準にして低くなり、基準電圧V1を上回らない。この場合は、コンパレータ30がハイレベルの信号cout1を出力することで、AND回路22がハイレベルの信号をゲート駆動回路24に向けて出力し続け、IGBT14のオンが継続する。
When the
一方、ダイオード16のメインダイオード16aに順方向電流が流れているとき(図2に示す通電期間T)は、そのメインダイオード16aの電流に応じた電流が、センス抵抗26にオペアンプ28の出力端子側からセンスダイオード16bのアノード端子側へ流れて、センスダイオード16bに流れるので、オペアンプ28の出力側のA点電圧VAがIGBT14のエミッタ端子の電圧を基準にして高くなり、基準電圧V1を上回る。この場合は、コンパレータ30がローレベルの信号cout1を出力することで、AND回路22がローレベルの信号をゲート駆動回路24に向けて出力して、IGBT14がオフされる。
On the other hand, when a forward current flows through the
このように、本実施例の駆動制御装置20によれば、IGBT14と同一の半導体基板に形成されるダイオード16のメインダイオード16aが順方向に通電されている際にそのIGBT14がオン駆動されることはない。また、IGBT14のオン駆動時にメインダイオード16aが通電されるタイミングでそのIGBT14がオフ駆動される。従って、ダイオード16の通電中にIGBT14とダイオード16とのゲート干渉が発生することは回避される。このため、本実施例によれば、ダイオード16の通電中にメインダイオード16aの順方向電圧が増大するのは回避されるので、メインダイオード16aでの損失の増大を防止することができる。
As described above, according to the
また、本実施例においては、コンパレータ30にてメインダイオード16aが順方向に通電されているか否かを判定するうえで、オペアンプ28の出力端子に生ずるA点電圧VAに基づいてセンス抵抗26の両端に生じる電圧がモニタされる。センス抵抗26は、一端がセンスダイオード16bのアノード端子に接続され、他端がオペアンプ28の出力端子に接続された抵抗である。また、オペアンプ28は、反転入力端子がセンスダイオード16bのアノード端子に接続され、非反転入力端子がメインダイオード16aのアノード端子に接続され、かつ、出力端子がセンス抵抗26の他端に接続された構成を有している。オペアンプ28は、メインダイオード16aのアノード端子の電圧とセンスダイオード16bのアノード端子の電圧とを同電位に保つように動作する。
In this embodiment, the
このように、本実施例においては、オペアンプ28の作用によりメインダイオード16aのアノード端子の電圧とセンスダイオード16bのアノード端子の電圧とを同電位に保ちつつ、センス抵抗26の両端に生じる電圧をモニタすることでメインダイオード16aの通電有無を判定する。
Thus, in this embodiment, the voltage generated at both ends of the
かかる構成においては、メインダイオード16aのオン電圧及びセンスダイオード16bのオン電圧によらず、センス抵抗26の両端に生じる電圧を検出することができるので、その電圧検出感度を高めることができる。また、センスダイオード16bに接続されるセンス抵抗26が設けられていても、オペアンプ28の作用により、センスダイオード16bに流れる電流をメインダイオード16aに流れる電流に精度よく比例させることができ、両電流の比を正確に保持させることができる。
In such a configuration, the voltage generated at both ends of the
従って、本実施例の駆動制御装置20によれば、センスダイオード16bに接続されるセンス抵抗26の両端に生じる電圧すなわちそのセンス抵抗26に流れる電流に基づくメインダイオード16aが通電中であるか否かの判定を精度よく行うことができ、その通電判定精度を向上させることができる。
Therefore, according to the
尚、上記の実施例においては、IGBT14が特許請求の範囲に記載した「トランジスタ」として、メインダイオード16aが特許請求の範囲に記載した「メインダイオード」として、センスダイオード16bが特許請求の範囲に記載した「センスダイオード」として、コンパレータ30が特許請求の範囲に記載した「第1の比較器」として、コンパレータ30の反転入力端子が特許請求の範囲に記載した「第1の入力端子」として、コンパレータ30の非反転入力端子が特許請求の範囲に記載した「第2の入力端子」として、基準電圧V1が特許請求の範囲に記載した「第1の閾値電圧」として、ゲート駆動回路24が特許請求の範囲に記載した「第1の駆動回路」として、それぞれ機能する。
In the above embodiment, the
ところで、上記の実施例において、センス抵抗26を用いてメインダイオード16aの通電有無を判定する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、更に、同じセンス抵抗26を用いてIGBT14の過電流有無を判定することとしてもよい。
By the way, in the above embodiment, the
すなわち、図3に示す如く、本変形例において、IGBT14は、コレクタ端子−エミッタ端子間にメインダイオード16aが並列に接続されるメインのIGBT(以下、メインIGBTと称す)14aと、そのメインIGBT14aとは別に、そのメインIGBT14aに流れる過電流を検出するために設けられる過電流検知用のIGBT(以下、センスIGBTと称す)14bと、を有している。メインIGBT14aとセンスIGBT14bとは、同一の半導体基板において同一の構造に形成されている。メインIGBT14aのエミッタ端子は、接地されている。また、センスIGBT14bのエミッタ端子は、センスダイオード16bのアノード端子に接続されている。
That is, as shown in FIG. 3, in this modification, the
また、駆動制御装置20は、コンパレータ30とは別のコンパレータ50と、AND回路22とは別のAND回路52と、を備えている。コンパレータ50の非反転入力端子には、センス抵抗26の他端すなわちオペアンプ28の出力端子(A点)が接続されており、オペアンプ28の出力電圧(A点電圧)VAが入力される。また、コンパレータ50の反転入力端子には、コンパレータ30の非反転入力端子に入力される第1基準電圧V1とは異なる第2基準電圧V2が入力される。
Further, the
尚、上記の第2基準電圧V2は、メインIGBT14aにコレクタ端子側からエミッタ側へ向けて過電流が流れるか否かを判定するための閾値電圧である。具体的には、第2基準電圧V2は、上記の過電流が流れた際にセンス抵抗26の両端に生じる電位差であって、ゼロよりも低い負値に設定されている。
The second reference voltage V2 is a threshold voltage for determining whether or not an overcurrent flows from the collector terminal side to the emitter side in the
コンパレータ50は、A点電圧VAを第2基準電圧V2と比較するように動作し、その比較結果に応じた信号を出力する比較器である。コンパレータ50は、A点電圧VAが第2基準電圧V2以上である場合(すなわち、VA≧V2が成立する場合)に、メインIGBT14aに過電流が流れていないことを示すハイレベルの信号cout2を出力し、また、A点電圧VAが第2基準電圧V2を下回る場合(すなわち、VA<V2が成立する場合)に、メインIGBT14aに過電流が流れていることを示すローレベルの信号cout2を出力する。
The
コンパレータ30の出力端子及びコンパレータ50の出力端子には、AND回路52の入力端子が接続されている。AND回路52には、コンパレータ30の出力信号cout1及びコンパレータ50の出力信号cout2が入力される。AND回路52は、入力されるすべての信号がハイレベルであるときにハイレベルの信号を出力するロジック回路である。AND52の出力端子には、AND回路22の入力端子が接続されている。AND回路22には、マイクロコンピュータからの駆動指令信号sが入力されると共に、AND回路22の出力信号が入力される。AND回路22は、入力されるすべての信号がハイレベルであるときにハイレベルの信号を出力するロジック回路である。
The input terminal of the AND
上記した変形例の構成において、IGBT14のメインIGBT14aに過電流が流れると、そのメインIGBT14aの過電流に応じた電流が、センス抵抗26にセンスIGBT14bのエミッタ端子側からオペアンプ28の出力端子側へ流れるので、オペアンプ28の出力側のA点電圧VAがIGBT14(具体的には、センスIGBT14b)のエミッタ端子の電圧を基準にして低くなり、第2基準電圧V2を下回る。この場合は、コンパレータ50がローレベルの信号cout2を出力するので、AND回路52がローレベルの信号cout2を出力し、AND回路22がローレベルの信号をゲート駆動回路24に向けて出力することとなり、IGBT14がオフされる。
In the configuration of the above-described modification, when an overcurrent flows through the
従って、本変形例の駆動制御装置20によれば、IGBT14のメインIGBT14aに過電流が流れた場合に、コンパレータ50にてその過電流をセンス抵抗26の両端に生じる電圧(具体的には、オペアンプ28の出力端子に生ずるA点電圧VA)に基づいて検知して、そのメインIGBT14aをオフ駆動させることができる。この点、本変形例によれば、同じセンス抵抗26を用いてダイオード16の通電有無を判定すると共にかつIGBT14の過電流有無を判定することができる。
Therefore, according to the
尚、上記の変形例においては、メインIGBT14aが特許請求の範囲に記載した「トランジスタ」として、センスIGBT14bが特許請求の範囲に記載した「センストランジスタ」として、コンパレータ50が特許請求の範囲に記載した「第2の比較器」として、コンパレータ50の非反転入力端子が特許請求の範囲に記載した「第3の入力端子」として、コンパレータ50の反転入力端子が特許請求の範囲に記載した「第4の入力端子」として、第2基準電圧V2が特許請求の範囲に記載した「第2の閾値電圧」として、ゲート駆動回路24が特許請求の範囲に記載した「第2の駆動回路」として、それぞれ機能する。
In the above modification, the
10 半導体装置
12 パワースイッチング素子
14 IGBT
14a メインIGBT
14b センスIGBT
16 ダイオード
16a メインダイオード
16b センスダイオード
20 駆動制御装置
22,52 AND回路
24 ゲート駆動回路
26 センス抵抗
28 オペアンプ
30,50 コンパレータ
DESCRIPTION OF
14a Main IGBT
14b Sense IGBT
16
Claims (6)
前記トランジスタに対して逆並列に接続されるメインダイオードと、
カソード端子が前記メインダイオードのカソード端子に接続されたセンスダイオードと、
反転入力端子が前記センスダイオードのアノード端子に接続され、非反転入力端子が前記メインダイオードのアノード端子に接続され、かつ、出力端子がセンス抵抗を介して前記センスダイオードのアノード端子に接続されたオペアンプと、
前記オペアンプの前記出力端子に生ずる出力電圧を第1の閾値電圧と比較することで、前記メインダイオードが通電しているか否かを示す信号を出力する第1の比較器と、
を備えることを特徴とする半導体装置の駆動制御装置。 A transistor that is switched and driven by a gate signal input to the gate terminal;
A main diode connected in anti-parallel to the transistor;
A sense diode having a cathode terminal connected to the cathode terminal of the main diode;
An operational amplifier having an inverting input terminal connected to the anode terminal of the sense diode, a non-inverting input terminal connected to the anode terminal of the main diode, and an output terminal connected to the anode terminal of the sense diode via a sense resistor When,
A first comparator that outputs a signal indicating whether the main diode is energized by comparing an output voltage generated at the output terminal of the operational amplifier with a first threshold voltage;
A drive control device for a semiconductor device, comprising:
前記オペアンプの前記出力端子に生ずる出力電圧を第2の閾値電圧と比較することで、前記トランジスタに過電流が流れているか否かを示す信号を出力する第2の比較器と、
を備えることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項記載の半導体装置の駆動制御装置。 A sense transistor for detecting a current flowing in the transistor, the emitter terminal of which is connected to the anode terminal of the sense diode;
A second comparator that outputs a signal indicating whether or not an overcurrent flows through the transistor by comparing an output voltage generated at the output terminal of the operational amplifier with a second threshold voltage;
The drive control apparatus for a semiconductor device according to claim 1, further comprising:
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013262829A JP2015119594A (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Drive control device for semiconductor device |
| TW103143672A TW201531026A (en) | 2013-12-19 | 2014-12-15 | Drive control apparatus for semiconductor device |
| PCT/IB2014/002798 WO2015092522A1 (en) | 2013-12-19 | 2014-12-17 | Drive control apparatus for semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013262829A JP2015119594A (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Drive control device for semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015119594A true JP2015119594A (en) | 2015-06-25 |
Family
ID=52434858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013262829A Pending JP2015119594A (en) | 2013-12-19 | 2013-12-19 | Drive control device for semiconductor device |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2015119594A (en) |
| TW (1) | TW201531026A (en) |
| WO (1) | WO2015092522A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020228944A1 (en) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Integrated circuit comprising a power semiconductor switch |
| WO2020228943A1 (en) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Integrated circuit comprising a power semiconductor switch |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07146722A (en) * | 1993-10-01 | 1995-06-06 | Fuji Electric Co Ltd | Overcurrent protection device for transistor |
| JP2008072848A (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
| JP2012019550A (en) * | 2007-09-05 | 2012-01-26 | Denso Corp | Semiconductor device |
| JP2012085407A (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Fuji Electric Co Ltd | Current detection circuit of power semiconductor device and detection method |
| US20120098573A1 (en) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | Fuji Electric Co., Ltd. | Current detection circuit for a power semiconductor device |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4777579A (en) * | 1988-01-04 | 1988-10-11 | General Electric Company | Integrated current sensor configurations for AC motor drives |
| JPH11299218A (en) * | 1998-04-17 | 1999-10-29 | Mitsubishi Electric Corp | Insulated gate semiconductor device with overcurrent detection function |
| DE102008045410B4 (en) * | 2007-09-05 | 2019-07-11 | Denso Corporation | Semiconductor device with IGBT with built-in diode and semiconductor device with DMOS with built-in diode |
| US8803508B2 (en) * | 2009-10-20 | 2014-08-12 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor device and error detector |
-
2013
- 2013-12-19 JP JP2013262829A patent/JP2015119594A/en active Pending
-
2014
- 2014-12-15 TW TW103143672A patent/TW201531026A/en unknown
- 2014-12-17 WO PCT/IB2014/002798 patent/WO2015092522A1/en not_active Ceased
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07146722A (en) * | 1993-10-01 | 1995-06-06 | Fuji Electric Co Ltd | Overcurrent protection device for transistor |
| JP2008072848A (en) * | 2006-09-14 | 2008-03-27 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
| JP2012019550A (en) * | 2007-09-05 | 2012-01-26 | Denso Corp | Semiconductor device |
| JP2012085407A (en) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Fuji Electric Co Ltd | Current detection circuit of power semiconductor device and detection method |
| US20120098573A1 (en) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | Fuji Electric Co., Ltd. | Current detection circuit for a power semiconductor device |
| JP2012090499A (en) * | 2010-10-22 | 2012-05-10 | Fuji Electric Co Ltd | Current detection circuit for power semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015092522A1 (en) | 2015-06-25 |
| TW201531026A (en) | 2015-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112242831B (en) | Gate driver circuit and method of detecting a short circuit event in an inverter leg | |
| US9874614B2 (en) | Semiconductor apparatus and power conversion apparatus | |
| US10038380B2 (en) | Apparatus for controlling insulating gate-type semiconductor element, and power conversion apparatus using apparatus for controlling insulating gate-type semiconductor element | |
| US9793825B2 (en) | Power conversion device with a voltage generation part that is configured to supply current to a sense diode and a sense resistor in select situations | |
| JP6302760B2 (en) | Power conversion device having degradation diagnosis function | |
| US10468972B2 (en) | Power converter including a plurality of converter cells connected in multiple series | |
| US10727729B2 (en) | Power converter | |
| JP5831528B2 (en) | Semiconductor device | |
| US9300198B2 (en) | Semiconductor device, including temperature sensing circut | |
| CN107112922B (en) | Converter and method for operating a converter | |
| US20130314834A1 (en) | Semiconductor driving circuit and semiconductor device | |
| JPWO2015079492A1 (en) | Gate drive circuit and intelligent power module | |
| CN115997344A (en) | Drive control circuit of power semiconductor element, power semiconductor module, and power conversion device | |
| JP5831527B2 (en) | Semiconductor device | |
| JP2019030081A (en) | Power conversion apparatus and failure diagnosis method | |
| JP2015119594A (en) | Drive control device for semiconductor device | |
| CN110710091A (en) | Control device for DC/DC converter | |
| KR102219433B1 (en) | Over current detection circuit for power semiconductor | |
| JP4935889B2 (en) | Driving device for power conversion circuit | |
| US11476656B2 (en) | Overcurrent detection in an electronic switch | |
| JP7323264B2 (en) | power converter | |
| JP2017142163A (en) | Driving device for switching element | |
| JP2015220932A (en) | Semiconductor device | |
| JP5917356B2 (en) | Switching device | |
| JP2018121375A (en) | Power conversion apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151008 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151020 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20160301 |