技術分野
電圧駆動型半導体スイッチング素子(以下、スイッチング素子)のゲート駆動装置、特に外部から電力が供給されるゲート駆動装置と該ゲート駆動装置を備える電力変換装置
要約特許出願時に添付された[要約書]
【課題】ゲート駆動装置の電源に異常、停電等が発生した際から復帰するまでの間、スイッチング素子が誤動作することを防止できるゲート駆動装置及びそれを備えるインバータ装置を提供する。
【解決手段】外部電源から電力が供給され、スイッチング素子9をオンオフさせるゲート駆動装置8であって、外部電源の出力電圧を用いて所定の電圧を出力する電源部11と、電圧を検出する電圧検出部12と、電源部11の出力電圧に基づいてスイッチング素子9のゲート端子Gにオン電圧またはオフ電圧を出力する駆動部13と、スイッチング素子9のゲート端子Gとエミッタ端子Eを短絡する短絡スイッチ部18と、駆動部13にオン電圧またはオフ電圧の出力を指令する制御部16と、を備える。電圧検出部12は、検出した電圧が第1の所定値以下になると、制御部16に電圧低下信号を出力する。制御部16は、電圧低下信号に応じて、駆動部13にオフ指令を出力する。
【選択図】図1
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
しかしながら、スイッチング素子9がオン状態であるときにゲート端子Gとエミッタ端子E間を強制的に短絡してしまうと、ゲート抵抗17を介してオフ状態とした場合と比較して、スイッチング素子9が高速に電流を遮断することになる。この結果、主回路配線の寄生インダクタンスに過大なサージ電圧が発生し、スイッチング素子9が破壊に至る可能性がある。
また、電源部11の復帰時においては、外部制御部14はオフ指令の出力を維持し続けている。このため復帰後に短絡スイッチ部18がオフされるまでの間、ゲート駆動装置8は、ゲート端子G、短絡スイッチ部18、M電源線、(電源部9内の図示しない)コンデンサ、N電源線、逆バイアススイッチ13b、ゲート抵抗17の経路で短絡している。すなわちゲート駆動装置8は、短絡による過大な電流が発生している。このため、許容電流値が大きな大型の部品の使用や、電流制限回路の付加が必要となり、回路の大型化、コスト増加の要因となる。
したがって、本発明は、ゲート駆動装置の電源に異常や停電等が発生した際から復帰するまでの間、ゲート端子G−エミッタ端子E間を強制的に短絡させることでサージ電圧を抑制し、短絡による過大な電流を防止できるゲート駆動装置及びそれを備えるインバータ装置を提供する。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
課題を解決するために、本発明は以下の技術的特徴を有する。
【発明の効果】
のような構成とすることで、従来のゲート駆動装置で発生するスイッチング素子への過大なサージ電圧の発生、スイッチング素子の誤オンを防止できるゲート駆動装置及びそれを備えるインバータ装置を実現できる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】本発明の実施形態1によるゲート駆動装置の構成を示した概略図である。
【図2】本発明の実施形態1によるブレーク型接点素子の構成を示した概略図である。
【図3】本発明の実施形態2によるゲート駆動装置の構成を示した概略図である。
【図4】系統連系用インバータシステム100の構成を示した概略図である。
【図5】ゲート駆動装置への給電方法を説明するための概略図である。
【図6】従来のゲート駆動装置の課題を説明するための概略図である。
1 電力系統
2 遮断器
3 変圧器
4 インバータ装置
5 直流コンデンサ
6 外部の交流電源系統
7 変圧器
8 ゲート駆動装置
9 スイッチング素子9
10 給電用抵抗
11 電源部
12 電圧検出部
13 駆動部
13a 順バイアススイッチ
13b 逆バイアススイッチ
14 外部制御部
15 信号絶縁部
16 制御部
17 ゲート抵抗
18 短絡スイッチ部
18a ダイオード
18b ノーマリオン素子
18c コンデンサ
19 発光ダイオード
20 デプレッション型半導体素子100 系統連系用インバータシステム
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