(57)【要約】【課題】ブートストラップコンデンサが放電しても誤動作することなく信頼性の高い動作を行うことができるドライブ回路を提供する。【解決手段】ブートストラップコンデンサＣ１が放電してその両端が同電位になった場合に、下アームの主回路素子Ｑ２がターンオンした瞬間の主回路素子Ｑ１とＱ２の接続点Ｐの電位はグランド付近にまで低下し、上アームの主回路素子Ｑ１のゲート端子も０ｖとなるが、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４の直列接続に並列に第２のブートストラップコンデンサＣ２が接続されると共にスイッチング素子Ｑ３と電源ラインとの間に充電抵抗Ｒ２が接続されているので、スイッチング素子Ｑ３の両端間電圧は制御電源の１５ｖにまで急激に上昇することはなく、第２のブートストラップコンデンサＣ２の充電と共に徐々に上昇する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブートストラップコンデンサの蓄積電荷を電源として作動する駆動回路から出力された駆動信号により互いに直列に接続された一対の出力段スイッチング素子を駆動し、これら一対の出力段スイッチング素子の接続点を主回路素子のゲート端子に接続して主回路素子をオン／オフ制御するドライブ回路において、
出力段スイッチング素子への急激な電圧印加を防止するための第２のブートストラップコンデンサを一対の出力段スイッチング素子の直列接続に並列に接続したことを特徴とするドライブ回路。
【請求項２】
ブートストラップコンデンサが第２のブートストラップコンデンサより速く充電されるようにブートストラップコンデンサ及び第２のブートストラップコンデンサの時定数を設定する請求項１に記載のドライブ回路。
【請求項３】
一対の出力段スイッチング素子と電源ラインとの間に充電抵抗が接続された請求項１または２に記載のドライブ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ドライブ回路に係り、特にブートストラップ方式のドライブ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インバータ等においては、２つの主回路素子をアーム接続し、上アームの主回路素子と下アームの主回路素子を交互にオン／オフ制御して使用している。このような主回路素子を駆動する回路として、コストや体格等の観点から、例えば特許文献１に記載されているようなブートストラップ方式のドライブ回路が多く採用されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８５９４９号公報
【０００４】
この種のドライブ回路の構成を図２に示す。高圧電源Ｅとグランドとの間に２つのＭＯＳＦＥＴからなる主回路素子Ｑ１及びＱ２が直列に接続されている。上アームの主回路素子Ｑ１のゲートにＭＯＳＦＥＴからなる出力段のスイッチング素子Ｑ３及びＱ４の接続点が接続されている。これらスイッチング素子Ｑ３及びＱ４は高圧側回路１を介して駆動用ＩＣ２に接続されている。１５ｖの制御電源にダイオードを介して接続された電源ラインＬ１とスイッチング素子Ｑ４のソース端子が接続される基準ラインＬ０との間にブートストラップコンデンサＣ１が接続されている。また、下アームの主回路素子Ｑ２のゲートには低圧側回路３が接続されている。
【０００５】
低圧側回路３は例えば１５ｖの制御電源からの電源供給を受け、外部からの入力信号に基づいて下アームの主回路素子Ｑ２をオン／オフ制御する。主回路素子Ｑ２のオン時には、制御電源により充電抵抗Ｒ１を介してブートストラップコンデンサＣ１に充電がなされる。そして、下アームの主回路素子Ｑ２がオフすると、ブートストラップコンデンサＣ１に蓄積された電荷を電源として駆動用ＩＣ２が作動し、外部からの入力信号に基づいて高圧側回路１に駆動信号を出力し、高圧側回路１によってスイッチング素子Ｑ３がオン状態に、スイッチング素子Ｑ４がオフ状態になり、上アームの主回路素子Ｑ１がターンオンする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ブートストラップコンデンサＣ１が放電してその両端が同電位になった場合に、下アームの主回路素子Ｑ２がターンオンした瞬間の主回路素子Ｑ１とＱ２の接続点Ｐの電位はグランド付近にまで低下し、上アームの主回路素子Ｑ１のゲート端子も０ｖとなる。このため、スイッチング素子Ｑ３の両端に制御電源の１５ｖが印加されることとなる。ここで、ＭＯＳＦＥＴからなるスイッチング素子Ｑ３は電圧駆動素子であるため、両端に１５ｖが印加されると、内部の寄生容量等によって誤ってオンする虞があり、結果的に主回路素子Ｑ１が誤オンしてアーム短絡により回路が破損する虞も生じてしまう。
【０００７】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、ブートストラップコンデンサが放電しても誤動作することなく信頼性の高い動作を行うことができるドライブ回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係るドライブ回路は、ブートストラップコンデンサの蓄積電荷を電源として作動する駆動回路から出力された駆動信号により互いに直列に接続された一対の出力段スイッチング素子を駆動し、これら一対の出力段スイッチング素子の接続点を主回路素子のゲート端子に接続して主回路素子をオン／オフ制御するドライブ回路において、出力段スイッチング素子への急激な電圧印加を防止するための第２のブートストラップコンデンサを一対の出力段スイッチング素子の直列接続に並列に接続したものである。
ブートストラップコンデンサが第２のブートストラップコンデンサより速く充電されるようにブートストラップコンデンサ及び第２のブートストラップコンデンサの時定数を設定することが好ましい。
さらに、好ましくは、一対の出力段スイッチング素子と電源ラインとの間に充電抵抗が接続される。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、出力段スイッチング素子の直列接続に並列に接続された第２のブートストラップコンデンサにより出力段スイッチング素子への急激な電圧印加が防止され、ブートストラップコンデンサが放電しても誤動作の発生が回避される。
なお、ブートストラップコンデンサが第２のブートストラップコンデンサより速く充電されるようにブートストラップコンデンサ及び第２のブートストラップコンデンサの時定数を設定すれば、出力段スイッチング素子に大きな電圧が印加される前にブートストラップコンデンサが充電されてその充電電圧により駆動回路が立ち上がり、出力段スイッチング素子が正常に駆動される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に実施の形態に係るドライブ回路の構成を示す。このドライブ回路は、図２に示した従来の回路において、出力段スイッチング素子Ｑ３及びＱ４の直列接続に並列に第２のブートストラップコンデンサＣ２を接続すると共にスイッチング素子Ｑ３と電源ラインとの間に充電抵抗Ｒ２を接続したものである。
すなわち、高圧電源Ｅとグランドとの間に２つのＭＯＳＦＥＴからなる主回路素子Ｑ１及びＱ２が直列に接続され、上アームの主回路素子Ｑ１のゲートにＭＯＳＦＥＴからなる出力段のスイッチング素子Ｑ３及びＱ４の接続点が接続されている。これらスイッチング素子Ｑ３及びＱ４は高圧側回路１を介して駆動用ＩＣ２に接続されている。１５ｖの制御電源にダイオードを介して接続された電源ラインＬ１とスイッチング素子Ｑ４のソース端子が接続される基準ラインＬ０との間にブートストラップコンデンサＣ１が接続され、基準ラインＬ０に充電抵抗Ｒ１が接続されている。
また、下アームの主回路素子Ｑ２のゲートには低圧側回路３が接続されている。
【００１１】
次に、この実施の形態の動作について説明する。まず、低圧側回路３は１５ｖの制御電源からの電源供給を受け、外部からの入力信号に基づいて下アームの主回路素子Ｑ２をオン／オフ制御する。主回路素子Ｑ２のオン時には、制御電源により充電抵抗Ｒ１を介してブートストラップコンデンサＣ１に充電がなされる。そして、下アームの主回路素子Ｑ２がオフすると、ブートストラップコンデンサＣ１に蓄積された電荷を電源として駆動用ＩＣ２が作動し、外部からの入力信号に基づいて高圧側回路１に駆動信号を出力し、高圧側回路１によってスイッチング素子Ｑ３がオン状態に、スイッチング素子Ｑ４がオフ状態になり、上アームの主回路素子Ｑ１がターンオンする。
【００１２】
ここで、ブートストラップコンデンサＣ１が放電してその両端が同電位になった場合に、下アームの主回路素子Ｑ２がターンオンした瞬間の主回路素子Ｑ１とＱ２の接続点Ｐの電位はグランド付近にまで低下し、上アームの主回路素子Ｑ１のゲート端子も０ｖとなる。ところが、スイッチング素子Ｑ３及びＱ４の直列接続に並列に第２のブートストラップコンデンサＣ２が接続されると共にスイッチング素子Ｑ３と電源ラインとの間に充電抵抗Ｒ２が接続されているので、スイッチング素子Ｑ３の両端間電圧は制御電源の１５ｖにまで急激に上昇することはなく、第２のブートストラップコンデンサＣ２の充電と共に徐々に上昇する。従って、ブートストラップコンデンサＣ１が第２のブートストラップコンデンサＣ２より速く充電されるように、これらブートストラップコンデンサＣ１及び第２のブートストラップコンデンサＣ２の時定数を設定しておけば、スイッチング素子Ｑ３に大きな電圧が印加される前にブートストラップコンデンサＣ１が充電され、ブートストラップコンデンサＣ１の蓄積電荷を電源として駆動用ＩＣ２及び高圧側回路１が立ち上がり、スイッチング素子Ｑ３が正常にオフ状態に制御される。その結果、主回路素子Ｑ１が誤オンしてアーム短絡により回路が破損するような事態が未然に回避される。
【００１３】
なお、この発明は、インバータを構成する主回路素子をオン／オフ制御するドライブ回路に限らず、ブートストラップコンデンサを電源としてスイッチング素子をオン／オフする各種の回路に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明の実施の形態に係るドライブ回路の構成を示す図である。
【図２】従来のドライブ回路の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１  高圧側回路、２  駆動用ＩＣ、３  低圧側回路、Ｅ  高圧電源、Ｑ１，Ｑ２  主回路素子、Ｑ３，Ｑ４  スイッチング素子、Ｃ１  ブートストラップコンデンサ、Ｃ２  第２のブートストラップコンデンサ、Ｒ１，Ｒ２  充電抵抗、Ｌ０  基準ライン、Ｌ１  電源ライン。
【図１】
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【図２】
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