JP2022027042A - ゲート駆動回路および電源回路 - Google Patents
ゲート駆動回路および電源回路 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022027042A JP2022027042A JP2020130812A JP2020130812A JP2022027042A JP 2022027042 A JP2022027042 A JP 2022027042A JP 2020130812 A JP2020130812 A JP 2020130812A JP 2020130812 A JP2020130812 A JP 2020130812A JP 2022027042 A JP2022027042 A JP 2022027042A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- transistor
- drive circuit
- gate drive
- gate
- switching element
- 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.)
- Granted
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 39
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 6
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 241001591005 Siga Species 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
Description
VSD=VGD-VGS(1)
このためGaN‐HEMTの場合、単に負電圧を用いて誤点弧を防止する従来手法は逆導通損失の増加の原因となる。
図1は、本発明の一実施形態に係るゲート駆動回路1の回路図である。ゲート駆動回路1は、GaN‐HEMTであるスイッチング素子S1のゲート端子を駆動する。
以下、ゲート駆動回路1の動作原理を説明する。第1~第4のトランジスタT1~T4の各ゲート端子には、制御信号SigAが印加され、第5および第6のトランジスタT5,T6の各ゲート端子には、制御信号SigBが印加される。図2に、制御信号SigA,SigB、スイッチング素子S1のゲートソース間電圧VGSおよびドレインソース間電圧VDSの波形を示す。
時間t1において、制御信号SigBはハイレベルであり、制御信号SigAがハイレベルからローレベルになる。これにより、トランジスタT1,T3,T5,T6がONになり、図3に示すように、電源電位VDDからの電流は、ノードN1において分岐し、一方の電流は、トランジスタT3を通ってスイッチング素子S1のゲート端子に流れる。他方の電流は、トランジスタT1、キャパシタCsub、トランジスタT5およびT6を通って接地電位に流れる。このとき、キャパシタCsubに電荷が蓄積され、電位差が生じる。
時間t2において、制御信号SigAがハイレベルになり、制御信号SigBがローレベルになる。これにより、トランジスタT1,T3,T5,T6がOFFになる一方、トランジスタT2,T4がONになる。その結果、図4に示すように、キャパシタCsubの電荷が放電され、スイッチング素子S1のゲート端子からトランジスタT4、キャパシタCsubおよびトランジスタT2を介して接地電位に電流が流れる。これにより、スイッチング素子S1のゲートソース間電圧VGSは負電圧になり、誤点弧現象が防止される。
時間t3において、制御信号SigBをハイレベルに立ち上げる。これにより、トランジスタT5,T6がONになり、図5に示すように、トランジスタT6側の接地電位からスイッチング素子S1のゲート端子へ電流が流れ、ゲートソース間電圧VGSは0Vにクランプされる。よって、還流動作時の逆導通損失が低減される。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。
1’ ゲート駆動回路
2 ゲート駆動回路
Csub キャパシタ
R1 第1の抵抗
R2 第2の抵抗
Rg ゲート抵抗
S1 スイッチング素子
S2 スイッチング素子
T1 第1のトランジスタ
T2 第2のトランジスタ
T3 第3のトランジスタ
T4 第4のトランジスタ
T5 第5のトランジスタ
T6 第6のトランジスタ
Claims (7)
- スイッチング素子のゲート端子を駆動するゲート駆動回路であって、
第1~第5のトランジスタと、キャパシタとを備え、
第1のトランジスタの第1の被制御端子および第3のトランジスタの第1の被制御端子は、第1の電位に接続され、
第1のトランジスタの第2の被制御端子は、第2のトランジスタの第1の被制御端子および前記キャパシタの第1の電極に接続され、
第2のトランジスタの第2の被制御端子は、第1の電位より低い第2の電位に接続され、
第3のトランジスタの第2の被制御端子は、前記スイッチング素子の前記ゲート端子および第4のトランジスタの第1の被制御端子に接続され、
第4のトランジスタの第2の被制御端子は、前記キャパシタの第2の電極および第5のトランジスタの第1の被制御端子に接続され、
第5のトランジスタの第2の被制御端子は、第2の電位に接続されている、ゲート駆動回路。 - 第5のトランジスタの制御端子に接続される第1の抵抗をさらに備えた、請求項1に記載のゲート駆動回路。
- 第6のトランジスタをさらに備え、
第5のトランジスタの第2の被制御端子は、第6のトランジスタを介して第2の電位に接続されている、請求項1または2に記載のゲート駆動回路。 - 第6のトランジスタの制御端子に接続される第2の抵抗をさらに備えた、請求項3に記載のゲート駆動回路。
- 第1および第3のトランジスタは、PMOSトランジスタであり、
第2、第4~第6トランジスタは、NMOSトランジスタである、請求項1~4のいずれかに記載のゲート駆動回路。 - スイッチング素子と、
前記スイッチング素子のゲート端子を駆動するゲート駆動回路とを備え、
前記ゲート駆動回路は、請求項1~5のいずれかに記載のゲート駆動回路である、電源回路。 - 前記スイッチング素子は、GaN系の高電子移動度トランジスタである、請求項6に記載の電源回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020130812A JP7384409B2 (ja) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | ゲート駆動回路および電源回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020130812A JP7384409B2 (ja) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | ゲート駆動回路および電源回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022027042A true JP2022027042A (ja) | 2022-02-10 |
JP7384409B2 JP7384409B2 (ja) | 2023-11-21 |
Family
ID=80263975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020130812A Active JP7384409B2 (ja) | 2020-07-31 | 2020-07-31 | ゲート駆動回路および電源回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7384409B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024224475A1 (ja) * | 2023-04-25 | 2024-10-31 | 三菱電機株式会社 | ゲート駆動回路 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104617752A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-05-13 | 广州金升阳科技有限公司 | 氮化镓晶体管的驱动方法、电路及应用其电路的反激变换器 |
JP2016092884A (ja) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | 株式会社デンソー | 半導体素子の駆動回路及び半導体素子の駆動システム |
JP2020068631A (ja) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | オムロン株式会社 | スイッチング素子の駆動回路及びスイッチング回路 |
-
2020
- 2020-07-31 JP JP2020130812A patent/JP7384409B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016092884A (ja) * | 2014-10-30 | 2016-05-23 | 株式会社デンソー | 半導体素子の駆動回路及び半導体素子の駆動システム |
CN104617752A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-05-13 | 广州金升阳科技有限公司 | 氮化镓晶体管的驱动方法、电路及应用其电路的反激变换器 |
JP2020068631A (ja) * | 2018-10-26 | 2020-04-30 | オムロン株式会社 | スイッチング素子の駆動回路及びスイッチング回路 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2024224475A1 (ja) * | 2023-04-25 | 2024-10-31 | 三菱電機株式会社 | ゲート駆動回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7384409B2 (ja) | 2023-11-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8928363B2 (en) | Semiconductor drive circuit and power conversion apparatus using same | |
US8487667B2 (en) | Hybrid power device | |
JP6237038B2 (ja) | カスコードトランジスタ及びカスコードトランジスタの制御方法 | |
US9362903B2 (en) | Gate drivers for circuits based on semiconductor devices | |
JP5733330B2 (ja) | 駆動回路 | |
JP4188335B2 (ja) | 同期整流回路およびこの同期fetのソース共通インダクタンスを利用するための方法 | |
US9755639B2 (en) | Device and method for an electronic circuit having a driver and rectifier | |
JP5290354B2 (ja) | 半導体装置および電子機器 | |
US11398820B2 (en) | Switching circuit | |
US9948289B2 (en) | System and method for a gate driver | |
JP4804142B2 (ja) | 高速ゲート駆動回路 | |
JP6090007B2 (ja) | 駆動回路 | |
JP6356718B2 (ja) | 半導体装置 | |
JP5761656B2 (ja) | ゲートドライブ回路 | |
WO2019159655A1 (ja) | 整流回路および電源装置 | |
Niu et al. | Design considerations of the gate drive circuit for GaN HEMT devices | |
JP7384409B2 (ja) | ゲート駆動回路および電源回路 | |
JP4830829B2 (ja) | 絶縁ゲートトランジスタの駆動回路 | |
EP3872990A1 (en) | Semiconductor switching assembly and gate driver circuit | |
US8742802B2 (en) | Gate driving circuit | |
CN110601684A (zh) | 一种驱动电路 | |
JP2002044940A (ja) | Mosスイッチング回路 | |
US20240195404A1 (en) | Switched inductive storage element to enhance gate drive at turn-off | |
WO2024189895A1 (ja) | 駆動回路及び半導体装置 | |
Dwane et al. | A resonant high side gate driver for low voltage applications |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230327 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20231031 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231031 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231101 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7384409 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |