2. 駆動回路の電源 18.DC-AC インバータ（ 2 ）

18. DC-ACインバータ（2）

18. DC-AC Inverter ( 2 )

講義内容

1.

2.

3.

インバータ駆動回路（ゲートドライブ回路）

駆動 回路

（ ドライブ 回路） 出力

制御回路 インバータ

1. 制御 回路の信号を，パワー半導体デバイスの 駆動 に 十分 なレベルの 電圧 または 電流 に 増幅 する

2. オン するために立ち 上がり の 速 い 正 の 電圧 または 電流 を出力し，

オフ するために立ち 下がり の 速 い 負 の 電圧 または 電流 を出力する 3. 制御 回路と 主 回路を 絶縁 する

駆動回路に必要な機能

IGBTのドライブ条件と主要特性

主要特性 正のゲート電圧増加 負のゲート電圧増加 ゲート電流減少 コレクタ‐エミッタ間

電圧V_CEsat 低下

オン時間 低下 増加

オフ時間 低下 増加

ターンオンサージ 増加 低下

ターンオフサージ 増加 低下

短絡耐量 低下 増加

放射ノイズ 増加 低下

※ 網掛けは望ましくない変化

IGBTの駆動回路の原理

AMP

IGBT

フォトカプラ トーテムポール 構造

-V_g +V_g

R_g r_g

V_ge ON

OFF Q₁

Q₂ フォトカプラで絶縁

順 バイアス

逆 バイアス

IGBT内部の ゲート 抵抗成分

外付抵抗

トーテムポール構造の動作原理

Q₁

Q₂

+V_g npn

pnp

V_ge ON

Q₁

Q₂

+V_g npn

pnp

0V OFF

ON OFF

駆動回路の電源（Ex. 3相インバータ）

下アーム用 電源

駆動回路 +

-

上アーム用 電源

上アーム用 電源

上アーム用 電源

ハイ サイドの（－）側は フローティング 電源

※電位が 浮いて いる

ロー サイドの（－）側は 共通 電位の為，電源が 一つで済む（電力による）

ブートストラップ方式

V_g R D

C_b

+

駆動回路

下アームが ON の時に この経路でC_b が

充電 される

この構造を

ブートストラップ方式 と呼ぶ

動作原理（High:OFF，Low:ON）

V

2 V

2 V

V_g

OFF

V

0V（同電位）

2 - V

+V / 2 0V 0 + V_g

ブートストラップ抵抗 で充電電流を調整

今回の 基準

一般の 基準

動作原理（High:ON，Low:OFF）

2 V

2 V

V_g

V + V_g

V

2 + V

+V / 2

V（同電位）

V ON

充電分による電位上昇により，ゲート電圧 確保

0V

V

今回の 基準

一般の 基準

ブートストラップ方式の特徴

•

•

•

（例： コンデンサを 周波数特性 ごとに分けて並列接続する，

基板や配線の レイアウト を最適化する）

単一電源方式

0V +V_g

ZD +

C

ON 時にコンデンサも 充電 する

ツェナー電圧 が 充電電圧 になる

R_g