开关元件的驱动电路制造技术

本发明专利技术提供开关元件的驱动电路，在任何占空比范围内均能基于固定的栅极电压稳定地驱动开关元件。开关元件的驱动电路具有：第1电容器，其在变压器的第1二次绕组的一端产生高于另一端的电压时进行充电，在第1二次绕组的另一端产生高于一端的电压时经由电阻进行放电；第2电容器，其在第1二次绕组的一端产生高于另一端的电压时经由电阻进行放电，在第1二次绕组的另一端产生高于一端的电压时进行充电；第2晶体管，其根据已充电的第2电容器的电压与第1二次绕组的电压的合计电压，接受驱动电源的供电而导通，由此使开关元件导通；以及第1晶体管，其根据已充电的第1电容器的电压与第1二次绕组的电压的合计电压而导通，由此使开关元件截止。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关元件的驱动电路，其在任何占空比范围内均能基于固定的栅极电压稳定地驱动开关元件。
技术介绍
作为现有的开关元件的驱动电路，例如，已知有专利文献1中记载的驱动电路。图9是表示现有的开关元件的驱动电路的电路结构的图。在图9中，根据脉冲信号，晶体管Q6与晶体管Q7交替地导通、截止，导通截止信号经由变压器T的一次绕组P和二次绕组S被施加到开关元件Q8的栅极，能够使得开关元件Q8导通、截止。这样，当驱动开关元件Q8时，在脉冲变压器驱动中，不论是在如图10(a)所示的脉冲信号的占空比为50％以下的情况下，还是在如图10(b)所示的脉冲信号的占空比为50％以上的情况下，变压器T的二次侧的电压与时间之积均是平衡的。即，在脉冲信号的1个周期内，正值的峰值电压Va的面积与负值的峰值电压Vb的面积相等。【专利文献1】：日本特开2001-345194号公报然而，当要想获得占空比为50％以上的脉冲信号时，由于电压与时间之积的平衡，很难获得期望的峰值电压Va。如果进一步将占空比扩大，则峰值电压Va无法达到开关元件Q8的栅极阈值电压。因此，存在无法驱动开关元件Q8的情况。
技术实现思路
本专利技术的课题在于提供开关元件的驱动电路，其在任何占空比范围内均能基于固定的栅极电压稳定地驱动开关元件。本专利技术的开关元件的驱动电路的特征在于，具有：变压器，其具有被输入驱动信号的一次绕组和驱动开关元件的第1二次绕组；第1电容器，其在所述第1二次绕组
的一端产生高于另一端的电压时进行充电，在所述第1二次绕组的另一端产生高于一端的电压时经由电阻进行放电；第2电容器，其在所述第1二次绕组的一端产生高于另一端的电压时经由所述电阻进行放电，在所述第1二次绕组的另一端产生高于一端的电压时进行充电；驱动电源；第2晶体管，其根据已经充电的所述第2电容器的电压与所述第1二次绕组的电压的合计电压，接受所述驱动电源的供电而导通，由此使所述开关元件导通；以及第1晶体管，其根据已经充电的所述第1电容器的电压与所述第1二次绕组的电压的合计电压而导通，由此使所述开关元件截止。根据本专利技术，第2晶体管根据已经充电的第2电容器的电压与第1二次绕组的电压的合计电压，接受驱动电源的供电而导通，由此使开关元件导通，第1晶体管根据已经充电的第1电容器的电压与第1二次绕组的电压的合计电压而导通，由此使开关元件截止。即，在任何占空比范围内都能够从驱动电源向开关元件施加固定的栅极电压，因此能够稳定地驱动开关元件。附图说明图1是表示本专利技术的实施例1的开关元件的驱动电路的电路结构的图。图2是用于说明本专利技术的实施例1的开关元件的驱动电路的工作的图。图3是用于说明本专利技术的实施例1的开关元件的驱动电路的工作的图。图4是本专利技术的实施例1的开关元件的驱动电路的各部分的时序图。图5是表示本专利技术的实施例1的开关元件的驱动电路的占空比较小时和占空比较大时的开关元件的栅极波形的图。图6是表示本专利技术的实施例2的开关元件的驱动电路的电路结构的图。图7是本专利技术的实施例2的开关元件的驱动电路的各部分的时序图。图8是表示本专利技术的实施例3的开关元件的驱动电路的电路结构的图。图9是表示现有的开关元件的驱动电路的电路结构的图。图10是表示现有的开关元件的驱动电路的占空比较小时和占空比较大时的开关元件的栅极脉冲波形的图。标号说明Ta、Tb、Tc：变压器；P：一次绕组；S、S1：二次绕组；C1～C4、C11：电容器；R1～R6、R11、R12：电阻；Q1、Q2、Q4～Q7、Q3、Q3a、Q3b、Q8：开关元
件；Vcc、Vcc1、Vcc2：直流电源；D1～D4：二极管。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行详细说明。实施例1图1是表示本专利技术的实施例1的开关元件的驱动电路的电路结构的图。在图1中，变压器Ta具有：与端子a和端子b连接且被输入驱动信号的一次绕组P、以及与端子c和端子d连接的二次绕组S。二次绕组S的两端连接有电容器C1和二极管D1的串联电路。电容器C1的一端连接着二次绕组S的一端和电容器C2的一端。电容器C1的另一端连接着基极电阻R1的一端和二极管D1的正极。基极电阻R1的另一端连接着双极型pnp晶体管Q1的基极、双极型npn晶体管Q2的基极、以及基极电阻R2的一端。电容器C2的另一端与基极电阻R2的另一端和二极管D2的负极相连接。二次绕组S的另一端与二极管D1的负极、晶体管Q1的发射极、晶体管Q2的发射极、二极管D2的正极、以及电阻R3的一端相连接。电阻R3的另一端与开关元件Q3的栅极相连接。晶体管Q2的集电极与电源Vcc的正极相连接，晶体管Q1的集电极与电源Vcc的负极和开关元件Q3的源极相连接。另外，电容器C1的与变压器Ta的端子c相连接的一侧为正电压，电容器C2的与二极管D2的负极相连接的一侧为正电压。对于基极电阻R1，从开关元件Q1的基极朝向电容器C1的方向为正电流方向，对于基极电阻R2，从电容器C2朝向晶体管Q2的基极的方向为正电流方向。接着，参照图2、图3以及图4的时序图对这样构成的实施例1的开关元件的驱动电路的工作进行说明。另外，在图4中，Vab表示端子a和端子b之间的电压，Vcd表示端子c和端子d之间的电压，C1v表示电容器C1的两端电压，C2v表示电容器C2的两端电压，R1i表示流过基极电阻R1的电流，R2i表示流过基极电阻R2的电流，Q3g表示被施加到开关元件Q3的栅极的电压。首先，参照图2对图4的期间T1的工作进行说明。在图2中，示出了如下状态下的电流的情形：在变压器Ta的端子a和端子b之间，以端子a的电压大于端子b
的电压的方式施加脉冲电压，在变压器Ta的二次侧产生了图2或图3的电压Va。当由于施加的电压Vab使得电流从变压器Ta的端子a流到端子b时，由于同时在变压器Ta的二次侧产生的电压Vcd而产生了电流，一种是电流按照Ta→C1→D1→Ta这样的第1路径流动，电容器C1被快速充电，电压C1v上升。另一种是电流R2i按照Ta→C2→R2→Q2的基极→Q2的发射极→Ta这样的第2路径流动。此时，二极管D1与晶体管Q2的基极-发射极间的正向电压大致相等，因此，基极电阻R1的两端电压相等，电流R1i几乎不流过基极电阻R1，因此可以忽视流过基极电阻R1的电流路径。另外，通过第2路径，晶体管Q2导通，按照Vcc→Q2→R3→Q3的栅极这样的路径对开关元件Q3的输入电容Ciss进行充电，从而开关元件Q3导通。此时，开关元件Q3的栅极电压Q3g为Vcc。另外，当基于变压器Ta的相反极性而流过电流时在Ta→D2→C2→Ta这样的第3路径中，电容器C2已经基于电压Vb被充电，因此，通过变压器Ta的二次侧输出Va，在第2路径上，经由基极电阻R2，基于合计电压Vs(正值电压Va+负值电压Vb，参考图10)驱动晶体管Q2。利用变压器Ta的输出和电容器C2的电荷，经由基极电阻R2驱动晶体管Q2，因此第2路径是电容器C2的电荷放电路径。接着，参照图3，对图4的期间T2的工作进行说明。首先示出了如下状态下的电流的情形：在期间T2内，在变压器Ta的端子a和端子b之间，以端子b的电压大于端子a的电压的方式施加脉冲电压，在变压器Ta的二次侧产生了图2或图3的电压Vb。当由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关元件的驱动电路，其特征在于，具有：变压器，其具有被输入驱动信号的一次绕组和驱动第1开关元件的第1二次绕组；第1电容器，其在所述第1二次绕组的一端产生了高于另一端的电压时进行充电，在所述第1二次绕组的另一端产生了高于一端的电压时经由电阻进行放电；第2电容器，其在所述第1二次绕组的一端产生了高于另一端的电压时经由所述电阻进行放电，在所述第1二次绕组的另一端产生了高于一端的电压时进行充电；第1驱动电源；第2晶体管，其根据已经充电的所述第2电容器的电压与所述第1二次绕组的电压的合计电压，接受所述第1驱动电源的供电而导通，由此使所述第1开关元件导通；以及第1晶体管，其根据已经充电的所述第1电容器的电压与所述第1二次绕组的电压的合计电压而导通，由此使所述第1开关元件截止。

【技术特征摘要】
2015.03.06 JP 2015-0444101.一种开关元件的驱动电路，其特征在于，具有：变压器，其具有被输入驱动信号的一次绕组和驱动第1开关元件的第1二次绕组；第1电容器，其在所述第1二次绕组的一端产生了高于另一端的电压时进行充电，在所述第1二次绕组的另一端产生了高于一端的电压时经由电阻进行放电；第2电容器，其在所述第1二次绕组的一端产生了高于另一端的电压时经由所述电阻进行放电，在所述第1二次绕组的另一端产生了高于一端的电压时进行充电；第1驱动电源；第2晶体管，其根据已经充电的所述第2电容器的电压与所述第1二次绕组的电压的合计电压，接受所述第1驱动电源的供电而导通，由此使所述第1开关元件导通；以及第1晶体管，其根据已经充电的所述第1电容器的电压与所述第1二次绕组的电压的合计电压而导通，由此使所述第1开关元件截止。2.根据权利要求1所述的开关元件的驱动电路，其特征在于，所述电阻是串联连接第1电阻和第2电阻而成的，所述第1电阻连接在所述第1电容器和所述第1晶体管之间，所述第2电阻连接在所述第2电容器和所述第2晶体管之间，所述第2晶体管在所述第2电容器经由所述第2电阻进行放电时导通，经由所述第1驱动电...

【专利技术属性】
技术研发人员：千叶明辉，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP