JPH0256032B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0256032B2 JPH0256032B2 JP56158467A JP15846781A JPH0256032B2 JP H0256032 B2 JPH0256032 B2 JP H0256032B2 JP 56158467 A JP56158467 A JP 56158467A JP 15846781 A JP15846781 A JP 15846781A JP H0256032 B2 JPH0256032 B2 JP H0256032B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- circuit
- semiconductor switch
- switch element
- capacitor
- power
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thyristors (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電力用半導体スイツチ素子の保護回路
に関する。
に関する。
サイリスタに代表される電力用半導体スイツチ
素子はそのターンオフに際して主端子間電圧の上
昇率（dv／dt）を所定値以下に抑えるために素
子に並列に過電圧吸収用コンデンサを設けるいわ
ゆるスナバ回路を具える。特に、最近実用化され
つつある電力用ゲートターンオフ（GTO）サイ
リスタはターンオフ速度が早いため、急峻な電圧
上昇率による故障が多く、この保護のためのスナ
バ回路には比較的大きな容量のコンデンサや電流
制限抵抗を必要とする問題があつた。
素子はそのターンオフに際して主端子間電圧の上
昇率（dv／dt）を所定値以下に抑えるために素
子に並列に過電圧吸収用コンデンサを設けるいわ
ゆるスナバ回路を具える。特に、最近実用化され
つつある電力用ゲートターンオフ（GTO）サイ
リスタはターンオフ速度が早いため、急峻な電圧
上昇率による故障が多く、この保護のためのスナ
バ回路には比較的大きな容量のコンデンサや電流
制限抵抗を必要とする問題があつた。
第１図はGTOサイリスタを主スイツチ素子と
する３相制御回路を示し、各GTOサイリスタ
THU，THV，THW，THY，THZには並列にダイ
オードD1とコンデンサC1の直列回路とダイオー
ドD1に並列の放電電流制限抵抗R1から成るスナ
バ回路SNを具える。ここで、抵抗R1は、サイリ
スタのターンオンにおいてコンデンサC1を放電
させておくのにサイリスタのスイツチング耐量を
越えない範囲での放電電流を制限する。この抵抗
R1は、例えばコンデンサC1に2μFを使用し、
600Vの直流電圧で1KHzの繰り返し動作で運転す
ると、１本の抵抗損失は約360ワツトになり、そ
の大形化、消費電力さらに冷却容量増大が問題に
なる。
する３相制御回路を示し、各GTOサイリスタ
THU，THV，THW，THY，THZには並列にダイ
オードD1とコンデンサC1の直列回路とダイオー
ドD1に並列の放電電流制限抵抗R1から成るスナ
バ回路SNを具える。ここで、抵抗R1は、サイリ
スタのターンオンにおいてコンデンサC1を放電
させておくのにサイリスタのスイツチング耐量を
越えない範囲での放電電流を制限する。この抵抗
R1は、例えばコンデンサC1に2μFを使用し、
600Vの直流電圧で1KHzの繰り返し動作で運転す
ると、１本の抵抗損失は約360ワツトになり、そ
の大形化、消費電力さらに冷却容量増大が問題に
なる。
本発明は過電圧吸収用コンデンサのエネルギー
を直流電源側に回生することによつて放電電流制
限抵抗を省略し得て従来の問題点を解消した保護
回路を提供することを目的とする。
を直流電源側に回生することによつて放電電流制
限抵抗を省略し得て従来の問題点を解消した保護
回路を提供することを目的とする。
第２図は本発明の一実施例を示す回路図であ
り、１相分を示す。主スイツチ素子としての
GTOサイリスタTHU，THXには夫々ダイオード
D1と過電圧吸収用コンデンサC1の直列回路が並
列接続され、コンデンサC1には夫々チヨツピン
グ制御用半導体スイツチとしてのトランジスタ
TRとリアクトルトランスＴの直列回路が並列接
続される。リアクトルトランスＴの二次巻線出力
は夫々整流ダイオードD2に直列接続されて直流
電源ラインＰ，Ｎ間に接続される。
り、１相分を示す。主スイツチ素子としての
GTOサイリスタTHU，THXには夫々ダイオード
D1と過電圧吸収用コンデンサC1の直列回路が並
列接続され、コンデンサC1には夫々チヨツピン
グ制御用半導体スイツチとしてのトランジスタ
TRとリアクトルトランスＴの直列回路が並列接
続される。リアクトルトランスＴの二次巻線出力
は夫々整流ダイオードD2に直列接続されて直流
電源ラインＰ，Ｎ間に接続される。
トランジスタTRは、第３図に示すようにGTO
サイリスタTHU又はTHVのオン期間に一定周期
（高周波）でチヨツピング制御され、そのオンで
コンデンサC1に蓄えられているエネルギーはリ
アクトルトランスＴの一次入力電流iTとして取込
まれ、トランジスタTRのオフ時に二次巻線から
ダイオードD2を通して整流電流idで直流電源に回
生される。このチヨツピング制御により、コンデ
ンサC1のエネルギーはGTOサイリスタTHU，
THLの夫々のオン期間中に全部直流電源に回生
されてその電圧VCは放電状態に戻され、サイリ
スタの次回のターンオフに過電圧吸収可能にされ
る。トランジスタTRのチヨツピング制御はGTO
サイリスタTHU，THXなどのゲート制御回路GC
によるゲート制御信号に同期制御される。
サイリスタTHU又はTHVのオン期間に一定周期
（高周波）でチヨツピング制御され、そのオンで
コンデンサC1に蓄えられているエネルギーはリ
アクトルトランスＴの一次入力電流iTとして取込
まれ、トランジスタTRのオフ時に二次巻線から
ダイオードD2を通して整流電流idで直流電源に回
生される。このチヨツピング制御により、コンデ
ンサC1のエネルギーはGTOサイリスタTHU，
THLの夫々のオン期間中に全部直流電源に回生
されてその電圧VCは放電状態に戻され、サイリ
スタの次回のターンオフに過電圧吸収可能にされ
る。トランジスタTRのチヨツピング制御はGTO
サイリスタTHU，THXなどのゲート制御回路GC
によるゲート制御信号に同期制御される。
なお、トランジスタTR、トランスＴ、ダイオ
ードD2はダイオードD1、コンデンサC1に一体構
成にしたモジユール回路さらにはトランジスタ
TRのチヨツピング制御回路を含めたモジユール
回路にすることでその取扱いを容易にする。
ードD2はダイオードD1、コンデンサC1に一体構
成にしたモジユール回路さらにはトランジスタ
TRのチヨツピング制御回路を含めたモジユール
回路にすることでその取扱いを容易にする。
以上のとおり、本発明による保護回路は、過電
圧吸収用コンデンサのエネルギーを主スイツチ側
に放電するのでなくDC−DC変換により直流電源
側に回生するため、コンデンサからの放電電流を
制限する高い電力容量の抵抗を不要にしてその小
形化を可能とするし、電力損失、放熱の問題を解
消できる。さらに、主スイツチのオン初期に流れ
ていたコンデンサからの放電電流が無くなるた
め、主スイツチにおけるそのオン時スイツチング
損失を大幅に抵減できる。
圧吸収用コンデンサのエネルギーを主スイツチ側
に放電するのでなくDC−DC変換により直流電源
側に回生するため、コンデンサからの放電電流を
制限する高い電力容量の抵抗を不要にしてその小
形化を可能とするし、電力損失、放熱の問題を解
消できる。さらに、主スイツチのオン初期に流れ
ていたコンデンサからの放電電流が無くなるた
め、主スイツチにおけるそのオン時スイツチング
損失を大幅に抵減できる。
また、コンデンサのエネルギーを電源に回生し
て電力効率が良くなるため、該コンデンサの容量
を大きく設計し得ることから、主スイツチとして
のGTOサイリスタのターンオフ電流（ゲートに
よつてオフできる電流）が大きくなり、GTOサ
イリスタの有効活用ができる。さらに、、コンデ
ンサの放電経路には主スイツチが含まれないこと
から、該放電電流による主スイツチの損失を無く
すことができる。これに加えて、コンデンサの放
電にチヨツピングを行うため、該チヨツピング周
波数を高くしてトランスの小型化を図ることがで
きる。
て電力効率が良くなるため、該コンデンサの容量
を大きく設計し得ることから、主スイツチとして
のGTOサイリスタのターンオフ電流（ゲートに
よつてオフできる電流）が大きくなり、GTOサ
イリスタの有効活用ができる。さらに、、コンデ
ンサの放電経路には主スイツチが含まれないこと
から、該放電電流による主スイツチの損失を無く
すことができる。これに加えて、コンデンサの放
電にチヨツピングを行うため、該チヨツピング周
波数を高くしてトランスの小型化を図ることがで
きる。
第１図は従来の電力用半導体スイツチ素子の保
護回路図、第２図は本発明の一実施例を示す回路
図、第３図は第２図の動作波形図である。 THU，THX……GTOサイリスタ、C1……過電
圧吸収用コンデンサ、TR……チヨツピング制御
用トランジスタ、、Ｔ……リアクトルトランス、
D2……整流用ダイオード、GC……ゲート制御回
路。
護回路図、第２図は本発明の一実施例を示す回路
図、第３図は第２図の動作波形図である。 THU，THX……GTOサイリスタ、C1……過電
圧吸収用コンデンサ、TR……チヨツピング制御
用トランジスタ、、Ｔ……リアクトルトランス、
D2……整流用ダイオード、GC……ゲート制御回
路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ゲート制御回路によつてオン・オフ制御され
る電力用半導体スイツチ素子のターンオフ時の電
圧上昇率を所定範囲内に抑制するための過電圧吸
収回路において、前記電力用半導体スイツチ素子
に並列接続するダイオードと過電圧吸収用コンデ
ンサの直列回路と、前記過電圧吸収用コンデンサ
に並列接続するチヨツピング制御用半導体スイツ
チとリアクトルトランスの一次側コイルとの直列
回路と、 リアクトルトランスの二次出力を直流電源に回
生するための前記リアクトルトランスの二次側コ
イルと整流用ダイオードとの直列回路を直流電源
の正極と負極間に接続し、前記電力用半導体スイ
ツチ素子のオン期間に前記チヨツピング制御用半
導体スイツチを前記ゲート制御回路によつてチヨ
ツピング制御することで、前記過電圧吸収用コン
デンサに蓄積されたエネルギを直流電源に回生す
ることを特徴とする電力用半導体スイツチ素子の
保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56158467A JPS5863076A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 電力用半導体スイツチ素子の保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56158467A JPS5863076A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 電力用半導体スイツチ素子の保護回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5863076A JPS5863076A (ja) | 1983-04-14 |
| JPH0256032B2 true JPH0256032B2 (ja) | 1990-11-29 |
Family
ID=15672373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56158467A Granted JPS5863076A (ja) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | 電力用半導体スイツチ素子の保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5863076A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6139866A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-26 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ |
| DE3436656A1 (de) * | 1984-10-03 | 1986-04-03 | Licentia Gmbh | Beschaltung fuer abschaltbare leistungshalbleiter |
| DE3639495A1 (de) * | 1986-11-20 | 1988-05-26 | Licentia Gmbh | Beschaltung der schalter von pulswechselrichtern und gleichstrom-halbleiterstellern fuer den mehrquadrantenbetrieb |
| JPH03261377A (ja) * | 1990-03-09 | 1991-11-21 | Toshiba Corp | 電力変換装置の保護装置 |
| US5400235A (en) * | 1992-08-07 | 1995-03-21 | International Business Machines Corp. | High frequency energy saving DC to DC power converter |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58386Y2 (ja) * | 1978-04-28 | 1983-01-06 | 株式会社東芝 | トランジスタのサ−ジ吸収回路 |
| JPS606136B2 (ja) * | 1980-07-23 | 1985-02-15 | 株式会社東芝 | Ｇｔｏサイリスタのサ−ジ吸収回路 |
-
1981
- 1981-10-05 JP JP56158467A patent/JPS5863076A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5863076A (ja) | 1983-04-14 |
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