JPH0260457A

JPH0260457A - ゲートターンオフサイリスタのゲート駆動回路

Info

Publication number: JPH0260457A
Application number: JP21050788A
Authority: JP
Inventors: Katsunori Naganuma; 克範長沼
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1990-02-28

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、ゲートターンオフサイリスタ（以下ＧＴＯサ
イリスタと呼ぶ）を用いた車両用チョッパ装置のＧＴＯ
サイリスタのゲート駆動回路に関する。

（従来の技術）ＧＴＯサイリスタのゲート駆動回路は、従来、ＧＴＯサ
イリスタと制御回路の間の絶縁をパルストランスによっ
てとるものが多かったが、最近ＧＴｏサイリスタの高容
量化に伴ない、絶縁電源を用いて、制御回路とは絶縁さ
れたゲート駆動回路のコンデンサにあらかじめ電源を蓄
えておき、これを制御回路よりフォトカプラ又は光コネ
クタによりゲート信号を伝達して、ゲート駆動回路上の
トランジスタをスイッチングし、ＧＴＯサイリスタにゲ
ート電流を供給するパルストランスを用いない、いわゆ
るダイレクトドライブ方式が主流となってきた。

ところが、ダイレクトドライブ方式の場合、ゲート駆動
回路に電流を供給する絶縁電源は、スペース的な制約及
び、ゲート駆動回路のコンデンサのリップル電源を軽減
する目的から、高周波の矩形波電源とすることが多く、
したがって電源の構成部品も多く、信頼性上必ずしも十
分とは言えない状態であった。

一方、車両用チョッパ装置の箱構成上、ＧＴＯサイリス
タを含む主回路スイッチング用素子はその電源装置とと
もに主チョッパ箱として１つの箱を構成し、ＧＴＯサイ
リスタのゲート論理や保護論理を形成する論理部とは別
箇とされる場合があった・（発明が解決しようとする課題）ダイレクトドライブ方式のゲート駆動回路を主チョッパ
箱と論理部が別箇となっているシステムに適用とようと
すると、ゲート駆動回路の絶縁電源が主チョッパ箱内に
置かれるため、この出力電圧がゲートを駆動するのに十
分でない場合、あるいは絶縁電源が停止した場合、論理
部ではこれを検出できず、そのままゲート信号を出し続
け、ＧＴＯサイリスタの不足ゲー１〜を招き、ＧＴＯサ
イリスタの破壊に至る問題があった。

このような問題を解決する方法の１つに、ゲート駆動回
路側に電圧検出器とゲート論理のインク−ロック回路を
設け、論理箱より主チョッパ箱に入力されるゲート信号
をこのゲート論理のインターロック回路で受け、絶縁電
源低下のインターロックをとったのちゲート駆動回路に
入力する方法がある。

しかし、このようなインターロック回路はオンゲート信
号の最小パルス幅やオフグー１〜信号のパルス幅を正確
に制御する必要があり、水晶発振回路を含む複雑な電子
回路が必要で、かつ論理部と主チョッパ箱両方にゲート
論理回路が存在することによりシステム構成上も問題が
あった。

本発明は、簡単な論理回路で絶縁電源出力低下時に、Ｇ
ＴＯサイリスタに不足ゲートを与えない保護機能を有す
るゲート駆動回路を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明は第１図に示す様に、電圧検出器１とオンゲート
信号２の信号をもとにＡＮＤ回路５，７、ＮＯＲ回路３
、反転回路４、及びフリップフロラプ回路６で論理を組
み、最終のオンゲート信号８を得ることによって達成さ
れる。

（作用）第１図において、電圧検出器１にてゲート駆動回路に電
力を供給する絶縁電源の出力をレベル判定し、出力が正
常な場合は「１」を、出力電圧が基準に満たない場合は
「０」を出力する。

いま、オンゲート信号が「１」のとき、ＮＯＲ回路３の
出力は「０」、反転器４の出力は「０」、ＡＮＤ回路５
の出力は「０」となるからフリップフロップ回路６のセ
ット端子、リセット端子ともｒＯＪ　となりフリップフ
ロップ回路６の出力はその前の状態を維持する。

一方、オンゲート信号２がｒＯＪのとき、電圧検出器１
の出力がｒＯＪならば、ＡＮＤ回路５の出力はｒＯＪ　
、ＮＯＲ回路３の出力は「１」となるからフリップフロ
ップ回路６のセット端子が「Ｏ」、リセット端子が「１
」となってフリップフロップ回路の出力はｒＯＪとなり
、電圧検出器１の出力が「１」ならば、反転回路４の出
力は「１」であるからＡＮＤ回路５の出力は「１」、Ｎ
ＯＲ回路３の出力は「０」となり、フリップフロップ回
路６のセット端子が「１」、リセット端子が「０」とな
るのでフリップフロップ回路６の出力は「１」となる。

即ち、フリップフロップ回路６の出力は、オンゲート信
号２が出る前の電圧検出器１の状態に応じて、電圧の正
常なときは「１」、電圧が規準に満たないときは「０」
となり、この状態はオンゲート信号２が出ている量変化
しない。ＡＮＤ回路７によりこのフリップフロップ回路
６の出力と、オンゲート信号２の論理積をとると電圧検
出器１の出力が「１」のときはオンゲート信号２をその
まま伝達し、電圧検出器１の出力がｒＯＪとなったとき
は、オンゲート信号２が「０」になった後、次にオンゲ
ート信号が「１」となってもオンゲート信号をブロック
し、再び電圧検出器１の出力が「１」となっても、オン
ゲート信号２が「１」のうちはオンゲート信号はブロッ
クされたままで、オンゲート信号２がｒＯＪ　となって
始めてオンゲ−１〜のブロックが解除され、次にオンゲ
ート信号２が「１」となったときは、オンゲート信号２
をそのまま伝達するゲート論理が得られる。

（実施例）第２図は本発明の実施の１例を示すＧＴＯサイリスタの
ゲート駆動回路の回路図である。以下第２図を用いて説
明する。

整流回路１．３．１７、コンデンサ１４．１８、スイッ
チングトランジスタ１．６．２０、フォトカプラ１５，
１．９から成るオフゲート回路６１、およびオフゲート
回路６２はそれぞれの整流回路の入力が絶縁変圧器１２
を介して高周波電源１１に接続される。絶縁変圧器１２
の別巻線には整流回路２２、コンデンサ２３、ツェナー
ダイオード２５、フォトカプラ２４がら成る電圧検出回
路６３が接続される。

一方、論理部４０の中は、直流電源２６とオン信号を与
えるトランジスタ２７とオフ信号を与えるトランジスタ
２８より構成され、オン信号を与えるトランジスタ２７
、オフ信号を与える１〜ランジスタ２８は蟻装線を介し
てそれぞれ主チョッパ箱４１内のフォトカプラ１５、フ
ォトカプラ１９の発光側に接続される。このうちフォト
カプラ１５の発光側の電源ラインはｌ−ランジスタ３０
を介して接続されるが、１〜ランジスタ３０のベースは
トランジスタ２９のコレクタに接続され、ｌ−ランジス
タ２９のベースはフォトカプラ３Ｌ　２４（７）受光側
、反転回路３２．３３．５１、Ｎ。

Ｒ回路３４，５２、フリップフロップ回路３５で構成さ
れる論理回路に接続される。

以下、本実施例の作用を説明する。

高周波電源１１の出力は絶縁変圧器１２を介してオンゲ
ート回路６１の整流回路１３及びオフゲート回路６２の
整流回路１７に供給され、それぞれコンデンサ１４、１
８を充電する。

いま、高周波電源１１の出力が正常なときは、高周波電
源１１は絶縁変圧器１２、整流回路２２を介してコンデ
ンサ２３を充電し、これによってフォトカプラ２４の発
光側に電流が流れる。したがってフォトカプラ２４の受
光側トランジスタはオンし、反転器３３の出力はｒｌ、
Ｊ、ＮＯＲ回路３４の出力はｒＯＪとなる。このときオ
ンゲート信号が出てぃなげ九ばｌ−ランジスタ２７はオ
フし、フォトカプラ３１の発光側に電流が流れないため
、フォトカプラ３１の受光側トランジスタはオフ、従っ
て反転回路３２の出力は「０」、反転回路５１の出力は
「１」となるためＡＮＤ回路５２の出力は１、フリップ
フロップ回路３５の出力は「１」となる。このため、ト
ランジスタ２９はオン、トランジスタ３０はオンし、ゲ
ート論理部４０の１−ランジスタ２７がオンすると、フ
ォトカプラ１５の受光側がオン、トランジスタ１６がオ
ンし、ＧＴＯサイリスタ２１のゲートにコンデンサ１４
よりオンゲート電流が供給される。

次に高周波電源１１の出力が規準に満たないとき、整流
回路２２の出力は低下し、ツェナーダイオード２５の作
用でフォトカプラ２４の発光側の電流が絶たれ、フォト
カプラ２４の受光側のトランジスタはオフする。したが
って反転回路３３の出力は「０」、ＡＮＤ回路５２の出
力はｒＯＪとなる。このときオンゲート信号が出ていな
ければトランジスタ２７はオフのため、フォトカプラ３
１の発光側には電流が流れず、フォトカプラ３１のトラ
ンジスタはオフ、反転回路３２の出力はｒＯＪ　となり
、反転回路３４の出力は「○」となる。このためフリッ
プフロップ回路３５の出力はｒＯＪ　となり、トランジ
スタ２９はオフ、したがってトランジスタ３０はオフと
なり、この後オンゲート信号が入力されてもＮＯＲ回路
３４の出力がｒＯＪとなるためフリップフロップ回路３
５の出力はｒＯＪのままでフォトカプラ１５の発光側に
電流が流れないため、ＧＴＯサイリスタ２１にはオンゲ
ート電流は供給されない。

オンゲート信号が与えられているとき、高周波電源１１
のレベルが変化しても、フォトカプラ３１の受光側トラ
ンジスタがオンしているため反転回路３２の出力は「１
」、反転回路５１の出力はｒＯＪとなり、したがってフ
リップフロップ回路３５の出力は変化しない。

また、オフゲート信号を与えるため、論理部４０のトラ
ンジスタ２８をオンすると、フォトカプラ１９の発光側
に電流が流れ、受光側の１−ランジスタ１９がオンし、
トランジスタ２０がオンするためコンデンサ１８よりＧ
ＴＯサイリスタのゲートにオフゲート電流が供給される
。

本実施例によればオングー１−信号が入力される前に高
周波電源１２の出力レベルを判定し、電圧が確立してい
れば、次にオンゲート信号が入力されたとき、これによ
ってＧＴＯサイリスタにオンゲート電流を流し、もし電
圧が確立していなければオンゲート信号をブロックし、
オンゲート電流を流さない回路を構成することができる
。また、オンゲート回路６１、およびオフゲート回路６
２のコンデンサ１４．１８は、−回のオンゲート電流、
オフゲート電流を流すのに十分な容量のものを選ぶと、
オンゲート電流をＧＴＯサイリスタに流している期間に
、高周波電源の電圧が低下した場合でも、オンゲートを
出し終わったあと、論理部４０の論理により、オフゲー
ト電流を流してＧＴＯサイリスタを消弧せしめたのち、
オンゲート停止のモードとすることができる。またこの
ようなオンゲート停止モードでかつオンゲート信号が入
力されている期間に高周波電源の電圧が復帰しても、次
に正規にオンゲー１〜が出るタイミングまで、オンゲー
ト電流は流れることはない。

また、これらの保護論理は、オフグー１−信号に対して
は作用しないため、オンゲート電流、オフグー１〜電流
とも、論理部から出力された正規のパルス幅が削られる
ことはない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ＧＴＯサイリスタのグー１−回路に簡
単な論理回路を付加するのみで、ゲート電源が低下した
とき、ＧＴＯサイリスタをゲート電源低下に起因する不
足ゲートから保護することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は本発
明の実施の１例を示す回路図である。１・・・電圧検出器　２・・・オンゲート信号（入力）
３・・ＮＯＲ回路　　　４　反転回路５．７・・ＡＮＤ回路６　・フリップフロップ回路８・・オンゲート信号（出方）１１・高周波電源１２・
・絶縁変圧器　　　１３．１．７．２２・・整流回路］
２？４．１８．２３・・・コンデンサ１５、１９．３トフォトカプラ１６、２０．２７．２８．２９．３０・トランジスタ２
１・・・ＧＴＯサイリスタ２５・・・ツェナーダイオード　　２６・・・直流電源
３２、３３．５１・・・反転回路　　　３４・・ＮＯＲ
回路３５・・・フリップフロップ回路　　４０・・論理
部４１・・・主チョッパ箱　　５２・・ＡＮＤ回路６１
・・オンゲート回路　　６２・・・オフゲート回路６３
・電圧検出回路代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　第子丸　健

Claims

【特許請求の範囲】

ゲートターンオフサイリスタを用いたチョッパ装置のＧ
ＴＯサイリスタのゲート駆動回路のうち、ゲート回路に
電力を供給する電源の電圧が低下したことを検出し、オ
ンゲート信号が出ているときにはオンゲートを出し終わ
ってからオンゲート信号を遮断し、オンゲート信号が出
ていないときにはそのままオンゲート信号を遮断する回
路を付加することによってゲートターンオフサイリスタ
を電源電圧低下による不足ゲートから保護する機能を有
することを特徴とするゲートターンオフサイリスタのゲ
ート駆動回路。