JPH0342732B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0342732B2 JPH0342732B2 JP58156459A JP15645983A JPH0342732B2 JP H0342732 B2 JPH0342732 B2 JP H0342732B2 JP 58156459 A JP58156459 A JP 58156459A JP 15645983 A JP15645983 A JP 15645983A JP H0342732 B2 JPH0342732 B2 JP H0342732B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- capacitor
- current
- reverse current
- time
- 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
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D18/00—Thyristors
Landscapes
- Thyristors (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はゲートターンオフサイリスタや静電誘
導サイリスタ等の自己消弧形サイリスタのゲート
回路の改良に関するもので、その目的とするとこ
ろはゲート電源の単一化および低電力化されたゲ
ート回路装置を提供するとともに、高周波スイツ
チングに効用し得る自己消弧形サイリスタ装置を
実現することにある。
導サイリスタ等の自己消弧形サイリスタのゲート
回路の改良に関するもので、その目的とするとこ
ろはゲート電源の単一化および低電力化されたゲ
ート回路装置を提供するとともに、高周波スイツ
チングに効用し得る自己消弧形サイリスタ装置を
実現することにある。
一般に自己消弧形サイリスタ（以下SCTHと称
する）はゲート電極に順方向電流を流すことによ
つて点弧状態にでき、そのゲート電極に逆方向電
流を流すことにより消弧するものとなる。また、
SCTHはゲート順電流をオン状態にある期間中持
続して供給する必要がある態様のものもあるが、
点弧時の短時間のみ供給するだけでよい態様のも
のが注目されている。そして、これらいずれの態
様のものもゲート順電流供給のため必要なゲート
電源の電力は些少であるが、ゲート順電流に比べ
て消弧時のゲート逆電流の値はSCTHのアノード
電流に匹敵するほどの大きなものであり、逆電流
供給用電源の電力も非常に大きくなつていた。な
お、ゲート逆電流は消弧時のごく短時間のみ流す
ことでよいため低周波のスイツチングの動作の場
合さほど問題とはならないが、高周波動作の場合
は大電力化の傾向が著しいものとなる。
する）はゲート電極に順方向電流を流すことによ
つて点弧状態にでき、そのゲート電極に逆方向電
流を流すことにより消弧するものとなる。また、
SCTHはゲート順電流をオン状態にある期間中持
続して供給する必要がある態様のものもあるが、
点弧時の短時間のみ供給するだけでよい態様のも
のが注目されている。そして、これらいずれの態
様のものもゲート順電流供給のため必要なゲート
電源の電力は些少であるが、ゲート順電流に比べ
て消弧時のゲート逆電流の値はSCTHのアノード
電流に匹敵するほどの大きなものであり、逆電流
供給用電源の電力も非常に大きくなつていた。な
お、ゲート逆電流は消弧時のごく短時間のみ流す
ことでよいため低周波のスイツチングの動作の場
合さほど問題とはならないが、高周波動作の場合
は大電力化の傾向が著しいものとなる。
一方、SCTHのスイツチング動作を行うために
必要なゲート順電流およびゲート逆電流の双方向
性電流を供給する方法としては、順電流供給用電
源と逆電流供給用電源を別個に設けることより、
それぞれの通流を各供給用スイツチング素子によ
り入切制御するいわゆる二電源方式と、１個の共
用電源と４個のブリツジ接続構成の制御スイツチ
ング素子により双方向性の電流を制御する一電源
方式とがある。
必要なゲート順電流およびゲート逆電流の双方向
性電流を供給する方法としては、順電流供給用電
源と逆電流供給用電源を別個に設けることより、
それぞれの通流を各供給用スイツチング素子によ
り入切制御するいわゆる二電源方式と、１個の共
用電源と４個のブリツジ接続構成の制御スイツチ
ング素子により双方向性の電流を制御する一電源
方式とがある。
そして、二電源方式は制御動作が比較的簡単な
ものとなるが独立した２個の電源を用意するのが
煩雑であり、一電源方式は多数の制御用スイツチ
ング素子を必要としてこれらの開閉制御を行う指
令回路も複雑となつていた。
ものとなるが独立した２個の電源を用意するのが
煩雑であり、一電源方式は多数の制御用スイツチ
ング素子を必要としてこれらの開閉制御を行う指
令回路も複雑となつていた。
本発明は上述した点に鑑みなされたもので、こ
の技術思想を要約すればつぎの如くである。すな
わち、ゲート逆電流供給用電源の電力をアブゾー
バコンデンサから回生させるよう構成して外部供
給電力を低減化するとともに、ゲート順電流供給
のための所要電力が小さいことから、ゲート逆電
流電荷の一部を別に設けた蓄積手段に蓄えること
により作成する如き原理に基づき、一電源方式で
ありながら見掛上二電源方式の格別な装置を提供
するものである。以下、本発明を実施例図面によ
り詳細説明する。
の技術思想を要約すればつぎの如くである。すな
わち、ゲート逆電流供給用電源の電力をアブゾー
バコンデンサから回生させるよう構成して外部供
給電力を低減化するとともに、ゲート順電流供給
のための所要電力が小さいことから、ゲート逆電
流電荷の一部を別に設けた蓄積手段に蓄えること
により作成する如き原理に基づき、一電源方式で
ありながら見掛上二電源方式の格別な装置を提供
するものである。以下、本発明を実施例図面によ
り詳細説明する。
第１図と第２図は本発明の一実施例の要部構成
とその各部波形を示すもので、１はSCTH、２は
アブゾーバコンデンサ、３はダイオード、４はゲ
ート逆電流供給用電源（以下単に直流電源とい
う）、５は逆電流供給用スイツチング素子、６は
ゲート順電流供給用電源としての蓄積手段の一例
であるコンデンサ、７はツエナーダイオード、８
は順電流供給用スイツチング素子、９，１０は抵
抗器、１１はリアクトルである。また、IGは
SCTHのゲート電流、VAKはSCTH１のアノード
とカソード間の電圧、VCSはアブゾーバコンデン
サ２の電圧、ILはリアクトル１１の電流、VCはコ
ンデンサ６の電圧である。
とその各部波形を示すもので、１はSCTH、２は
アブゾーバコンデンサ、３はダイオード、４はゲ
ート逆電流供給用電源（以下単に直流電源とい
う）、５は逆電流供給用スイツチング素子、６は
ゲート順電流供給用電源としての蓄積手段の一例
であるコンデンサ、７はツエナーダイオード、８
は順電流供給用スイツチング素子、９，１０は抵
抗器、１１はリアクトルである。また、IGは
SCTHのゲート電流、VAKはSCTH１のアノード
とカソード間の電圧、VCSはアブゾーバコンデン
サ２の電圧、ILはリアクトル１１の電流、VCはコ
ンデンサ６の電圧である。
かように示した第１図および第２図の動作を、
第１図の接続構成の詳細と併せて説明するとつぎ
の如くである。
第１図の接続構成の詳細と併せて説明するとつぎ
の如くである。
ここで、第２図に示した時刻T0以前では
SCTH１は導通状態にあつたものとする。よつ
て、電圧VAK，VCSは零であつて、電流IGは電圧
VCにより順電流供給用スイツチング素子８およ
び抵抗器９を通して然るべき値のものが通流され
ている。
SCTH１は導通状態にあつたものとする。よつ
て、電圧VAK，VCSは零であつて、電流IGは電圧
VCにより順電流供給用スイツチング素子８およ
び抵抗器９を通して然るべき値のものが通流され
ている。
いま、時刻T0において消弧指令により順電流
供給用スイツチング素子８が開路して逆電流供給
用スイツチング素子５が閉路すると、直流電源４
よりコンデンサ６を通してSCTH１のカリードか
らゲート電極方向へのゲート逆電流が与えられる
ものとなる。ここに、図示の如く電流IGが時刻T0
から時刻T1まで流れるに、この期間コンデンサ
６はそのゲート逆電流により充電され、電圧VC
が例示の如くに上昇する。また、時刻T1以前に
電圧VCがツエナーダイオード７のツエナー電位
を越えた場合ゲート逆電流がツエナーダイオード
７を通して流れるものとなつて電圧VCの上昇が
停止される。かような作用で注目すべき点は消弧
時のゲート逆電流によりコンデンサ６を充電して
おくことであり、これは後述する如き順電流供給
作用を奏してゲート順電流供給のための電源を除
去するとができる。
供給用スイツチング素子８が開路して逆電流供給
用スイツチング素子５が閉路すると、直流電源４
よりコンデンサ６を通してSCTH１のカリードか
らゲート電極方向へのゲート逆電流が与えられる
ものとなる。ここに、図示の如く電流IGが時刻T0
から時刻T1まで流れるに、この期間コンデンサ
６はそのゲート逆電流により充電され、電圧VC
が例示の如くに上昇する。また、時刻T1以前に
電圧VCがツエナーダイオード７のツエナー電位
を越えた場合ゲート逆電流がツエナーダイオード
７を通して流れるものとなつて電圧VCの上昇が
停止される。かような作用で注目すべき点は消弧
時のゲート逆電流によりコンデンサ６を充電して
おくことであり、これは後述する如き順電流供給
作用を奏してゲート順電流供給のための電源を除
去するとができる。
また、ゲート逆電流が零となる時刻T1の近傍
でSCTH１が消弧を完了し、いままでSCTH１を
流れていた主電流はアブゾーバコンデンサ２およ
びダイオード３の直列回路に移行してアブゾーバ
コンデンサ２を充電する。よつて、時刻T1近傍
から電圧VAK，VCSが同時に上昇し始め、時刻T2
で図示せぬ主回路電源の電圧値にまで達するもの
となる。以降SCTHのオフ状態が継続する。
でSCTH１が消弧を完了し、いままでSCTH１を
流れていた主電流はアブゾーバコンデンサ２およ
びダイオード３の直列回路に移行してアブゾーバ
コンデンサ２を充電する。よつて、時刻T1近傍
から電圧VAK，VCSが同時に上昇し始め、時刻T2
で図示せぬ主回路電源の電圧値にまで達するもの
となる。以降SCTHのオフ状態が継続する。
さらに、時刻T3で点弧指令により逆電流供給
用スイツチング素子５を開路して順電流供給用ス
イツチング素子８を閉路すると、コンデンサ６の
電圧VCによりゲート順電流が供給されてSCTH
１が点弧状態となり、電圧VAKは短時間で零付近
にまで低下する。そして、ゲート順電流はコンデ
ンサ６と抵抗器９の値で定まる時定数で低下して
いくものとなるが、ここにオン期間中持続させる
かあるいは時刻T3における点弧時に短時間だけ
流すかは前述したようなSCTH１の態様により決
定され、コンデンサ６容量、抵抗器９抵抗値およ
びツエナーダイオードの電圧等を適宜選択すれば
よい。
用スイツチング素子５を開路して順電流供給用ス
イツチング素子８を閉路すると、コンデンサ６の
電圧VCによりゲート順電流が供給されてSCTH
１が点弧状態となり、電圧VAKは短時間で零付近
にまで低下する。そして、ゲート順電流はコンデ
ンサ６と抵抗器９の値で定まる時定数で低下して
いくものとなるが、ここにオン期間中持続させる
かあるいは時刻T3における点弧時に短時間だけ
流すかは前述したようなSCTH１の態様により決
定され、コンデンサ６容量、抵抗器９抵抗値およ
びツエナーダイオードの電圧等を適宜選択すれば
よい。
さて、SCTH１が時刻T3で点弧すると、オフ
期間中第１図に示した極性に充電されていたアブ
ゾーバコンデンサ２の電荷は、SCTH１、直流電
源４およびリアクトル１１を通して放電される。
ここで、アブゾーバコンデンサ２とリアクトル１
１の共振作用により、この放電による電流ILは正
弦波状に上昇し、電圧VCSは余弦波状に低下する
ものとなる。
期間中第１図に示した極性に充電されていたアブ
ゾーバコンデンサ２の電荷は、SCTH１、直流電
源４およびリアクトル１１を通して放電される。
ここで、アブゾーバコンデンサ２とリアクトル１
１の共振作用により、この放電による電流ILは正
弦波状に上昇し、電圧VCSは余弦波状に低下する
ものとなる。
また、時刻T4において電圧VCSが零になつたも
のとすると、電流ILは以降ダイオード３と直流電
源４を通して流れることから、リアクトル１１の
インダクタンスＬと直流電源４の電圧Ｖで定まる
傾斜（−Ｖ／Ｌ）で直線的に減少して時刻T5で
零になるものとなる。
のとすると、電流ILは以降ダイオード３と直流電
源４を通して流れることから、リアクトル１１の
インダクタンスＬと直流電源４の電圧Ｖで定まる
傾斜（−Ｖ／Ｌ）で直線的に減少して時刻T5で
零になるものとなる。
かような時刻T3から時刻T4までのアブゾーバ
コンデンサ２の放電電流と、時刻T4から時刻T5
までのリアクトル１１の還流電流とは、いずれも
直流電源４のアノードからカソードに向つて流れ
て電力回生動作を行うものとなること明らかであ
る。よつて、例示の直流電源４はエネルギー蓄積
能力をもたせるものとすることより、消弧時に必
要とする電力をこの回生電力に依存可能になつて
外部供給電力は殆ど不用となる。勿論、回生電力
と消弧電力の大小によつては外部電力が必要とな
る場合があり、逆に回生電力の方が大きければ抵
抗器等で消費させねばならないが、容易に対処で
きることは言うまでもない。
コンデンサ２の放電電流と、時刻T4から時刻T5
までのリアクトル１１の還流電流とは、いずれも
直流電源４のアノードからカソードに向つて流れ
て電力回生動作を行うものとなること明らかであ
る。よつて、例示の直流電源４はエネルギー蓄積
能力をもたせるものとすることより、消弧時に必
要とする電力をこの回生電力に依存可能になつて
外部供給電力は殆ど不用となる。勿論、回生電力
と消弧電力の大小によつては外部電力が必要とな
る場合があり、逆に回生電力の方が大きければ抵
抗器等で消費させねばならないが、容易に対処で
きることは言うまでもない。
なお、電流ILをオン期間中零になる例で示した
が、必らずしもその必要はなく次回の点弧時以前
に零になつているものであれば支障を生じない。
また、最初にスイツチング動作を始めるときコン
デンサ６が充電されていないものとしたが、これ
は、逆電流供給用スイツチング素子５を始動前に
所定期間閉路させることでも、直流電源４から抵
抗器１０を介して充電できる。
が、必らずしもその必要はなく次回の点弧時以前
に零になつているものであれば支障を生じない。
また、最初にスイツチング動作を始めるときコン
デンサ６が充電されていないものとしたが、これ
は、逆電流供給用スイツチング素子５を始動前に
所定期間閉路させることでも、直流電源４から抵
抗器１０を介して充電できる。
つぎに、かくの如き第１図装置はゲート逆電流
がゲート順電流に比べて大きくなるに、ツエナー
ダイオード７に流れる電流が増加してここに発生
する損失が増大するものとなる。かような支障点
を改善した一例を第３図に示す。
がゲート順電流に比べて大きくなるに、ツエナー
ダイオード７に流れる電流が増加してここに発生
する損失が増大するものとなる。かような支障点
を改善した一例を第３図に示す。
第３図は第１図装置の一変形例の要部構成を示
す部分回路図であり、１２はダイオード、１３は
アバランシエダイオードである。図中、第２図と
同符号のものは同じ構成部分を示す。
す部分回路図であり、１２はダイオード、１３は
アバランシエダイオードである。図中、第２図と
同符号のものは同じ構成部分を示す。
すなわち、第３図においては、第２図に示した
コンデンサ６に並列接続されるツエナーダイオー
ド７に代えて図示の如くにダイオード１２および
アバランシエダイオード１３を配してなる。アバ
ランシエダイオード１３は、公知の如くに印加電
圧がある値以下では良好な阻止特性を有するが、
このある値を越えるとオン状態になつてその順方
向電圧が些少となるものである。よつて、第３図
において消弧の初期にゲート逆電流がコンデンサ
６とダイオード１２を通つて流れ、コンデンサ６
電圧が所定値を越えるにアバランシエダイオード
１３を流れるよう作用させることができる。そし
て、その際のアバランシエダイオード１３の電圧
はツエナーダイオード７の如くに大きくなく発生
する損失もさほど大きくはならない。なお、かか
るアバランシエダイオードに代え、大電流容量を
もつ静電誘導サイリスタを採用できる。すなわ
ち、静電誘導サイリスタを適当にゲートバイアス
することによつて同様な特性を奏する。
コンデンサ６に並列接続されるツエナーダイオー
ド７に代えて図示の如くにダイオード１２および
アバランシエダイオード１３を配してなる。アバ
ランシエダイオード１３は、公知の如くに印加電
圧がある値以下では良好な阻止特性を有するが、
このある値を越えるとオン状態になつてその順方
向電圧が些少となるものである。よつて、第３図
において消弧の初期にゲート逆電流がコンデンサ
６とダイオード１２を通つて流れ、コンデンサ６
電圧が所定値を越えるにアバランシエダイオード
１３を流れるよう作用させることができる。そし
て、その際のアバランシエダイオード１３の電圧
はツエナーダイオード７の如くに大きくなく発生
する損失もさほど大きくはならない。なお、かか
るアバランシエダイオードに代え、大電流容量を
もつ静電誘導サイリスタを採用できる。すなわ
ち、静電誘導サイリスタを適当にゲートバイアス
することによつて同様な特性を奏する。
以上説明したように本発明によれば、高周波ス
イツチングを行うSCTH向けとして格別に効用し
得る簡便な構成の装置を提供できる。
イツチングを行うSCTH向けとして格別に効用し
得る簡便な構成の装置を提供できる。
第１図および第２図は本発明の一実施例の要部
構成を示す回路図およびその各部波形図、第３図
は第１図装置の一変形例を示す部分回路図であ
る。 １……自己消弧形サイリスタ（SCTH）、２…
…アブゾーバコンデンサ、４……ゲート逆電流供
給用電源（直流電源）、５……逆電流供給用スイ
ツチング素子、６……コンデンサ、７……ツエナ
ーダイオード、８……順電流供給用スイツチング
素子、１１……リアクトル、１３……アバランシ
エダイオード。
構成を示す回路図およびその各部波形図、第３図
は第１図装置の一変形例を示す部分回路図であ
る。 １……自己消弧形サイリスタ（SCTH）、２…
…アブゾーバコンデンサ、４……ゲート逆電流供
給用電源（直流電源）、５……逆電流供給用スイ
ツチング素子、６……コンデンサ、７……ツエナ
ーダイオード、８……順電流供給用スイツチング
素子、１１……リアクトル、１３……アバランシ
エダイオード。
Claims (1)
- １ 自己消弧形サイリスタのアノード・カソード
間に配されたアブゾーバコンデンサとダイオード
の直列接続体と、該自己消弧形サイリスタのゲー
ト・カソード間に配されたツエナーダイオードと
逆電流供給用スイツチング素子と逆電流供給用電
源との直列接続体と、該自己消弧形サイリスタの
ゲート・カソード間にコンデンサと順電流供給用
スイツチング素子と抵抗器との直列接続体と、前
記アブゾーバコンデンサおよびダイオードの接続
点と前記逆電流供給用スイツチング素子および逆
電流供給用電源の接続点との間に配されたリアク
トルを有し、前記コンデンサとツエナーダイオー
ドを並列接続したことを特徴とする自己消弧形サ
イリスタのゲート回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58156459A JPS6049665A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 自己消弧形サイリスタのゲ−ト回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58156459A JPS6049665A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 自己消弧形サイリスタのゲ−ト回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6049665A JPS6049665A (ja) | 1985-03-18 |
| JPH0342732B2 true JPH0342732B2 (ja) | 1991-06-28 |
Family
ID=15628208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58156459A Granted JPS6049665A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 自己消弧形サイリスタのゲ−ト回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6049665A (ja) |
-
1983
- 1983-08-29 JP JP58156459A patent/JPS6049665A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6049665A (ja) | 1985-03-18 |
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