JPH0374535B2 - - Google Patents
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- JPH0374535B2 JPH0374535B2 JP58130759A JP13075983A JPH0374535B2 JP H0374535 B2 JPH0374535 B2 JP H0374535B2 JP 58130759 A JP58130759 A JP 58130759A JP 13075983 A JP13075983 A JP 13075983A JP H0374535 B2 JPH0374535 B2 JP H0374535B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capacitor
- reactor
- diode
- cathode
- power supply
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Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 42
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 9
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/72—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
- H03K17/73—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for DC voltages or currents
- H03K17/732—Measures for enabling turn-off
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
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（以下
SCTHと称する）のアブゾーバ回路の改良にに関
するもので、その目的とするところはアブゾーバ
コンデンサに蓄積されたエネルギーをゲート回路
の電源に回生させる作用を奏する格別な装置を提
供することにある。 近年、静電誘導サイリスタの如き高速のスイツ
チング素子が実用化されるようになるに、その動
作周波数は数10kHzから数100kHzへと非常に高い
周波数での動作が可能になつてきた。そして、か
かる高周波領域で例えばアブゾーバコンデンサに
ダイオードと抵抗器の並列回路を直列接続してな
る如き従来方式のアブゾーバ回路を用いるものと
すれば、抵抗器容量は著しく大きくなつて実用的
でないものとなつてしまう。 しかして、本特許出願人はかような点に着目し
てスイツチング損失を低減化し、特に高周波スイ
ツチング回路に効用し得るものとして、特願昭58
−30768号「自己消弧形サイリスタのアブゾーバ
回路」（特開昭59−158126号）を提案していると
ころである。これを第１図を参照して説明する。 第１図は従来方式を改善した一例の動作原理を
説明するために示したもので、１はSCTH、２は
コンデンサ、３はダイオード、４，４′は負ゲー
ト電流供給用、正ゲート電流供給用の直流電源、
５はリアクトル、６，６′はスイツチング素子で
ある。こでで、かくの如き回路についての詳細説
明を省略するが、その動作が簡単に記述すればつ
ぎの如くである。 第１図において、いまスイツチング素子６が閉
路されてSCTH１に負ゲート電流が供給され
SCTH１が消弧すると、コンデンサ２はダイオー
ド３を通して充電されてアブゾーバ動作を行う。
また、スイツチング素子６の開路状態にてスイツ
チング素子６′が閉路されて正ゲート電流が
SCTH１に供給されSCTH１が点弧すると、
SCTH１のアノード・カソード間電圧はほぼ零に
なり、直流電源４を介してコンデンサ２とリアク
トル５の直列共振回路が形成されるものとなる。
すると、SCTH１の消弧時にコンデンサ２に蓄積
されたエネルギーはその一部が直流電源４に回生
されて残りがリアクトル５に移行する。さらに、
コンデンサ２の電荷が零となつたのちリアクトル
５のエネルギーはダイオード３を通して直流電源
４に回生されるものとなることから、結局コンデ
ンサ２のエネルギーは殆ど全て直流電源４に回生
されて効率のよいアブゾーバ作用を奏することが
できる。なお、説明を簡単化するため直流電源
４′への回生については割愛したが、原理とする
ところは前述したことと同様である。 ところで、第１図においては直流電源４の陽極
がSCTH１のカソードに接続され、直流電源４の
陰極とSCTH１のゲート間にスイツチング素子６
が配されてなる。しかしながら、スイツチング素
子６の駆動回路を構成する上で、直流電源４の陰
極をSCTH１のゲートへ接続してさらに陽極とカ
ソード間にスイツチング素子６を置いた方が都合
のよい場合が生じる。これは、例えばスイツチン
グ素子６，６′として一般形トランジスタTRSや
電界効果トランジスタFETを用いるとき、特に
TRSはPNP形よりNPN形にFETはＰチヤンネ
ルよりもＮチヤンネルの方に大容量のものが容易
に得られるという面から現状に即しているといえ
る。 本発明は上述したような点に鑑みて、高周波動
作を行うSCTH向けとして損失の少ない最適な装
置を提供するものである。以下、本発明を実施例
図面を参照して詳細説明する。 第２図は本発明の一実施例を示すもので、７は
ダイオード、８はコンデンサ、９は直流リアクト
ルである。図中、第１図と同符号のものは同じ機
能を有する部分を示す。 すなわち、第２図においては、特にSCTH１の
アノードとカソード間にコンデンサ２および図示
の極性のダイオード３からなる直列回路が接続さ
れ、このダイオード３に並列に図示の如くにダイ
オード７、コンデンサ８およびリアクトル５の直
列回路が接続され、さらにコンデンサ８の両極に
巻線W1，W2が接続された直流リアクトル９を設
けてなる。ここに、直流リアクトル９は互いに密
結合された２個の巻線W1，W2を有して、両巻線
W1，W2を介して図示したようにコンデンサ８お
よび直流電源４間を閉路する如く配されている。
かように示した回路の動作はつぎの如くである。 さて、SCTH１を消弧させるにはスイツチング
素子６を閉路して直流電源４よりSCTH１に逆ゲ
ート電流を供給する。よつて、SCTH１が消弧す
るに主回路電流がダイオード３を通してコンデン
サ２を充電し、SCTH１のアノード・カソード間
電圧が急上昇するのを防止してアブゾーバ作用が
行われるものとなる。 つぎに、SCTH１を点弧させるにはスイツチン
グ素子６を開路してスイツチング素子６′を閉路
する。すると、直流電源４′より正ゲート電流が
供給されてSCTH１は点弧状態となる。ここで
SCTH１が導通すると、コンデンサ２、SCTH
１、ダイオード７、コンデンサ８、リアクトル５
の直列回路が形成されるが、いまSCTH１とダイ
オード７の電圧降下を無視することとしてかつコ
ンデンサ８の容量がコンデンサ２に比べて十分大
きく選定されておかれるものとすれば、これはコ
ンデンサ２とリアクトル５の直列共振回路とほぼ
同じでふるまいを行うものである。よつて、
SCTH1の消弧の際にコンデンサ２に蓄えられて
いた電荷が、SCTH1が点弧されることにより、
コンデンサ８を充電すると同時にリアクトル５の
電磁エネルギーへ移行する。そして、コンデンサ
２の放電が進みその電位がほぼ零になると、リア
クトル５の電磁エネルギーがダイオード３とダイ
オード７を通してコンデンサ８へ移行する。かよ
うにして、結局コンデンサ２の蓄積電荷はほぼ全
てがコンデンサ８へ移行するが、コンデンサ８の
容量が大きければ１回の充電によるコンデンサ８
の電位上昇を僅かにできる。さらに、ここでは実
用上コンデンサ８はコンデンサ２により充電され
る以前に直流電源４より直流リアクトル９を通じ
て充電されているため、前述のコンデンサ２によ
る電圧上昇分は直ちに直流リアクトル９を介して
直流電源４へ回生されるものとすることができ
る。このため、コンデンサ８電位は常にほぼ直流
電源４電圧とほぼ等しく、このことはリアクトル
５の電磁エネルギーがコンデンサ８へ移行する時
間を短縮する手立てとなるものである。さらには
コンデンサ８の電荷が直流電源４へ回生される際
に直流リアクトル９の互いに密結合された両巻線
W1，W2を通して行われるものとなり、巻線W1，
W2の電流は互いに逆極性となつてそのときの実
効インダクタンスを零程度にできることから、直
流リアクトル９が付設されても殆んど影響されな
いものである。 また、SCTH1が点弧して前述した如く、 リアクトル５→ダイオード３→ダイオード７→
コンデンサ８→リアクトル５ の回路が形成され、リアクトル５の電磁エネルギ
ーがコンデンサ８に移行し始めると、この回路内
総起電力が零となることからリアクトル５の両端
電圧は図示の極性で、その値はコンデンサ８の電
圧したがつて直流電源４の電圧と等しくなる。 いま、直流リアクトル９がなくコンデンサ８と
直流電源４′がじかに並列になつているものとす
ると、（この場合にはコンデンサ８は必ずしも必
要ではないが）、 直流電源４′→スイツチング素子６′→SCTH1
（ゲート電極〜カソード電極）→直流電源４′ の閉回路に供給されていた正ゲート電流は、 直流電源４′→スイツチング素子６′→リアクトル
５→ダイオード３→直流電源４′ の回路へバイパスされてしまい、正ゲート電流が
断たれてしまう。 ここに、直流リアクトル９を挿入することによ
り、このバイパス電流は巻線W2のみを流れるた
め、巻線W2は非常に大きな実効インダクタンス
をもつこととなり、バイパス電流そのものを微小
な値にとどめるものとなる。 なお、ダイオード７はスイツチング素子６が開
路しているときに、直流電源４電圧がSCTH１の
ゲート逆電圧として印加されるのを防止する作用
を行うことも明らかである。 以上説明したように本発明によれば、高周波動
作を行うSCTHに効用可能な容易に実施し得る格
別な装置を提供できる。
導サイリスタ等の自己消弧形サイリスタ（以下
SCTHと称する）のアブゾーバ回路の改良にに関
するもので、その目的とするところはアブゾーバ
コンデンサに蓄積されたエネルギーをゲート回路
の電源に回生させる作用を奏する格別な装置を提
供することにある。 近年、静電誘導サイリスタの如き高速のスイツ
チング素子が実用化されるようになるに、その動
作周波数は数10kHzから数100kHzへと非常に高い
周波数での動作が可能になつてきた。そして、か
かる高周波領域で例えばアブゾーバコンデンサに
ダイオードと抵抗器の並列回路を直列接続してな
る如き従来方式のアブゾーバ回路を用いるものと
すれば、抵抗器容量は著しく大きくなつて実用的
でないものとなつてしまう。 しかして、本特許出願人はかような点に着目し
てスイツチング損失を低減化し、特に高周波スイ
ツチング回路に効用し得るものとして、特願昭58
−30768号「自己消弧形サイリスタのアブゾーバ
回路」（特開昭59−158126号）を提案していると
ころである。これを第１図を参照して説明する。 第１図は従来方式を改善した一例の動作原理を
説明するために示したもので、１はSCTH、２は
コンデンサ、３はダイオード、４，４′は負ゲー
ト電流供給用、正ゲート電流供給用の直流電源、
５はリアクトル、６，６′はスイツチング素子で
ある。こでで、かくの如き回路についての詳細説
明を省略するが、その動作が簡単に記述すればつ
ぎの如くである。 第１図において、いまスイツチング素子６が閉
路されてSCTH１に負ゲート電流が供給され
SCTH１が消弧すると、コンデンサ２はダイオー
ド３を通して充電されてアブゾーバ動作を行う。
また、スイツチング素子６の開路状態にてスイツ
チング素子６′が閉路されて正ゲート電流が
SCTH１に供給されSCTH１が点弧すると、
SCTH１のアノード・カソード間電圧はほぼ零に
なり、直流電源４を介してコンデンサ２とリアク
トル５の直列共振回路が形成されるものとなる。
すると、SCTH１の消弧時にコンデンサ２に蓄積
されたエネルギーはその一部が直流電源４に回生
されて残りがリアクトル５に移行する。さらに、
コンデンサ２の電荷が零となつたのちリアクトル
５のエネルギーはダイオード３を通して直流電源
４に回生されるものとなることから、結局コンデ
ンサ２のエネルギーは殆ど全て直流電源４に回生
されて効率のよいアブゾーバ作用を奏することが
できる。なお、説明を簡単化するため直流電源
４′への回生については割愛したが、原理とする
ところは前述したことと同様である。 ところで、第１図においては直流電源４の陽極
がSCTH１のカソードに接続され、直流電源４の
陰極とSCTH１のゲート間にスイツチング素子６
が配されてなる。しかしながら、スイツチング素
子６の駆動回路を構成する上で、直流電源４の陰
極をSCTH１のゲートへ接続してさらに陽極とカ
ソード間にスイツチング素子６を置いた方が都合
のよい場合が生じる。これは、例えばスイツチン
グ素子６，６′として一般形トランジスタTRSや
電界効果トランジスタFETを用いるとき、特に
TRSはPNP形よりNPN形にFETはＰチヤンネ
ルよりもＮチヤンネルの方に大容量のものが容易
に得られるという面から現状に即しているといえ
る。 本発明は上述したような点に鑑みて、高周波動
作を行うSCTH向けとして損失の少ない最適な装
置を提供するものである。以下、本発明を実施例
図面を参照して詳細説明する。 第２図は本発明の一実施例を示すもので、７は
ダイオード、８はコンデンサ、９は直流リアクト
ルである。図中、第１図と同符号のものは同じ機
能を有する部分を示す。 すなわち、第２図においては、特にSCTH１の
アノードとカソード間にコンデンサ２および図示
の極性のダイオード３からなる直列回路が接続さ
れ、このダイオード３に並列に図示の如くにダイ
オード７、コンデンサ８およびリアクトル５の直
列回路が接続され、さらにコンデンサ８の両極に
巻線W1，W2が接続された直流リアクトル９を設
けてなる。ここに、直流リアクトル９は互いに密
結合された２個の巻線W1，W2を有して、両巻線
W1，W2を介して図示したようにコンデンサ８お
よび直流電源４間を閉路する如く配されている。
かように示した回路の動作はつぎの如くである。 さて、SCTH１を消弧させるにはスイツチング
素子６を閉路して直流電源４よりSCTH１に逆ゲ
ート電流を供給する。よつて、SCTH１が消弧す
るに主回路電流がダイオード３を通してコンデン
サ２を充電し、SCTH１のアノード・カソード間
電圧が急上昇するのを防止してアブゾーバ作用が
行われるものとなる。 つぎに、SCTH１を点弧させるにはスイツチン
グ素子６を開路してスイツチング素子６′を閉路
する。すると、直流電源４′より正ゲート電流が
供給されてSCTH１は点弧状態となる。ここで
SCTH１が導通すると、コンデンサ２、SCTH
１、ダイオード７、コンデンサ８、リアクトル５
の直列回路が形成されるが、いまSCTH１とダイ
オード７の電圧降下を無視することとしてかつコ
ンデンサ８の容量がコンデンサ２に比べて十分大
きく選定されておかれるものとすれば、これはコ
ンデンサ２とリアクトル５の直列共振回路とほぼ
同じでふるまいを行うものである。よつて、
SCTH1の消弧の際にコンデンサ２に蓄えられて
いた電荷が、SCTH1が点弧されることにより、
コンデンサ８を充電すると同時にリアクトル５の
電磁エネルギーへ移行する。そして、コンデンサ
２の放電が進みその電位がほぼ零になると、リア
クトル５の電磁エネルギーがダイオード３とダイ
オード７を通してコンデンサ８へ移行する。かよ
うにして、結局コンデンサ２の蓄積電荷はほぼ全
てがコンデンサ８へ移行するが、コンデンサ８の
容量が大きければ１回の充電によるコンデンサ８
の電位上昇を僅かにできる。さらに、ここでは実
用上コンデンサ８はコンデンサ２により充電され
る以前に直流電源４より直流リアクトル９を通じ
て充電されているため、前述のコンデンサ２によ
る電圧上昇分は直ちに直流リアクトル９を介して
直流電源４へ回生されるものとすることができ
る。このため、コンデンサ８電位は常にほぼ直流
電源４電圧とほぼ等しく、このことはリアクトル
５の電磁エネルギーがコンデンサ８へ移行する時
間を短縮する手立てとなるものである。さらには
コンデンサ８の電荷が直流電源４へ回生される際
に直流リアクトル９の互いに密結合された両巻線
W1，W2を通して行われるものとなり、巻線W1，
W2の電流は互いに逆極性となつてそのときの実
効インダクタンスを零程度にできることから、直
流リアクトル９が付設されても殆んど影響されな
いものである。 また、SCTH1が点弧して前述した如く、 リアクトル５→ダイオード３→ダイオード７→
コンデンサ８→リアクトル５ の回路が形成され、リアクトル５の電磁エネルギ
ーがコンデンサ８に移行し始めると、この回路内
総起電力が零となることからリアクトル５の両端
電圧は図示の極性で、その値はコンデンサ８の電
圧したがつて直流電源４の電圧と等しくなる。 いま、直流リアクトル９がなくコンデンサ８と
直流電源４′がじかに並列になつているものとす
ると、（この場合にはコンデンサ８は必ずしも必
要ではないが）、 直流電源４′→スイツチング素子６′→SCTH1
（ゲート電極〜カソード電極）→直流電源４′ の閉回路に供給されていた正ゲート電流は、 直流電源４′→スイツチング素子６′→リアクトル
５→ダイオード３→直流電源４′ の回路へバイパスされてしまい、正ゲート電流が
断たれてしまう。 ここに、直流リアクトル９を挿入することによ
り、このバイパス電流は巻線W2のみを流れるた
め、巻線W2は非常に大きな実効インダクタンス
をもつこととなり、バイパス電流そのものを微小
な値にとどめるものとなる。 なお、ダイオード７はスイツチング素子６が開
路しているときに、直流電源４電圧がSCTH１の
ゲート逆電圧として印加されるのを防止する作用
を行うことも明らかである。 以上説明したように本発明によれば、高周波動
作を行うSCTHに効用可能な容易に実施し得る格
別な装置を提供できる。
第１図は従来方式を改善した一例の動作原理を
説明するため示した回路図、第２図は本発明の一
実施例を示す回路図である。 １…自己消弧形サイリスタ（SCTH）、２，８
…コンデンサ、３，７…ダイオード、４，４′…
直流電源、５…リアクトル、６，６′…スイツチ
ング素子、９…直流リアクトル。
説明するため示した回路図、第２図は本発明の一
実施例を示す回路図である。 １…自己消弧形サイリスタ（SCTH）、２，８
…コンデンサ、３，７…ダイオード、４，４′…
直流電源、５…リアクトル、６，６′…スイツチ
ング素子、９…直流リアクトル。
Claims (1)
- １ 第１の直流電源の陰極をゲートに接続すると
ともに、該第１の直流電源の陽極とカソード間に
第１のスイツチング素子を接続し、第２の直流電
源の陰極をカソードに接続するとともに、該第２
の直流電源の陽極とゲート間に第２のスイツチン
グ素子を接続した駆動回路を有する自己消弧形サ
イリスタにおいて、カソードに第１のダイオード
のカソードを接続し、かつアノードと第１のダイ
オードのアノード間に第１のコンデンサを接続
し、該第１のコンデンサと第１のダイオードとの
接続点に第１のリアクトルの一端を接続するとと
もに、該第１のリアクトルの他端と前記自己消弧
形サイリスタのカソードにアノードが接続される
第２のダイオードのカソードとの間に第２のコン
デンサを接続し、該第２のコンデンサの両端と前
記第１の直流電源の両端を密結合された２巻線を
持つ第２のリアクトルにより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アブゾーバ回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58130759A JPS6024721A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 自己消弧形サイリスタのアブゾ−バ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58130759A JPS6024721A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 自己消弧形サイリスタのアブゾ−バ回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024721A JPS6024721A (ja) | 1985-02-07 |
| JPH0374535B2 true JPH0374535B2 (ja) | 1991-11-27 |
Family
ID=15041969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58130759A Granted JPS6024721A (ja) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | 自己消弧形サイリスタのアブゾ−バ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024721A (ja) |
-
1983
- 1983-07-20 JP JP58130759A patent/JPS6024721A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6024721A (ja) | 1985-02-07 |
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