JPH041581B2 - - Google Patents

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JPH041581B2
JPH041581B2 JP57144788A JP14478882A JPH041581B2 JP H041581 B2 JPH041581 B2 JP H041581B2 JP 57144788 A JP57144788 A JP 57144788A JP 14478882 A JP14478882 A JP 14478882A JP H041581 B2 JPH041581 B2 JP H041581B2
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JP
Japan
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capacitor
thyristor
turn
switch
gate
Prior art date
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JP57144788A
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English (en)
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JPS5935561A (ja
Inventor
Yutaka Kawamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Original Assignee
Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Publication date
Application filed by Toyo Electric Manufacturing Ltd filed Critical Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority to JP57144788A priority Critical patent/JPS5935561A/ja
Publication of JPS5935561A publication Critical patent/JPS5935561A/ja
Publication of JPH041581B2 publication Critical patent/JPH041581B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/06—Circuits specially adapted for rendering non-conductive gas discharge tubes or equivalent semiconductor devices, e.g. thyratrons, thyristors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (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制御機
能特に格別なターンオフ機能が具備される制御装
置に関するものである。
従来自己消弧サイリスタとしてゲートターンオ
フサイリスタ(以下GTOサイリスタと称する)
が慣用されているところであり、さらには新しい
タイプとして静電誘導サイリスタ(以下SIサイリ
スタ)が知られている。このSIサイリスタは、
GTOサイリスタと同様に通電中の素子のカソー
ド、ゲート間に逆バイアス電圧を印加することに
より素子をターンオフさせることができる。ま
た、これのターンオフに関してはGTOサイリス
タと同様にゲート、カソード間に順バイアスを印
加する必要のあるノーマリーオフ形とゲート、カ
ソード間の逆バイアスを除くだけでオンするノー
マリーオン形の2種類がある。いずれもスイツチ
ング時間が極めて早いのが特長で高耐圧化が容易
なことと合わせ、高周波用、大電力用のスイツチ
ング素子として有望視されている。
つぎに、GTOサイリスタまたはSIサイリスタ
を用いた直流スイツチ回路の代表例を第1図に示
す。
第1図はノーマリーオフ形SIサイリスタを採用
した直流スイツチ回路の構成例を示すものであ
り、1はSIサイリスタ、2は主電源、3は抵抗、
4はスイツチで、5,12はコンデンサ、6は抵
抗、7,13はダイオード、8はターンオン用ス
イツチ、9はターンオフ用スイツチ、10,11
は電源である。
すなわち、かくの如きSIサイリスタを用いた回
路構成を動作させる場合には次のように行われ
る。ここに、理解を容易にするため第1図に示す
回路の各部波形の状態を表すタイムチヤートを第
2図a,bに示す。なお、T1はターンオン用ス
イツチ8がオンした時刻、T2はターンオフ用ス
イツチ9がオンした時刻である。
さて、第1図において、ターンオン用スイツチ
8をオフした状態でターンオフ用スイツチ9を閉
じ、電源11の電圧E2をダイオード13を通し
てSIサイリスタ1のカソード、ゲート間に印加し
ておくに、スイツチ4を閉じると、主電源2の電
圧ESが抵抗3を通してSIサイリスタ1のアノー
ド、カソード間に印加されるため、コンデンサ5
がダイオード7を介し充電されて主電源2電圧に
等しくなる。ここで、SIサイリスタ1をターンオ
ンさせる場合はターンオフ用スイツチ9をオフし
てターンオン用スイツチ8をオンさせる。する
と、電源10→ターンオン用スイツチ8→コンデ
ンサ12→SIサイリスタ1(ゲート電極〜カソー
ド電極)→電源10の経路で閉回路が形成され、
コンデンサ12の充電電流が流れてSIサイリスタ
1を導通させることができる。このときコンデン
サ12は図示の極性で電源10の電圧E1に充電
される。そして、SIサイリスタ1がオンすること
によりコンデンサ5に充電されていた電荷は抵抗
6を経由して放電され、そのエネルギーは抵抗6
によつて消費されて熱に変るものとなる。
また、通電中のSIサイリスタ1をターンオフさ
せるにはターンオン用スイツチ8をオフしてター
ンオフ用スイツチ9をオンさせる。このときSIサ
イリスタ1のゲートには、電源11→SIサイリス
タ1(カソード電極〜ゲート電極)→コンデンサ
12→ターンオフ用スイツチ9→電源11の経路
により、電源11の電圧E2とコンデンサ12の
電圧VCが加算されて印加され、SIサイリスタ1
の内部の過剰キヤリアがゲート逆電流としてゲー
ト電極より掃き出されてSIサイリスタ1は急激に
オフする。その結果、コンデンサ5は再び主電源
2の電圧ESまで充電されてSIサイリスタ1の非導
通の回路状態を保つものとなる。
かようにして、自己消弧形サイリスタはゲート
電流の制御より主電流ITをオン・オフすることが
可能であつて効用されるものであるが、そのゲー
ト回路部の回路構成の方法、特にターンオフ時の
ゲート電流の引出し方が難しいという欠点があつ
た。これは、ある値の主電流ITをしや断するため
には一定量以上例えばGTOサイリスタで約
(IT/5)、SIサイリスタではそれ以上のゲート逆
電流を流す必要があり、しかも素子内部で発生す
るホツトスポツトの影響を少なくするために立上
りの速い特性が要求されるからである。そして、
この点は素子の大容量化が進むにつれて解決が難
しいものとなる。またターンオン時に発生するコ
ンデンサ5の放電に関しても問題であり、前述し
た如くコンデンサ5に蓄えられたエネルギーは抵
抗6によつて熱エネルギーとなり放散されるので
あるが、素子の高速化が進みあるいはスイツチン
グ周波数が高くなるにつれて抵抗部容量も大きく
する必要がある。
本発明は上述したような問題点を解消するため
なされたもので、前記コンデンサに蓄積された電
荷を有効に他に移しターンオフ時の過剰キヤリア
の掃き出しに活用する如く効用せしめた制御装置
を提供するものである。以下本発明を図面に基づ
いて説明する。
第3図と第4図は本発明の技術思想を説明する
ため示した動作原理説明図とその各部波形の状態
を表すタイムチヤートであり、14,15,17
はコンデンサ、16はダイオード、18は抵抗で
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。ここに、第4図は第2図に準拠
してターンオン用スイツチ8およびターンオン用
スイツチ9のオンによる波形の時間的推移を示し
ている。
すなわち、第3図aに示される回路構成におい
て、まずターンオン用スイツチ8とターンオフ用
スイツチ9をオフさせてスイツチ4をオンさせる
ことにより主電源2の電圧ESをSIサイリスタ1の
アノード、カソード間に印加すると、コンデンサ
14はダイオード16を通して電圧ESにまで充電
される。つぎにターンオン用スイツチ8をオンさ
せると、抵抗18を経由してコンデンサ17が充
電され、コンデンサ17の電圧が増加してSIサイ
リスタ1のゲート、カソード間の電圧VGKが正バ
イアスされた時点でSIサイリスタ1を導通させる
ことができる。これより、コンデンサ14→SIサ
イリスタ1(アノード電極〜カソード電極)→コ
ンデンサ15→コンデンサ14よりなる閉回路が
形成され、コンデンサ14の放電電流が通流され
る。これは第3図bの如くである。したがつて、
コンデンサ15は図示のような極性に充電される
ものとなり、さらには放電後のコンデンサ14の
電圧VSC1はコンデンサ15の電圧VSC2と等しくな
りその値は(1)式で表される。ただし、C1、C2は
コンデンサ14,15の容量(μF)である。
VSC2=ES・(C1/C1+C2) ……(1) そして、かような関係の各部波形は第4図aのよ
うに示される。
さらに、ターンオン用スイツチ8をオフしてタ
ーンオフ用スイツチ9をオンさせると、第3図c
にて一点鎖線に示す如くコンデンサ15→SIサイ
リスタ1(カソード電極〜ゲート電極)→ターン
オフ用スイツチ9→コンデンサ15の閉回路が形
成され、SIサイリスタ1のゲートに逆電流が流れ
てSIサイリスタ1はターンオフを開始する。この
ときSIサイリスタ1の過剰キヤリアが掃き出さ
れ、SIサイリスタ1のカソード、ゲート間の逆電
圧が回復するに、コンデンサ17が第3図cにて
二点鎖線で表される如く図示の極性でコンデンサ
15と等しい電圧になるまで充電されるものとな
る。そして、SIサイリスタ1のターンオフが進み
アノード、カソード間の電圧が回復し始めると、
第3図dに示す如くに主電源2→抵抗3→スイツ
チ4→コンデンサ14→コンデンサ15→主電源
2の経路で電流が流れるので、このときターンオ
フ用スイツチ9をオフにすればコンデンサ14は
図示の極性に充電され、コンデンサ17には図示
の極性の電荷が残ることによつてSIサイリスタ1
のゲート、カソード間が逆バイアスされるものと
なる。またコンデンサ15の放電が進みその充電
電圧が反転すると、ダイオード16への導通より
コンデンサ14の電圧VSC1は電圧Sにまで充電さ
れて当初の状態に戻るものとなる。これらの関係
の各部波形は第4図bの如くである。
したがつて、かかる技術思想によるものは、タ
ーンオフ時にスナバーコンデンサ14に蓄えられ
た電荷が次のターンオフ時に素子の過剰キヤリア
の掃き出しに利用され、従来方式に比べてターン
オフ時にゲート制後回路部で必要とされるパワー
が少なくすみ、さらにターンオフ時にスナバ抵抗
部分で消費されていたコンデンサ電荷を有効に他
に移すことによつてスナバ回路部の発熱を効果的
に低減させることができる。つぎに、かくの如き
本発明を具体的な実施例図面を参照して詳述す
る。
第5図は第3図aに類する本発明の一実施例を
示す回路図で、19,20は従来形のサイリスタ
である。図中第3図aと同一符号のものは同じ構
成部分を示す。すなわち、第5図に示す回路にて
第3図aの回路構成のターンオン用スイツチ8と
ターンオフ用スイツチ9がサイリスタ19,20
で構成されてなり、次の機能を有するものであ
る。
第5図において、ターンオン時にはサイリスタ
19を図示しないオン信号により導通させてコン
デンサ17を充電させるが、ここでSIサイリスタ
1が導通状態になるとサイリスタ19の順電圧が
零になるためサイリスタ19をオフさせることが
できる。またターンオフ時にはこれも図示しない
オフ信号によりサイリスタ20をオンさせてSIサ
イリスタ1のゲートに逆電流を流すのだが、その
SIサイリスタ1がターンオフしてコンデンサ1
4,15に充電電流が流れ、コンデンサ15の電
荷が放電されるとサイリスタ20に逆バイアスが
印加されるためにこれをオフさせることができ
る。
かくの如き実施例の回路構成のものを、さらに
SIサイリスタのオンの瞬間に流れるスナバコンデ
ンサの放電電流を制限するため、第6図または第
7図に示す如く構成させたものであつてもよい。
すなわち、第6図と第7図は第5図に示されるコ
ンデンサ回路部分の変形例を示す部分接続図であ
り、23,23′は抵抗、24はダイオード、2
5,25′はリアクトルである。図中第5図と同
一符号は同じ機能を有する部分を示す。かように
して、例えば第6図a,bに示す如くコンデンサ
14に直列に抵抗23またはリアクトル25とダ
イオード24からなる並列回路を接続する如き電
流抑制回路を付加したものであり、あるいはコン
デンサ15側に付加したものである。なお、実施
例図面ではコンデンサ15に並列にダイオード1
6を付加したもので示したが、ダイオード16を
除去しても本発明の機能を損うことなく効用でき
ることは明らかであり、さらにはダイオード16
の付加によつてさらに効果が向上して奏されるも
のとなることを付言する。
以上説明したように本発明によれば、特にター
ンオフ時のゲートパワーを主回路から供給するよ
うにした格別な制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図はSIサイリスタを採用した直流
スイツチ回路の構成例を示す回路図、各部波形の
状態を示すタイムチヤート、第3図と第4図は本
発明の技術思想を説明するため示した動作原理図
とその各部波形の状態を示すタイムチヤート、第
5図は本発明の一実施例を示す回路図、第6図、
第7図はコンデンサ回路部分の変形例を示す部分
接続図である。 1……静電誘導サイリスタ(SIサイリスタ)、
2……主電源、5,12,14,15,17……
コンデンサ、7,13,16……ダイオード、8
……ターンオン用スイツチ、9……ターンオフ用
スイツチ、19,20……サイリスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ゲート端子とカソード端子の間にコンデンサ
    を並列接続した自己消弧形サイリスタのアノード
    端子に第1のコンデンサの一端を接続し、かつカ
    ソード端子に第2のコンデンサの一端とダイオー
    ドのカソード端子を接続するとともに、ゲート端
    子にターンオフ用スイツチの一端とターンオフ用
    スイツチの一端とを共通に接続し、前記第1のコ
    ンデンサの他端と第2のコンデンサの他端とダイ
    オードのアノード端子とターンオフ用スイツチの
    他端とを共通に接続し、前記ターンオン用スイツ
    チの他端を抵抗を介して前記自己消弧形サイリス
    タのアノード端子に接続して構成した自己消弧形
    サイリスタのターンオフ制御回路。
JP57144788A 1982-08-23 1982-08-23 自己消弧形サイリスタのターンオフ制御回路 Granted JPS5935561A (ja)

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JP57144788A JPS5935561A (ja) 1982-08-23 1982-08-23 自己消弧形サイリスタのターンオフ制御回路

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JP57144788A JPS5935561A (ja) 1982-08-23 1982-08-23 自己消弧形サイリスタのターンオフ制御回路

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JPS5935561A JPS5935561A (ja) 1984-02-27
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JP57144788A Granted JPS5935561A (ja) 1982-08-23 1982-08-23 自己消弧形サイリスタのターンオフ制御回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0734657B2 (ja) * 1985-04-30 1995-04-12 三菱電機株式会社 Gtoサイリスタのスナツバ回路

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5488057A (en) * 1977-12-26 1979-07-12 Hitachi Ltd Turn-off circuit of gate turn-off thyristor

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JPS5935561A (ja) 1984-02-27

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