JPH04369489A - Ｇｔｏ素子の故障検出回路 - Google Patents
Ｇｔｏ素子の故障検出回路Info
- Publication number
- JPH04369489A JPH04369489A JP17172291A JP17172291A JPH04369489A JP H04369489 A JPH04369489 A JP H04369489A JP 17172291 A JP17172291 A JP 17172291A JP 17172291 A JP17172291 A JP 17172291A JP H04369489 A JPH04369489 A JP H04369489A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- gto
- gto element
- gate
- turn
- Prior art date
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- Pending
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- Power Conversion In General (AREA)
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- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Thyristors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＧＴＯ素子の故障検出
回路に関するものである。
回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のＧＴＯ素子の駆動回路を示
す回路図である。図において、１はＧＴＯ素子で、その
主回路は図示が省略されているが、例えば他のＧＴＯ素
子と直列、並列に接続されてチョッパ装置等を構成する
。ＧおよびＫはＧＴＯ素子１のゲートおよびカソードを
示す。Ｅ１は点弧用電源、Ｅ２は逆バイアス電源を兼ね
た消弧用電源、２はオン／オフ指令入力端子、３はその
ベースが指令入力端子２に接続されたトランジスタ、４
は点弧パルスピーク電流（ハイゲートオンパルスのハイ
ゲート電流）ＩＧＭを供給するためのコンデンサ、５は
コンデンサ４の放電電流を制限するための制限抵抗、６
は定常ゲート電流を制限するための制限抵抗、７は点弧
用のトランジスタ、８はトランジスタ７のベース電流を
制限するための制限抵抗、９は所定時間幅の消弧制御パ
ルスを発生するワンショットマルチバイブレータ（ＯＳ
Ｍ）、１０は逆バイアス用のトランジスタ、１１はトラ
ンジスタ１０のコレクタ電流を制限するための制限抵抗
、１２は消弧用のトランジスタ、１３は消弧パルスピー
ク電流（ハイゲートオフパルスのハイゲート電流）ＩＧ
Ｒを供給するためのコンデンサである。
す回路図である。図において、１はＧＴＯ素子で、その
主回路は図示が省略されているが、例えば他のＧＴＯ素
子と直列、並列に接続されてチョッパ装置等を構成する
。ＧおよびＫはＧＴＯ素子１のゲートおよびカソードを
示す。Ｅ１は点弧用電源、Ｅ２は逆バイアス電源を兼ね
た消弧用電源、２はオン／オフ指令入力端子、３はその
ベースが指令入力端子２に接続されたトランジスタ、４
は点弧パルスピーク電流（ハイゲートオンパルスのハイ
ゲート電流）ＩＧＭを供給するためのコンデンサ、５は
コンデンサ４の放電電流を制限するための制限抵抗、６
は定常ゲート電流を制限するための制限抵抗、７は点弧
用のトランジスタ、８はトランジスタ７のベース電流を
制限するための制限抵抗、９は所定時間幅の消弧制御パ
ルスを発生するワンショットマルチバイブレータ（ＯＳ
Ｍ）、１０は逆バイアス用のトランジスタ、１１はトラ
ンジスタ１０のコレクタ電流を制限するための制限抵抗
、１２は消弧用のトランジスタ、１３は消弧パルスピー
ク電流（ハイゲートオフパルスのハイゲート電流）ＩＧ
Ｒを供給するためのコンデンサである。
【０００３】次に動作を図４のタイムチャートをも参照
して説明する。今、指令入力端子２にオン指令が入力さ
れＨレベルになったとすると、これに伴いトランジスタ
３そしてトランジスタ７がオン状態となる。この結果、
コンデンサ４に蓄積されていた電荷が制限抵抗５および
トランジスタ７を経て放電し、ＧＴＯ素子１のゲートＧ
−カソードＫ間に点弧パルスピーク電流ＩＧＭを供給す
る。コンデンサ４の放電後、点弧用電源Ｅ１から電流が
供給され、この電流は制限抵抗６で制限される点弧パル
ス定常電流ＩＧ になる。なお、図４において、オン期
間のＧ−Ｋ出力で点線で示すＶＧ はゲート順電圧で、
通常数ボルト以下の値である。
して説明する。今、指令入力端子２にオン指令が入力さ
れＨレベルになったとすると、これに伴いトランジスタ
３そしてトランジスタ７がオン状態となる。この結果、
コンデンサ４に蓄積されていた電荷が制限抵抗５および
トランジスタ７を経て放電し、ＧＴＯ素子１のゲートＧ
−カソードＫ間に点弧パルスピーク電流ＩＧＭを供給す
る。コンデンサ４の放電後、点弧用電源Ｅ１から電流が
供給され、この電流は制限抵抗６で制限される点弧パル
ス定常電流ＩＧ になる。なお、図４において、オン期
間のＧ−Ｋ出力で点線で示すＶＧ はゲート順電圧で、
通常数ボルト以下の値である。
【０００４】この状態で、次にオフ指令が入力されると
、指令入力端子２はＬレベルに低下する。これに伴いト
ランジスタ３がオフ状態となってそのコレクタ電位が上
昇し、トランジスタ７がオフ状態になるとともにＯＳＭ
９が駆動され、消弧制御パルスを出力してトランジスタ
１２を所定時間導通させコンデンサ１３からＧＴＯ素子
１のゲートＧ−カソードＫ間に消弧パルスピーク電流Ｉ
ＧＲを供給する。また、トランジスタ３のオフと同時に
トランジスタ１０がオン状態となるので、消弧用電源Ｅ
２からトランジスタ１０および制限抵抗１１を経てＧＴ
Ｏ素子１のゲートＧ−カソードＫ間に電流が供給され、
この電流は制限抵抗１１で制限される逆バイアス電流Ｉ
ＧＲＢ になる。
、指令入力端子２はＬレベルに低下する。これに伴いト
ランジスタ３がオフ状態となってそのコレクタ電位が上
昇し、トランジスタ７がオフ状態になるとともにＯＳＭ
９が駆動され、消弧制御パルスを出力してトランジスタ
１２を所定時間導通させコンデンサ１３からＧＴＯ素子
１のゲートＧ−カソードＫ間に消弧パルスピーク電流Ｉ
ＧＲを供給する。また、トランジスタ３のオフと同時に
トランジスタ１０がオン状態となるので、消弧用電源Ｅ
２からトランジスタ１０および制限抵抗１１を経てＧＴ
Ｏ素子１のゲートＧ−カソードＫ間に電流が供給され、
この電流は制限抵抗１１で制限される逆バイアス電流Ｉ
ＧＲＢ になる。
【０００５】なお、図４のオフ期間に点線で示した逆電
圧の内、ＶＧＲＭはゲートカソード接合のアバランシェ
電圧で、ターンオフ動作開始後ＴＷ１経過して立ち上が
りＴＷ２経過後消滅する。ＶＧＲは消弧用電源Ｅ２から
供給された電圧、ＶＧＲＢ はゲート逆バイアス電圧で
、消弧用電源Ｅ２の電圧がＧＯＴ素子１の内部抵抗と制
限抵抗１１とで分圧されたものである。
圧の内、ＶＧＲＭはゲートカソード接合のアバランシェ
電圧で、ターンオフ動作開始後ＴＷ１経過して立ち上が
りＴＷ２経過後消滅する。ＶＧＲは消弧用電源Ｅ２から
供給された電圧、ＶＧＲＢ はゲート逆バイアス電圧で
、消弧用電源Ｅ２の電圧がＧＯＴ素子１の内部抵抗と制
限抵抗１１とで分圧されたものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のＧＴＯ素子の駆
動回路は以上のように構成されているので、ＧＴＯ素子
１のゲートカソード間Ｇ−Ｋが短絡すると、検出手段が
設けられていないので短絡後も通電が継続して過大な電
流が流れ、電気部品を熱破壊してしまう可能性があると
いう問題点があった。
動回路は以上のように構成されているので、ＧＴＯ素子
１のゲートカソード間Ｇ−Ｋが短絡すると、検出手段が
設けられていないので短絡後も通電が継続して過大な電
流が流れ、電気部品を熱破壊してしまう可能性があると
いう問題点があった。
【０００７】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、ＧＴＯ素子のゲートカソード間
の短絡故障が検出できるとともに、駆動回路の電源を遮
断し、電気部品の熱破壊を防ぐことができるＧＴＯ素子
の故障検出回路を提供することを目的としている。
ためになされたもので、ＧＴＯ素子のゲートカソード間
の短絡故障が検出できるとともに、駆動回路の電源を遮
断し、電気部品の熱破壊を防ぐことができるＧＴＯ素子
の故障検出回路を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るＧＴＯ素子
の故障検出回路は、ＧＴＯ素子のターンオフ動作時に、
ゲートカ−ソード間に供給されるターンオフ電流に応じ
た電圧を検出する検出手段と、予め正常な最大ターンオ
フ動作時の電流を電圧に変換した値よりも大きな値を基
準値とし、その両者を比較して基準値を越えた事でＧＴ
Ｏ素子の短絡故障とみなす比較器とを備えたものである
。
の故障検出回路は、ＧＴＯ素子のターンオフ動作時に、
ゲートカ−ソード間に供給されるターンオフ電流に応じ
た電圧を検出する検出手段と、予め正常な最大ターンオ
フ動作時の電流を電圧に変換した値よりも大きな値を基
準値とし、その両者を比較して基準値を越えた事でＧＴ
Ｏ素子の短絡故障とみなす比較器とを備えたものである
。
【０００９】
【作用】本発明においては、ＧＴＯ素子のターンオフ動
作時にＧＴＯ素子に供給されるターンオフ電流を電圧に
変換して検出し、この検出電圧と予め設定した電圧を比
較電圧として比較器により比較演算を行い、検出電圧が
この比較電圧より絶対値が大きいとＧＴＯ素子の短絡故
障と判定する。
作時にＧＴＯ素子に供給されるターンオフ電流を電圧に
変換して検出し、この検出電圧と予め設定した電圧を比
較電圧として比較器により比較演算を行い、検出電圧が
この比較電圧より絶対値が大きいとＧＴＯ素子の短絡故
障と判定する。
【００１０】
実施例１．以下、本発明の一実施例を図について説明す
る。図１において、１ないし３およびＧ，Ｋ，Ｅ１，Ｅ
２は図３に示す従来例と同一であるので説明を省略する
。１４はコンデンサ１３ヘ流れる電流を取り出すための
ＣＴ、１５はＣＴ１４で取り出した電流を一方向に流す
ためのダイオード、１６はＣＴ１４で取り出した電流に
より電圧を発生させるための負荷抵抗、１７は負荷抵抗
１６により発生させた電圧と比較電圧ＶＮ とのは比較
演算を行う比較器、ＳＷ１は点弧用電源Ｅ１を入切する
ためのスイッチ、ＳＷ２は消弧用電源Ｅ２を入切するた
めのスイッチである。
る。図１において、１ないし３およびＧ，Ｋ，Ｅ１，Ｅ
２は図３に示す従来例と同一であるので説明を省略する
。１４はコンデンサ１３ヘ流れる電流を取り出すための
ＣＴ、１５はＣＴ１４で取り出した電流を一方向に流す
ためのダイオード、１６はＣＴ１４で取り出した電流に
より電圧を発生させるための負荷抵抗、１７は負荷抵抗
１６により発生させた電圧と比較電圧ＶＮ とのは比較
演算を行う比較器、ＳＷ１は点弧用電源Ｅ１を入切する
ためのスイッチ、ＳＷ２は消弧用電源Ｅ２を入切するた
めのスイッチである。
【００１１】次に動作を図２のタイムチャートをも参照
し、特にＧＴＯ素子１の故障検出動作を中心に説明する
。指令入力端子２にオフ指令が入力されている状態でタ
ーンオフ失敗によりいわゆる素子短絡の現象が発生した
場合を想定する。即ち、ターンオフ動作開始で消弧パル
スピーク電流を電圧に変換した値ＶＩＧＲ が急峻に立
ち上がるが、ここでターンオフ失敗を起しＧＴＯ素子１
が破損しそのゲートＧ−カソードＫ間も短絡したとする
と、ＧＴＯ素子１が健全なときに発生するアバランシェ
電圧ＶＧＲＭ およびこれに続く逆電圧ＶＧＲ，ＶＧＲ
Ｂ が発生しない。
し、特にＧＴＯ素子１の故障検出動作を中心に説明する
。指令入力端子２にオフ指令が入力されている状態でタ
ーンオフ失敗によりいわゆる素子短絡の現象が発生した
場合を想定する。即ち、ターンオフ動作開始で消弧パル
スピーク電流を電圧に変換した値ＶＩＧＲ が急峻に立
ち上がるが、ここでターンオフ失敗を起しＧＴＯ素子１
が破損しそのゲートＧ−カソードＫ間も短絡したとする
と、ＧＴＯ素子１が健全なときに発生するアバランシェ
電圧ＶＧＲＭ およびこれに続く逆電圧ＶＧＲ，ＶＧＲ
Ｂ が発生しない。
【００１２】この結果、消弧用電源Ｅ２とコンデンサ１
３とから電流供給が続き、ＶＩＧＲ は増大し続けるこ
とになる。そして、比較器１７に入力される検出電圧は
比較電圧ＶＮ の絶対値より大きくなり、比較器１７が
動作しＳＷ１，ＳＷ２をオフさせ駆動回路の電源を遮断
する。
３とから電流供給が続き、ＶＩＧＲ は増大し続けるこ
とになる。そして、比較器１７に入力される検出電圧は
比較電圧ＶＮ の絶対値より大きくなり、比較器１７が
動作しＳＷ１，ＳＷ２をオフさせ駆動回路の電源を遮断
する。
【００１３】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ＧＴＯ
素子の消弧制御時にゲート−カソード間に供給する消弧
パルスピーク電流を電圧に変換して検出し、これと所定
の比較電圧とを比較演算してＧＴＯ素子の故障を検出す
るようにしたので、ＧＴＯ素子の故障発生を直ちに検出
でき、また、駆動回路の電源を遮断し電気部品の熱破壊
を防ぐことができる。
素子の消弧制御時にゲート−カソード間に供給する消弧
パルスピーク電流を電圧に変換して検出し、これと所定
の比較電圧とを比較演算してＧＴＯ素子の故障を検出す
るようにしたので、ＧＴＯ素子の故障発生を直ちに検出
でき、また、駆動回路の電源を遮断し電気部品の熱破壊
を防ぐことができる。
【図１】本発明の一実施例によるＧＴＯ素子の駆動回路
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図２】図１におけるＧＴＯ素子の制御時のタイムチャ
ートである。
ートである。
【図３】従来のＧＴＯ素子の駆動回路を示す回路図であ
る。
る。
【図４】図３におけるＧＴＯ素子の制御時のタイムチャ
ートである。
ートである。
１ ＧＴＯ素子
２ 指令入力端子
３ トランジスタ
４ コンデンサ
５ 抵抗
６ 抵抗
７ トラランジスタ
８ 抵抗
１０ トランジスタ
１１ 抵抗
１３ コンデンサ
１４ ＣＴ
１４ ダイオード
１６ 負荷抵抗
１７ 比較器
Ｅ１ 点弧用電源
Ｅ１ 消弧用電源
ＳＷ１ スイッチ
ＳＷ２ スイッチ
Ｇ ゲート
Ｋ カソード
ＶＮ 比較電圧
Claims (1)
- 【請求項１】 ＧＴＯ素子のターンオフ動作時に、ゲ
ート−カソード間に供給されるターンオフ電流に応じた
電圧を検出する検出手段と、予め正常な最大ターンオフ
動作時の電流を電圧に変換した値よりも大きな値を基準
値とし、検出電圧と比較して基準値を越えた事でＧＴＯ
素子の短絡故障とみなす比較器とを備えたＧＴＯ素子の
故障検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17172291A JPH04369489A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Ｇｔｏ素子の故障検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17172291A JPH04369489A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Ｇｔｏ素子の故障検出回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04369489A true JPH04369489A (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=15928458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17172291A Pending JPH04369489A (ja) | 1991-06-17 | 1991-06-17 | Ｇｔｏ素子の故障検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04369489A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100321060B1 (ko) * | 1997-12-05 | 2002-03-08 | 이구택 | 싸이리스터 열화진단장치 |
| CN108828421A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-11-16 | 厦门科华恒盛股份有限公司 | 一种晶闸管故障检测系统及方法 |
| WO2020007034A1 (zh) * | 2018-07-03 | 2020-01-09 | 北方工业大学 | 一种快速检测阴极短路方法及系统 |
-
1991
- 1991-06-17 JP JP17172291A patent/JPH04369489A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100321060B1 (ko) * | 1997-12-05 | 2002-03-08 | 이구택 | 싸이리스터 열화진단장치 |
| CN108828421A (zh) * | 2018-04-09 | 2018-11-16 | 厦门科华恒盛股份有限公司 | 一种晶闸管故障检测系统及方法 |
| WO2020007034A1 (zh) * | 2018-07-03 | 2020-01-09 | 北方工业大学 | 一种快速检测阴极短路方法及系统 |
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