JPH04588Y2 - - Google Patents
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- JPH04588Y2 JPH04588Y2 JP1501284U JP1501284U JPH04588Y2 JP H04588 Y2 JPH04588 Y2 JP H04588Y2 JP 1501284 U JP1501284 U JP 1501284U JP 1501284 U JP1501284 U JP 1501284U JP H04588 Y2 JPH04588 Y2 JP H04588Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
〔考案の技術分野〕
この考案は、ゲートターンオフサイリスタのオ
ン、オフを制御するゲート回路に関するものであ
る。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] This invention relates to a gate circuit that controls turning on and off of a gate turn-off thyristor.
従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。図において、１はゲートターンオフサイリ
スタ（以下GTOと略す）であつて、Ｇはゲート
電極、Ｋはカソード電極である。１０はオンゲー
ト電源であつて、オンゲート用スイツチ１１を介
して、GTO１にオンゲート電流Igを供給する。
１２はオフバイアス電源であつて、抵抗１３を介
してGTO１にオフバイアスゲート電流を供給す
る。１４はオフゲート電源であつて、ダイオード
１５、単巻変圧器１６の１次、２次巻線n1，n2及
びオフゲート用スイツチ１７とで閉回路を構成す
るように接続されている。１８はコンデンサであ
つて、単巻変圧器１６の１次巻線n1とオフゲート
用スイツチ１７の両端間に並列に接続されてい
る。１９は複数個のダイオードが直列接続続され
たダイオード直列体で、単巻変圧器１６の２次巻
線n2とGTO１のカソード、ゲート電極Ｇ，Ｋ間
と共に閉回路を構成するように接続されている。
A conventional device of this type is shown in FIG. In the figure, 1 is a gate turn-off thyristor (hereinafter abbreviated as GTO), G is a gate electrode, and K is a cathode electrode. Reference numeral 10 denotes an on-gate power supply, which supplies an on-gate current Ig to the GTO 1 via an on-gate switch 11.
Reference numeral 12 is an off-bias power supply, which supplies an off-bias gate current to the GTO 1 via a resistor 13. Reference numeral 14 denotes an off-gate power supply, which is connected to a diode 15, primary and secondary windings n 1 and n 2 of an autotransformer 16, and an off-gate switch 17 to form a closed circuit. A capacitor 18 is connected in parallel between both ends of the primary winding n1 of the autotransformer 16 and the off-gate switch 17. 19 is a diode series body in which a plurality of diodes are connected in series, and is connected to form a closed circuit with the secondary winding n2 of the autotransformer 16, the cathode of GTO1, and the gate electrodes G and K. ing.
次に動作について第２図を参考にして説明す
る。時刻t1以前のGTO１のオン期間中は、スイ
ツチ１１がオン、スイツチ１７がオフされて、オ
ンゲート電流IgがGTO１へ供給されている。こ
のときGTO１のゲート、カソード電極Ｇ，Ｋ間
の電圧降下分に対して、ダイオード直列体１９の
電圧降下分を大きくしないと、オンゲート電流Ig
の一部がダイオード直列体１９及び単巻変圧器１
６の２次巻線n2を通つて流れ、オンゲート電流Ig
が不足する。従つて、ダイオード直列体１９は複
数個のダイオードが直列に接続され、電圧降下分
が大きくなるようにしている。 Next, the operation will be explained with reference to FIG. During the ON period of GTO1 before time t1 , switch 11 is on, switch 17 is off, and on-gate current Ig is supplied to GTO1. At this time, if the voltage drop of the diode series body 19 is not made larger than the voltage drop between the gate of GTO1 and the cathode electrodes G and K, the on-gate current Ig
A part of the diode series body 19 and the autotransformer 1
6 flows through the secondary winding n 2 and the on-gate current Ig
is in short supply. Therefore, the diode series body 19 has a plurality of diodes connected in series to increase the voltage drop.
時刻t1において、オンゲート用スイツチ１１を
オフし、オフゲート用スイツチ１７をオンする
と、GTO１は、以下のようにして、逆方向のオ
フゲート電流Igを供給され、ターンオフする。す
なわち、スイツチ１７をオンすると、コンデンサ
１８の充電電圧Vcが単巻変圧器１６の１次巻線
n1に印加され、２次巻線n2にはn2Vc／n1の電圧
V2が発生する。このとき、巻線変圧器１６の両
端の電圧はV2＋Vc＝（n1＋n2）Vc／n1となる。
この電圧値V2＋Vcがコンデンサ１８の放電によ
り低下して、オフゲート電源１４の電圧Vogと等
しくなる時刻t2までは、ダイオード１５はブロツ
クされ、GTO１のオフゲート電流Igはコンデン
サ１８から２次巻線n2、電極Ｋ−Ｇ、ダイオード
直列体１９を通じて供給される。時刻t2になる
と、単巻変圧器１６の２次電圧V2はn2Vog／
（n1＋n2）に電圧V2と共に低下し、以後は時刻t3
でオフゲート用スイツチ１７がオフされるまで、
オフゲート電源１４からダイオード１５を通じて
オフゲート電流Igが供給される。時刻t3におい
て、オフゲート用スイツチ１７がオフされると、
オフゲート電源１４の電圧Vogとコンデンサ１８
の電圧Vcとの電圧差により、オフゲート電源１
４、ダイオード１５、単巻変圧器１６の２次巻線
n2、コンデンサ１８の直列共振閉回路で振動を生
じ、コンデンサ１８はオフゲート電源１４の電圧
Vog以上に過充電される。その後、単巻変圧器１
６の２次巻線n2のインダクタンスの作用により、
時刻t4で２次電圧V2の極性が反転する。従つて、
ダイオード直列体１９を流れる順電流は零になる
が、時刻t4から逆回復時間が経過するまでダイオ
ード直列体１９は導通状態である。２次電圧V2
の極性は反転しているので、ダイオード直列体１
９には逆電流が流れる。その後、ダイオード直列
体１９の逆回復時間が終了すると、ダイオード直
列体１９はオフ状態となる。 At time t1 , when the on-gate switch 11 is turned off and the off-gate switch 17 is turned on, the GTO 1 is supplied with an off-gate current Ig in the opposite direction and is turned off in the following manner. That is, when the switch 17 is turned on, the charging voltage Vc of the capacitor 18 changes to the primary winding of the autotransformer 16.
n 1 and a voltage of n 2 Vc/n 1 is applied to the secondary winding n 2 .
V 2 occurs. At this time, the voltage across the wire-wound transformer 16 is V 2 +Vc=(n 1 +n 2 )Vc/n 1 .
Until time t 2 when this voltage value V 2 +Vc decreases due to the discharge of the capacitor 18 and becomes equal to the voltage Vog of the off-gate power supply 14, the diode 15 is blocked and the off-gate current Ig of the GTO 1 is transferred from the capacitor 18 to the secondary winding. n 2 , electrodes K-G, and are supplied through the diode series body 19. At time t 2 , the secondary voltage V 2 of the autotransformer 16 becomes n 2 Vog/
(n 1 + n 2 ) along with voltage V 2 , and thereafter at time t 3
until the off-gate switch 17 is turned off.
Off-gate current Ig is supplied from off-gate power supply 14 through diode 15. At time t3 , when the off-gate switch 17 is turned off,
Voltage Vog of off-gate power supply 14 and capacitor 18
Due to the voltage difference between the voltage Vc and the voltage Vc, the off-gate power supply 1
4, diode 15, secondary winding of autotransformer 16
n 2 , vibration is generated in the series resonant closed circuit of the capacitor 18, and the capacitor 18 is connected to the voltage of the off-gate power supply 14.
Overcharged to more than Vog. After that, autotransformer 1
Due to the action of the inductance of the secondary winding n 2 of 6,
At time t4 , the polarity of the secondary voltage V2 is reversed. Therefore,
Although the forward current flowing through the diode series body 19 becomes zero, the diode series body 19 remains conductive until the reverse recovery time elapses from time t4 . Secondary voltage V 2
Since the polarity of is reversed, the diode series body 1
A reverse current flows through 9. Thereafter, when the reverse recovery time of the diode series body 19 ends, the diode series body 19 is turned off.
従来のGTOゲート回路は以上のように構成さ
れているので、ダイオード直列体１９の電圧降下
分が大きくなることと、ダイオード直列体１９に
おけるダイオードの直列接続により配線のインダ
クタンスが大きくなることとにより、単巻変圧器
１６の２次巻線電圧V2を大きくする必要があり、
このため、オフゲート電源１４の容量が大きくな
り、効率が悪くなる。また、時刻t4において、２
次電圧V2は零になりダイオード直列体１９に流
れる順電流は零になるが、ダイオード直列体１９
のオフは、逆回復時間だけ遅れる。よつて、時刻
t4以降において、ダイオード直列体１９は導通状
態であるため、単巻変圧器１６の２次巻線n2によ
る極性が反転した２次電圧V2がGTO１のゲート
−カソード間に加えられる。ダイオード直列体１
９の逆回復が完了すると、ダイオード直列体１９
はオフする。時刻t3から時刻4における順電流の
減衰が遅れると、逆回復時間は順電流の大きさに
依存するので、逆回復時間が長くなり逆回復時間
が終了するまでに２次巻線n2からGTO１のゲー
ト−カソード間に加えられる電圧の絶対値はかな
り大きくなる。よつて、時刻t4からダイオード直
列体１９の逆回復時間終了までの間に、GTO１
のゲートカソード、電極Ｇ，Ｋ間が過渡的に正電
位になつて、オンゲート電流が流れ、GTO１が
誤点弧する場合があるという欠点があつた。 Since the conventional GTO gate circuit is configured as described above, the voltage drop of the diode series body 19 increases and the wiring inductance increases due to the series connection of diodes in the diode series body 19. It is necessary to increase the secondary winding voltage V 2 of the autotransformer 16,
For this reason, the capacity of the off-gate power supply 14 increases, resulting in poor efficiency. Also, at time t 4 , 2
The next voltage V 2 becomes zero and the forward current flowing through the diode series body 19 becomes zero, but the diode series body 19
off is delayed by the reverse recovery time. By the way, the time
After t 4 , since the diode series body 19 is in a conductive state, the secondary voltage V 2 with the polarity reversed due to the secondary winding n 2 of the autotransformer 16 is applied between the gate and cathode of the GTO 1 . Diode series body 1
When the reverse recovery of 9 is completed, the diode series body 19
is turned off. If the decay of the forward current from time t3 to time 4 is delayed, the reverse recovery time depends on the magnitude of the forward current . The absolute value of the voltage applied between the gate and cathode of GTO1 becomes quite large. Therefore, between time t4 and the end of the reverse recovery time of the diode series body 19, GTO1
There was a drawback that the potential between the gate cathode and the electrodes G and K became transiently positive, causing an on-gate current to flow and causing GTO1 to fire incorrectly.
この考案は上記のような従来のものの欠点を除
去するためになされたもので、ダイオード直列体
１９の替りに電界効果トランジスタとダイオード
との直列回路を設けることにより、電圧降下分を
低減して効率を向上させ、かつGTO１の誤点弧
を防ぐことのできるGTOのゲート回路を提供す
ることを目的としている。
This idea was made to eliminate the drawbacks of the conventional ones as described above, and by providing a series circuit of a field effect transistor and a diode instead of the diode series body 19, the voltage drop is reduced and efficiency is improved. The purpose of the present invention is to provide a GTO gate circuit that can improve the performance of the GTO1 and prevent erroneous firing of the GTO1.
以下、この考案の一実施例を図について説明す
る。第１図と同一部分は同一符号で示す第３図に
おいて、３０は電界効果型トランジスタであつ
て、ダイオード３１と共に同じ導通方向に直列接
続され、単巻変圧器１６の２次巻線n2とGTO１
のカソード電極に、ゲート電極Ｇとでオフゲート
電流用の閉回路を構成するように接続されてい
る。３２は抵抗であつて、GTO１のカソード電
極Ｋと電界効果型トランジスタ３０のゲート電極
Ｇとの巻線に接続され、２次巻線n2の電圧V2が
加えられるようになされている。
An embodiment of this invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 3, the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. In FIG . GTO1
The gate electrode G is connected to the cathode electrode so as to form a closed circuit for off-gate current. A resistor 32 is connected to the winding between the cathode electrode K of the GTO 1 and the gate electrode G of the field effect transistor 30, and is configured to receive the voltage V 2 of the secondary winding n 2 .
次に動作について説明する。第３図には、電界
効果型トランジスタ３０としてｎチヤネル型の
MOSFETの例を示しており、この電界効果型ト
ランジスタ３０はゲート電極Ｇとソース電極Ｓと
間の電圧VGSがVGS約3Vのときにオンし、こ
の電圧（以下、スレツシヨルド電圧と呼ぶ）以下
のときにはオフするように動作する。次に、第４
図を参考にしてGTO１のオン、オフ動作を説明
する。時刻t1以前のGTO１がオンしている期間
中は、電界効果型トランジスタ３０は、単巻変圧
器１６の２次電圧V2が零であるため、オフして
いる。従つて、オンゲート電流Igが電界効果型ト
ランジスタ３０へ流れることはない。次に、時刻
t1において、オンゲート用スイツチ１１をオフ
し、オフゲート用スイツチ１７をオンすると、単
巻変圧器１６の２次巻線n2には、n2Vc／n1の電
圧V2が発生し、この電圧V2により電界効果型ト
ランジスタ３０がオンする。従つて、単巻変圧器
１６の２次巻線n2の電圧V2は、ダイオード３１
及び電界効果型トランジスタ３０等のオフゲート
電流用の閉回路を通じて、GTO１のカソード、
ゲート電極Ｋ，Ｇ間に印加され、図示のような負
極性のオフゲート電流Igが流れる。その後、コン
デンサ１８が放電し電圧Vc，V2が低下して時刻
t2になると、オフゲート電流Igはオフゲート電源
１４よりダイオード１５を通じて供給されるよう
になる。このとき、単巻変圧器１６の２次巻線n2
の電圧V2はn2Vog／（n1＋n2）まで電圧Vcと共
に低下している。この電圧V2は電界効果型トラ
ンジスタ３０のスレツシヨルド電圧よりも高い値
に設定されているために、電界効果型トランジス
タ３０はオンのままである。次に、時刻t3におい
て、オフゲート用スイツチ１７をオフすると、コ
ンデンサ１８はオフゲート電源１４によりダイオ
ード１５、単巻変圧器１６の２次巻線n2を介して
過充電される。このとき、単巻変圧器１６の２次
電圧V2がスレツシヨルド電圧以下に低下する時
刻t4になると、電界効果型トランジスタ３０はオ
フし、この電界効果型トランジスタ３０及びダイ
オード３１の電流はしや断される。その後、単巻
変圧器１６の２次巻線n2のインダクタンスによ
り、２次電圧V2の極性が反転する時刻t5以降にお
いて、この２次電圧V2はダイオード３１に逆電
圧として印加される。これは電界効果型トランジ
スタ３０のソース、ドレイン間がダイオード特性
を本質的に有しているためである。 Next, the operation will be explained. In FIG. 3, an n-channel type transistor is used as a field effect transistor 30.
This field-effect transistor 30 is turned on when the voltage VGS between the gate electrode G and the source electrode S is about 3V, and when the voltage is below this voltage (hereinafter referred to as the threshold voltage), the field-effect transistor 30 is turned on. Works to turn off. Next, the fourth
The on/off operation of GTO1 will be explained with reference to the figure. During the period when GTO 1 is on before time t 1 , field effect transistor 30 is off because secondary voltage V 2 of autotransformer 16 is zero. Therefore, the on-gate current Ig does not flow to the field effect transistor 30. Next, the time
At t 1 , when the on-gate switch 11 is turned off and the off-gate switch 17 is turned on, a voltage V 2 of n 2 Vc/n 1 is generated in the secondary winding n 2 of the autotransformer 16. The field effect transistor 30 is turned on by the voltage V 2 . Therefore, the voltage V 2 of the secondary winding n 2 of the autotransformer 16 is
and the cathode of GTO1 through a closed circuit for off-gate current such as field effect transistor 30,
A negative off-gate current Ig is applied between the gate electrodes K and G, and flows as shown in the figure. After that, the capacitor 18 is discharged and the voltages Vc and V2 decrease, and the time
At t 2 , off-gate current Ig is supplied from off-gate power supply 14 through diode 15 . At this time, the secondary winding n 2 of the autotransformer 16
The voltage V 2 decreases with the voltage Vc to n 2 Vog/(n 1 +n 2 ). Since this voltage V 2 is set to a value higher than the threshold voltage of the field effect transistor 30, the field effect transistor 30 remains on. Next, at time t3 , when the off-gate switch 17 is turned off, the capacitor 18 is overcharged by the off-gate power supply 14 via the diode 15 and the secondary winding n2 of the autotransformer 16. At this time, at time t 4 when the secondary voltage V 2 of the autotransformer 16 drops below the threshold voltage, the field effect transistor 30 is turned off, and the current flowing through the field effect transistor 30 and the diode 31 decreases. Cut off. Thereafter, after time t 5 when the polarity of the secondary voltage V 2 is reversed due to the inductance of the secondary winding n 2 of the autotransformer 16, this secondary voltage V 2 is applied to the diode 31 as a reverse voltage. . This is because the field effect transistor 30 essentially has diode characteristics between the source and drain.
以上のように、時刻t4で電界効果型トランジス
タ３０をオフして、２次巻線n2のインダクタンス
の作用によりダイオード３１に流れていたオフゲ
ート電流を強制的にしや断するようにしているの
で、ダイオード３１は、２次巻線n2の２次電圧
V2が反転する時刻t5より前に逆回復することにな
る。このために時刻t5以降に２次電圧V2が反転し
たとしても、GTO１のゲート、カソード電極Ｇ，
Ｋ間は過渡的にも正電圧になつてオンゲート電流
が流れることはないので、誤点弧が生じることは
ない。 As described above, the field effect transistor 30 is turned off at time t4 , and the off-gate current flowing through the diode 31 is forcibly cut off by the action of the inductance of the secondary winding n2 . , the diode 31 is connected to the secondary voltage of the secondary winding n 2
Reverse recovery will occur before time t 5 when V 2 reverses. For this reason, even if the secondary voltage V 2 is reversed after time t 5 , the gate, cathode electrode G,
Since the voltage between K becomes positive even transiently and no on-gate current flows, erroneous firing will not occur.
なお、上記実施例ではダイオード３１を電界効
果型トランジスタ３０のドレイン側に直列接続し
たものを示したが、ソース側に直列接続しても同
様の効果を奏する。 In the above embodiment, the diode 31 is connected in series to the drain side of the field effect transistor 30, but the same effect can be achieved even if the diode 31 is connected in series to the source side.
以上のように、この考案によれば、電界効果型
トランジスタとダイオードとの直列接続体を介し
て、オフゲート電流をGTOに供給するように構
成したので、誤点弧が生じることがなく、また電
圧降下分が低減でき、かつ、配線のインダクタン
ス成分も低減でき、しがたつて、オフゲート回路
の効率を向上させることができる効果がある。
As described above, according to this invention, the off-gate current is supplied to the GTO via the series connection of the field effect transistor and the diode, so that false firing does not occur and the voltage This has the effect of reducing the amount of drop and also reducing the inductance component of the wiring, thereby improving the efficiency of the off-gate circuit.
第１図は従来のGTOのゲート回路を示す回路
図、第２図は第１図の動作を示すタイミングチヤ
ート、第３図はこの考案の一実施例によるGTO
のゲート回路を示す回路図、第４図は第３図の動
作を示すタイミングチヤートである。
１……ゲートターンオフサイリスタ（GTO）、
１０……オンゲート電源、１１……オンゲート用
スイツチ、１２……オフバイアス電源、１３，３
２……抵抗、１４……オフゲート電源、１５，３
１……ダイオード、１６……単巻変圧器、１７…
…オフゲート用スイツチ、１８……コンデンサ、
１９……ダイオード直列体、３０……電界効果型
トランジスタ。なお、図中、同一符号は同一また
は相当部分を示す。
Figure 1 is a circuit diagram showing the gate circuit of a conventional GTO, Figure 2 is a timing chart showing the operation of Figure 1, and Figure 3 is a GTO according to an embodiment of this invention.
FIG. 4 is a timing chart showing the operation of FIG. 3. 1... Gate turn-off thyristor (GTO),
10...On gate power supply, 11...On gate switch, 12...Off bias power supply, 13,3
2...Resistance, 14...Off gate power supply, 15,3
1...Diode, 16...Autotransformer, 17...
...Off gate switch, 18...Capacitor,
19... Diode series body, 30... Field effect transistor. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
ソード電極間に第１のスイツチを介して接続され
オンゲート電流を供給するオンゲート電源と、上
記カソード電極とゲート電極間に接続されオフゲ
ートバイアス電流を供給するオフバイアス電源
と、上記カソード電極にカソード側が接続された
第１のダイオードと、上記第１のダイオードのア
ノード側に正電極が接続されたオフゲート電源
と、上記カソード電極に２次巻線の一端が接続さ
れた単巻変圧器と、一端が上記単巻変圧器の１次
巻線に接続され、他端が上記オフゲート電源の負
電極に接続された第２のスイツチと、上記単巻変
圧器の１次巻線と上記第２のスイツチとで構成さ
れる直列接続回路に並列に接続されたコンデンサ
と、上記２次巻線に発生する２次電圧により制御
されるように成された電界効果型トランジスタと
第２のダイオードとが同一の導通方向に直列接続
されて成りその一端が上記ゲート電極に接続され
他端が上記２次巻線の他端に接続されて上記オフ
ゲート電流を流すように成された直列回路とを備
えたゲートターンオフサイリスタのゲート回路。 an on-gate power supply connected between the gate electrode and the cathode electrode of the gate turn-off thyristor via a first switch and supplying an on-gate current; an off-bias power supply connected between the cathode electrode and the gate electrode and supplying an off-gate bias current; a first diode whose cathode side is connected to the cathode electrode; an off-gate power supply whose positive electrode is connected to the anode side of the first diode; and a single winding whose secondary winding is connected to one end of the cathode electrode. a transformer; a second switch having one end connected to the primary winding of the autotransformer and the other end connected to the negative electrode of the off-gate power supply; and the primary winding of the autotransformer; a capacitor connected in parallel to a series connection circuit comprising the second switch; a field effect transistor configured to be controlled by a secondary voltage generated in the secondary winding; diodes are connected in series in the same conduction direction, one end of which is connected to the gate electrode, and the other end of which is connected to the other end of the secondary winding, so that the off-gate current flows. Gate circuit of gate turn-off thyristor with.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1501284U JPS60129731U (en) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | Gate circuit of gate turn-off thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1501284U JPS60129731U (en) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | Gate circuit of gate turn-off thyristor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60129731U JPS60129731U (en) | 1985-08-30 |
| JPH04588Y2 true JPH04588Y2 (en) | 1992-01-09 |
Family
ID=30500462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1501284U Granted JPS60129731U (en) | 1984-02-07 | 1984-02-07 | Gate circuit of gate turn-off thyristor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60129731U (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4816198B2 (en) * | 2006-03-30 | 2011-11-16 | 株式会社日立製作所 | Inverter with through current control device |
-
1984
- 1984-02-07 JP JP1501284U patent/JPS60129731U/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60129731U (en) | 1985-08-30 |
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