JPH0732586B2 - サイリスタの保護装置 - Google Patents
サイリスタの保護装置Info
- Publication number
- JPH0732586B2 JPH0732586B2 JP60186006A JP18600685A JPH0732586B2 JP H0732586 B2 JPH0732586 B2 JP H0732586B2 JP 60186006 A JP60186006 A JP 60186006A JP 18600685 A JP18600685 A JP 18600685A JP H0732586 B2 JPH0732586 B2 JP H0732586B2
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- Japan
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- thyristor
- voltage
- optical
- gate signal
- time
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はサイリスタのターンオフ失敗を未然に防止す
るための保護装置に関する。
るための保護装置に関する。
［従来の技術］ この種の保護装置の従来例を第３図に示す。第３図はサ
イリスタ１素子分について示すが、実際のサイリスタ装
置では、多数個の素子を電源に直列に接続して構成する
場合が多い。この場合、各素子のターンオフ動作のタイ
ミングにバラツキがあり、このバラツキの程度によって
は特定のサイリスタにそのオフ動作後電源電圧がそのま
ま印加される場合がある。また、逆電圧印加後の他相に
おける転流による電圧上昇等がある。
イリスタ１素子分について示すが、実際のサイリスタ装
置では、多数個の素子を電源に直列に接続して構成する
場合が多い。この場合、各素子のターンオフ動作のタイ
ミングにバラツキがあり、このバラツキの程度によって
は特定のサイリスタにそのオフ動作後電源電圧がそのま
ま印加される場合がある。また、逆電圧印加後の他相に
おける転流による電圧上昇等がある。
サイリスタがオフ動作後、順方向耐電圧が十分回復して
いないと上記した過電圧でブレークオーバしてサイリス
タが破壊する。第３図はこの状態からサイリスタを保護
するものである。同図において、１は光サイリスタ、
Ａ、Ｇ及びＫはこの光サイリスタのそれぞれアノード、
ゲート及びカソードを示す。２及び３はスナバーを構成
するコンデンサ及び抵抗であって、直列接続されて光サ
イリスタ１のアノードーカソード間に挿入されている。
21は電圧検出器であって光サイリスタ１のアノードーカ
ソード間に挿入され、その検出したアノードーカソード
間電圧VDを発光素子22に送出する。発光素子22が送出す
る光信号はライトガイド23を通して逆電圧時間検出器24
に送出される。逆電圧時間検出器24の出力は逆電圧時間
不足判定器25に送出され、該逆電圧時間不足判定器25の
出力はゲート信号発生器26を駆動する。ゲート信号発生
器26はゲート信号IGOを発生し、このゲート信号IGOは発
光素子27により光ゲート信号に変換されてライトガイド
28を通し光サイリスタ１のゲートに供給される。
いないと上記した過電圧でブレークオーバしてサイリス
タが破壊する。第３図はこの状態からサイリスタを保護
するものである。同図において、１は光サイリスタ、
Ａ、Ｇ及びＫはこの光サイリスタのそれぞれアノード、
ゲート及びカソードを示す。２及び３はスナバーを構成
するコンデンサ及び抵抗であって、直列接続されて光サ
イリスタ１のアノードーカソード間に挿入されている。
21は電圧検出器であって光サイリスタ１のアノードーカ
ソード間に挿入され、その検出したアノードーカソード
間電圧VDを発光素子22に送出する。発光素子22が送出す
る光信号はライトガイド23を通して逆電圧時間検出器24
に送出される。逆電圧時間検出器24の出力は逆電圧時間
不足判定器25に送出され、該逆電圧時間不足判定器25の
出力はゲート信号発生器26を駆動する。ゲート信号発生
器26はゲート信号IGOを発生し、このゲート信号IGOは発
光素子27により光ゲート信号に変換されてライトガイド
28を通し光サイリスタ１のゲートに供給される。
光サイリスタ１は、通常のサイリスタと同様、電流通流
後、逆電圧を印加されることにより順方向耐電圧を回復
する。今、第４図に示す時刻t4において、オフ動作後、
光サイリスタ１のアノードーカソード間に逆電圧が印加
され始め、この逆電圧印加時間が時刻t5まで続いたもの
とする。この逆電圧時間Ｔは逆電圧時間検出器24で検出
されて、逆電圧時間不足判定器25で規定時間T0と比較さ
れる。検出された逆電圧時間Ｔが規定期間T0より短い場
合には、逆電圧時間不足判定器25が検出信号を出力す
る。この検出信号によりゲート信号発生器26が駆動され
て発光素子27から光ゲート信号が出力される（時刻
t6）。時刻t5からt6の時間は、逆電圧時間不足を判定し
光ゲート信号を出力するまでに必要とした時間である。
後、逆電圧を印加されることにより順方向耐電圧を回復
する。今、第４図に示す時刻t4において、オフ動作後、
光サイリスタ１のアノードーカソード間に逆電圧が印加
され始め、この逆電圧印加時間が時刻t5まで続いたもの
とする。この逆電圧時間Ｔは逆電圧時間検出器24で検出
されて、逆電圧時間不足判定器25で規定時間T0と比較さ
れる。検出された逆電圧時間Ｔが規定期間T0より短い場
合には、逆電圧時間不足判定器25が検出信号を出力す
る。この検出信号によりゲート信号発生器26が駆動され
て発光素子27から光ゲート信号が出力される（時刻
t6）。時刻t5からt6の時間は、逆電圧時間不足を判定し
光ゲート信号を出力するまでに必要とした時間である。
光ゲート信号は所定の時間軸TWのパルスであるが、光サ
イリスタ１はこの光ゲート信号を受けて時刻t7で点弧す
る。この点弧時点における光サイリスタ１のアノードー
カソード間電圧VDが許容値内にあればよいことになる。
イリスタ１はこの光ゲート信号を受けて時刻t7で点弧す
る。この点弧時点における光サイリスタ１のアノードー
カソード間電圧VDが許容値内にあればよいことになる。
［発明が解決しようとする問題点］ 従来の保護装置は逆電圧時間を検出してこれを予め設定
した規定期間と比較することにより逆電圧時間の不足し
たサイリスタを保護する構成をとっているので、ゲート
信号の出力時点が逆電圧の零点（第４図の時刻t5が相当
する）より遅くなり、サージ電圧の印加等も加わって逆
電圧印加後の順方向電圧の電圧上昇率が大きい場合に
は、十分な保護が難しく、信頼性を欠くという問題があ
った。
した規定期間と比較することにより逆電圧時間の不足し
たサイリスタを保護する構成をとっているので、ゲート
信号の出力時点が逆電圧の零点（第４図の時刻t5が相当
する）より遅くなり、サージ電圧の印加等も加わって逆
電圧印加後の順方向電圧の電圧上昇率が大きい場合に
は、十分な保護が難しく、信頼性を欠くという問題があ
った。
この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
ターンオフ失敗を未然に防止してサイリスタを確実に保
護することができる信頼性の高いサイリスタの保護装置
を得ることを目的とする。
ターンオフ失敗を未然に防止してサイリスタを確実に保
護することができる信頼性の高いサイリスタの保護装置
を得ることを目的とする。
［問題を解決するための手段］ この発明は、上記問題を解消するため、サイリスタのア
ノードーカソード間に接続されたコンデンサと抵抗との
直列体からなり上記抵抗の両端から上記アノードーカソ
ード間電圧（ｖ）の時間微分値（dv/dt）に相当する電
圧を出力する微分回路、およびこの微分回路からの出力
値が上記サイリスタの許容電圧上昇率から定まる所定値
以上となったとき上記サイリスタにゲート信号を供給す
るゲート信号発生回路を備えたものである。
ノードーカソード間に接続されたコンデンサと抵抗との
直列体からなり上記抵抗の両端から上記アノードーカソ
ード間電圧（ｖ）の時間微分値（dv/dt）に相当する電
圧を出力する微分回路、およびこの微分回路からの出力
値が上記サイリスタの許容電圧上昇率から定まる所定値
以上となったとき上記サイリスタにゲート信号を供給す
るゲート信号発生回路を備えたものである。
［作用］ この発明では、サイリスタのオフ動作後、急峻な電圧が
そのアノードーカソード間に印加されると、微分回路が
これを直ちに検出し、逆電圧の零点を待たずに、ゲート
信号発生回路からサイリスタにゲート信号が供給される
ので、サイリスタに加わる順電圧が従来の保護装置では
保護し得ない程度のサージ性の場合にもサイリスタを確
実に保護することができる。
そのアノードーカソード間に印加されると、微分回路が
これを直ちに検出し、逆電圧の零点を待たずに、ゲート
信号発生回路からサイリスタにゲート信号が供給される
ので、サイリスタに加わる順電圧が従来の保護装置では
保護し得ない程度のサージ性の場合にもサイリスタを確
実に保護することができる。
［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示したものである。同図
において、４と５は微分回路を構成するコンデンサ及び
抵抗であって、直列にして光サイリスタ１のアノードー
カソード間に挿入されている。６及び７はそれぞれ第１
および第２の非直線抵抗素子であって、互いに直列にし
て抵抗５に並列に接続されている。８は発光素子であっ
て、非直線抵抗素子７に並列に接続され該発光素子８に
並列に保護用ダイオード９が接続されている。発光素子
８が送出する光信号と従来の第３図で説明した発光素子
27が送出する光信号はそれぞれライトガイド10及び28、
光合成器11を通して光サイリスタ１のゲートＧに光ゲー
ト信号として供給される。
において、４と５は微分回路を構成するコンデンサ及び
抵抗であって、直列にして光サイリスタ１のアノードー
カソード間に挿入されている。６及び７はそれぞれ第１
および第２の非直線抵抗素子であって、互いに直列にし
て抵抗５に並列に接続されている。８は発光素子であっ
て、非直線抵抗素子７に並列に接続され該発光素子８に
並列に保護用ダイオード９が接続されている。発光素子
８が送出する光信号と従来の第３図で説明した発光素子
27が送出する光信号はそれぞれライトガイド10及び28、
光合成器11を通して光サイリスタ１のゲートＧに光ゲー
ト信号として供給される。
なお、本願はもっぱら保護装置に着目しているため、サ
イリスタの本来の位相制御に係るゲート信号系の構成は
図示を含め説明を省略している。
イリスタの本来の位相制御に係るゲート信号系の構成は
図示を含め説明を省略している。
次に、この装置の動作を、第２図の波形図を参照して説
明する。第２図において、VAKは光サイリスタ１の印加
電圧、IGOは発光素子８が出力する光ゲート信号、VDIは
光サイリスタ１が点弧しても破損しないレベルの順電
圧、VD2は光サイリスタ１が点弧すると破損するレベル
の順電圧である。破線は光サイリスタ１への光ゲート信
号がない場合の該光サイリスタ１の自己点弧の様子を示
している。また、t1は逆電圧開始時刻、t2はサージ印加
開始時刻、t3は光サイリスタ１の点弧時刻を示す。
明する。第２図において、VAKは光サイリスタ１の印加
電圧、IGOは発光素子８が出力する光ゲート信号、VDIは
光サイリスタ１が点弧しても破損しないレベルの順電
圧、VD2は光サイリスタ１が点弧すると破損するレベル
の順電圧である。破線は光サイリスタ１への光ゲート信
号がない場合の該光サイリスタ１の自己点弧の様子を示
している。また、t1は逆電圧開始時刻、t2はサージ印加
開始時刻、t3は光サイリスタ１の点弧時刻を示す。
光サイリスタ１への逆電圧印加後の他相転流による電圧
上昇や逆電圧印加中のサージ印加等により、電圧上昇速
度の高い電圧が光サイリスタ１に印加された場合、コン
デンサ４の容量をＣ、抵抗５の抵抗値をＲ、印加電圧を
ｖとすると、 ｖ＝ｉ・Ｒ＋Ｃ∫idt ……（１） 但し、初期条件ｔ＝０の時、∫idt＝０ ここで、時定数CRを十分に小さくとると、抵抗５の両端
の電圧V5は、 V5＝CRK＝CR（dv/dt） ……（３） となり、光サイリスタ１の印加電圧の電圧上昇率dv/dt
に比例する。
上昇や逆電圧印加中のサージ印加等により、電圧上昇速
度の高い電圧が光サイリスタ１に印加された場合、コン
デンサ４の容量をＣ、抵抗５の抵抗値をＲ、印加電圧を
ｖとすると、 ｖ＝ｉ・Ｒ＋Ｃ∫idt ……（１） 但し、初期条件ｔ＝０の時、∫idt＝０ ここで、時定数CRを十分に小さくとると、抵抗５の両端
の電圧V5は、 V5＝CRK＝CR（dv/dt） ……（３） となり、光サイリスタ１の印加電圧の電圧上昇率dv/dt
に比例する。
今、非直線抵抗素子６と７の動作開始電圧、即ちその抵
抗値が急減する電圧を光サイリスタ１の許容電圧上昇率
（dv/dt）から求まる所定の電圧値に設定しておくと、
電圧V5がこの所定の電圧値に達した場合、非直線抵抗素
子６、７に電流が流れる。この電流は発光素子８に分流
流入し、該発光素子８を発光させる。発光素子８の光出
力はライトガイド10、光合成器11を通して光サイリスタ
１のゲートに光ゲート信号IGOとして供給され、該光サ
イリスタ１を点弧させる。
抗値が急減する電圧を光サイリスタ１の許容電圧上昇率
（dv/dt）から求まる所定の電圧値に設定しておくと、
電圧V5がこの所定の電圧値に達した場合、非直線抵抗素
子６、７に電流が流れる。この電流は発光素子８に分流
流入し、該発光素子８を発光させる。発光素子８の光出
力はライトガイド10、光合成器11を通して光サイリスタ
１のゲートに光ゲート信号IGOとして供給され、該光サ
イリスタ１を点弧させる。
第２図の時間軸に沿って再度説明すると、オフ動作の時
刻t1で逆電圧の印加が開始された後、時刻t2で上記電圧
上昇率dv/dtが急増すると直ちに発光素子８が発光して
光ゲート信号を光サイリスタ１に出力する。即ち、逆電
圧の零点を待たずに光ゲート信号を出力する。この結
果、時刻t3で光サイリスタ１がターンオンするので、そ
の時点の光サイリスタ１の電圧VAKは許容レベルであるV
D1に留まり、光サイリスタ１の破壊が防止される訳であ
る。時刻t3における光サイリスタ１の点弧により、抵抗
５の電圧ｖ、従ってdv/dtも零となり、光ゲート信号も
消滅する。ここで、（t3−t2）の時間は光サイリスタ１
に光ゲート信号が入力されて実際に光サイリスタ１がオ
ン動作するまでの時間遅れで、従来の第４図における
（t7−t6）に相当する。
刻t1で逆電圧の印加が開始された後、時刻t2で上記電圧
上昇率dv/dtが急増すると直ちに発光素子８が発光して
光ゲート信号を光サイリスタ１に出力する。即ち、逆電
圧の零点を待たずに光ゲート信号を出力する。この結
果、時刻t3で光サイリスタ１がターンオンするので、そ
の時点の光サイリスタ１の電圧VAKは許容レベルであるV
D1に留まり、光サイリスタ１の破壊が防止される訳であ
る。時刻t3における光サイリスタ１の点弧により、抵抗
５の電圧ｖ、従ってdv/dtも零となり、光ゲート信号も
消滅する。ここで、（t3−t2）の時間は光サイリスタ１
に光ゲート信号が入力されて実際に光サイリスタ１がオ
ン動作するまでの時間遅れで、従来の第４図における
（t7−t6）に相当する。
なお、電圧V5が所定の電圧値以下の場合は非直線抵抗素
子６、７に電流が流れないので、発光素子８は発光しな
い。
子６、７に電流が流れないので、発光素子８は発光しな
い。
従って、本実施例によれば、逆電圧時間の不足時に従来
の保護方式では間に合わないような電圧上昇率の高い順
電圧が印加されても、サイリスタが破損しない電圧レベ
ル以下でサイリスタを点弧させることができる。
の保護方式では間に合わないような電圧上昇率の高い順
電圧が印加されても、サイリスタが破損しない電圧レベ
ル以下でサイリスタを点弧させることができる。
ダイオード９は負極性のdv/dtをカットするとともに発
光素子８を逆電圧から保護するように設けられている。
光素子８を逆電圧から保護するように設けられている。
なお、上記実施例では、この発明になる発光素子８から
の光信号と、従来の保護方式による発光素子27からの光
信号とを光合成器11で論理和して光サイリスタ１のゲー
トへ供給するようにしたが、勿論、従来の方式のものを
採用せず、発光素子８の出力を直接、光サイリスタ１の
ゲートに供給するようにしてもよい。
の光信号と、従来の保護方式による発光素子27からの光
信号とを光合成器11で論理和して光サイリスタ１のゲー
トへ供給するようにしたが、勿論、従来の方式のものを
採用せず、発光素子８の出力を直接、光サイリスタ１の
ゲートに供給するようにしてもよい。
［発明の効果］ この発明は以上のように、光サイリスタのアノードカソ
ード間に印加される電圧の時間微分値（dv/dt）に相当
する電圧を出力する所定の微分回路および所定の非直線
抵抗素子と発光素子とで構成され上記微分回路の出力で
動作して上記光サイリスタに光ゲート信号を供給するゲ
ート信号発生回路を備え、上記サイリスタを強制的に点
弧させてその保護を図るようにしたので、ゲート信号の
早急確実な供給が実現し、電圧上勝率の高い電圧が加わ
っても、サイリスタの確実な保護が可能となる。
ード間に印加される電圧の時間微分値（dv/dt）に相当
する電圧を出力する所定の微分回路および所定の非直線
抵抗素子と発光素子とで構成され上記微分回路の出力で
動作して上記光サイリスタに光ゲート信号を供給するゲ
ート信号発生回路を備え、上記サイリスタを強制的に点
弧させてその保護を図るようにしたので、ゲート信号の
早急確実な供給が実現し、電圧上勝率の高い電圧が加わ
っても、サイリスタの確実な保護が可能となる。
第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は上記
実施例の動作を説明するための波形図、第３図は従来の
保護装置を示す回路図、第４図は上記従来例の動作を説
明するための波形図である。 図において、１……光サイリスタ、４……コンデンサ、
５……抵抗、６、７……非直線抵抗素子、８……発光素
子、11……光合成器。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
実施例の動作を説明するための波形図、第３図は従来の
保護装置を示す回路図、第４図は上記従来例の動作を説
明するための波形図である。 図において、１……光サイリスタ、４……コンデンサ、
５……抵抗、６、７……非直線抵抗素子、８……発光素
子、11……光合成器。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】光ゲート信号の入力で点弧するサイリスタ
のアノード−カソード間に接続されたコンデンサと抵抗
との直列体からなり上記抵抗の両端から上記アノード−
カソード間電圧（ｖ）の時間微分値（dv/dt）に相当す
る電圧を出力する微分回路、およびこの微分回路の抵抗
の両端に接続された第１および第２の非直線抵抗素子の
直列体と上記第２の非直線抵抗素子の両端に接続された
発行素子とからなり、上記抵抗の電圧が上記サイリスタ
の許容電圧上昇率から定まる所定値以上となったとき上
記非直線抵抗素子の抵抗値が急減して電流を流し、この
電流が上記発行素子に分流流入して上記発行素子から上
記サイリスタに光ゲート信号を供給するゲート信号発生
回路を備え、上記サイリスタのオフ動作後、上記サイリ
スタに印加される過電圧に対し、上記サイリスタを強制
的にオン動作させることにより保護するようにしたこと
を特徴とするサイリスタの保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186006A JPH0732586B2 (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | サイリスタの保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186006A JPH0732586B2 (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | サイリスタの保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6248253A JPS6248253A (ja) | 1987-03-02 |
| JPH0732586B2 true JPH0732586B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=16180717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60186006A Expired - Lifetime JPH0732586B2 (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | サイリスタの保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732586B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115015725B (zh) * | 2022-06-09 | 2026-03-20 | 中国长江三峡集团有限公司 | 一种门极换流晶闸管故障检测电路及其方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115173A (en) * | 1980-02-14 | 1981-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | Protecting circuit for phototrigger thyristor |
-
1985
- 1985-08-23 JP JP60186006A patent/JPH0732586B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6248253A (ja) | 1987-03-02 |
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