JPH0773203B2 - ゲートターンオフサイリスタのゲート回路 - Google Patents

ゲートターンオフサイリスタのゲート回路

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JPH0773203B2
JPH0773203B2 JP62278681A JP27868187A JPH0773203B2 JP H0773203 B2 JPH0773203 B2 JP H0773203B2 JP 62278681 A JP62278681 A JP 62278681A JP 27868187 A JP27868187 A JP 27868187A JP H0773203 B2 JPH0773203 B2 JP H0773203B2
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gate
capacitor
switch
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output terminal
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茂忠 後藤
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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、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。
〔従来の技術〕
第3図は例えば、特願昭61−253336号に示された従来の
ゲート回路であり、図において、1はゲートターンオフ
サイリスタ(以下、GTOという)であって、Gはゲート
電極、Kはカソード電極である。2はチョッパ回路であ
って、オンゲート電源3をスイッチングするチョッパ部
スイッチ14,チョッパ回路2の出力電流を検出する電流
検出手段16及び還流用ダイオード15から構成されてい
る。11はリアクトルであって、1次巻線11aと2次巻線1
1bから成る。8は第1のコンデンサ、9は第2のコンデ
ンサ、10は抵抗である。12はオンゲート用スイッチであ
って、チョッパ回路2及び第1のコンデンサ8の出力電
流をオンゲート電流としてGTO1に供給する。6はダイオ
ードで、第1のコンデンサ8の充電用であり、7はダイ
オードで、第2のコンデンサ9の充電用である。13はオ
フゲート回路であって、GTO1にオフゲート電流を供給す
る。また、4はオフゲート電源である。
次に動作について説明する。オンゲート電源3との組合
せでオンゲート電源を構成するチョッパ回路2は、定電
流制御の機能を有し、ゲート電流Igを電流検出手段16に
より検出し、チョッパ部スイッチ14の導通比を調整する
ことにより、オンゲート電流の値を一定にする。還流用
ダイオード15はチョッパ部スイッチ14がオフのときに導
通し、リアクトル11を介してゲート電流を連続させる働
きをする。オンゲート用スイッチ12がオフのときには、
オフゲート回路13からGTO1にオフゲート電流が供給され
る。
オンゲート用スイッチ12をオン,オフする場合につい
て、第4図に示す動作波形図を参考にして説明する。時
刻t1以前は、オンゲート用スイッチ12がオフで、チョッ
パ部スイッチ14がオン,オフする事により、第1,第2の
コンデンサ8及び9はリアクトル11の1次巻線11aを通
じて、図示極性に充電される。
時刻t1において、オンゲート用スイッチ12をオンする
と、ゲート電流Igは第1のコンデンサ8の放電電流Ic
と、第2のコンデンサ9の放電電流をリアクトル11の2
次巻線11bに流すことにより得られる振動電流Iccとの和
で流れる。時刻t2において、第2のコンデンサ9の電圧
EC9が減少して、リアクトル11の1次巻線11aに発生する
電圧(1:nの比で電源と逆極性で発生)がオンゲート電
源3の電圧よりも低くなると、リアクトル11の2次巻線
11bの電流は、リアクトル11の1次巻線11aへ転移する。
このリアクトル11の1次巻線11a及び2次巻線11bの巻線
比を例えば8:1と仮定すれば、チョッパ回路2の出力電
流ICHは時刻t2において、ICH=Icc/8となって流れ始め
る。実際は、このリアクトル11の1次巻線11aの初期値
がチョッパ回路2の定電流制御値と一致するように、リ
アクトル11の巻線比を決定するのが望ましい。時刻t2
降はゲート電流Igはチョッパ回路2の定電流制御の機能
によりほぼ一定の電流となって流れる。
時刻t3において、オンゲート用スイッチ12をオフし、オ
フゲート回路13をオンすることにより、図示のような負
極性のオフゲート電流がGTO1に供給される。一方、リア
クトル11の1次巻線11a、ダイオード6を通じ第1のコ
ンデンサ8が、また、ダイオード7を通じて第2のコン
デンサ9がオンゲート電源3まで充電される。t4以降は
ICHは流れない。
なお、上記実施例ではオンゲート電流の定電流制御の機
能を有するものとして、直流電源としてのオンゲート電
源3とチョッパ回路2との組合せによる変換方式を示し
たが、その他に公知である高周波の交流電源をマグアン
プにて位相制御することにより、定電流制御の機能をも
たせるようにしたものであってもよく、一定のオンゲー
ト電流発生源は、定電流制御の機能を有し、直流出力の
変換器であればよい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のゲートターンオフサイリスタのゲート回路は以上
のように構成されているので、充電電流が、第1,第2の
コンデンサ8,9への充電の際にリアクトル11によって制
限され、ある時間以上流す必要があり、高周波スイッチ
ング動作時において、各コンデンサ8,9の充電電圧が不
充分のままオン信号が入り、正常なオンハイゲート電流
が流れないなどの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、高周波スイッチング動作時において、各コン
デンサを瞬時に充電でき、かつ正常なオンハイゲート電
流を流すことができるゲートターンオフサイリスタのゲ
ート回路を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るゲート回路は、第1のコンデンサと第2
のコンデンサの共通部分にそれぞれ第1のスイッチと第
2のスイッチを設け、第1のスイッチは0電位に接続し
て、上記第1のコンデンサと第2のコンデンサの放電時
にオンし、第2のスイッチは負電位に接続して、上記第
1のコンデンサと第2のコンデンサの充電時にオンする
ようにし、さらに充電用ダイオードを設けることによ
り、この充電用ダイオードを介して高周波スイッチング
動作時において、上記各コンデンサを瞬時に充電できる
ようにしたものである。
〔作 用〕
この発明におけるオンハイゲート電流用の充電は、第2
のスイッチがオンのときに、第1のコンデンサと第2の
コンデンサの一端を負電位とすることにより、0電位よ
り充電用のダイオードを通じて瞬時に行えるようにす
る。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例について説明する。
第1図において、18は第1のコンデンサ8の第3の充電
用ダイオードであり、17は第2のコンデンサ9の第4の
充電用ダイオードである。19は各コンデンサ8,9の共通
部分Xと0電位間に接続された第1のスイッチであり、
20は各コンデンサ8,9の共通部分と負電位間に接続され
た第2のスイッチである。また、この実施例では、6は
第1の充電用ダイオード、7は第2の充電用ダイオード
であり、第1のスイッチ19,第1のコンデンサ8および
抵抗10と第1の充電用ダイオード6との並列回路は第1
の直列接続体を構成し、第2の充電用ダイオード7,第2
のコンデンサ9および第2のスイッチ20は第2の直列接
続体を構成する。なお、このほかの第3図に示したもの
と同一の構成部分には同一符号を付して、その重複する
説明を省略する。
次に動作について説明する。オンゲート電源3との組合
せでオンゲート電源3を構成するチョッパ回路2は、定
電流制御の機能を有し、ゲート電流Igを電流検出手段16
により検出し、チョッパ部スイッチ14の導通比を調整す
ることによりオンゲート電流の値を一定にする。還流ダ
イオード15は、チョッパ部スイッチ14がオフの時に導通
し、リアクトル11を介してゲート電流を連続させる働き
をする。オンゲート用スイッチ12がオフのときには、オ
フゲート回路13からGTO1にオフゲート電流が供給され
る。オンゲート用スイッチ12をオン,オフする場合につ
いて、第2図に示す動作波形図を参考にして説明する。
時刻t1以前は、オンゲート用スイッチ12及び第2のスイ
ッチ20はオフ、第1のスイッチ19がオンで、チョッパ部
スイッチ14がオン,オフする事により、第1,第2のコン
デンサ8及び9はリアクトル11の1次巻線11a、第1の
充電用ダイオード6、第2の充電用ダイオード7を通じ
て図示極性に充電される。時刻t1において、オンゲート
用スイッチ12をオンすると、ゲート電流Igは第1のコン
デンサ8の放電電流Icと、第2のコンデンサ9およびリ
アクトル11の2次巻線11bによる振動電流Iccとの和で流
れる。時刻t2において、第2のコンデンサ9の電圧が減
少して、リアクトル11の1次巻線11aに発生する電圧
(1:nの比で電源の逆極性で発生)がオンゲート電源3
の電圧よりも低くなると、リアクトル11の2次巻線11b
の電流はリアクトル11の1次巻線11aで転移する。この
リアクトル11の1次巻線11a及び2次巻線11bの巻線比を
例えば8:1と仮定すればチョッパ回路2の出力電流I
CHは、時刻t2において、ICH=Icc/8となって流れ始め
る。実際は、このリアクトル11の1次巻線11aの初期値
がチョッパ回路2の定電流制御値と一致するようにリア
クトル11の巻線比を決定するのが望ましい。時刻t2以降
は、ゲート電流Igはチョッパ回路2の定電流制御の機能
により、ほぼ一定の電流となって流れる。時刻t3におい
て、オンゲート用スイッチ12をオフし、オフゲート回路
13をオンすることにより、図示のような負極性のオフゲ
ート電流がGTO1に供給される。同時に、第1のスイッチ
19がオフし、第2のスイッチ20がオンすることにより、
第1と第2のコンデンサ8,9の共通部分が負電位とな
り、第3の充電用ダイオード18、第1の充電用ダイオー
ド6を通じ第1のコンデンサ8が、また、第4の充電用
ダイオード17を通じ第2のコンデンサ9が、それぞれオ
ンゲート電源電圧まで瞬時に充電される。時刻t4以降の
ICHは流れない。つまり、第1のコンデンサ8および第
2のコンデンサ9はオフゲート電流供給時に瞬時に大き
く充電される。
なお、上記実施例ではオンゲート電流の定電流制御機能
を有するものとして、直流電源としてのオンゲート電源
3とチョッパ回路2との組合せによる変換方式を示した
が、その他に公知である高周波の交流電源をマグアンプ
にて位相制御することにより、定電流制御の機能をもた
せるようにしたものであってもよく、一定のオンゲート
電流発生源は、定電流制御の機能を有し、直流出力の変
換器であればよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、オンゲート用電源に
リアクトルを介して接続される第1のコンデンサと第2
のコンデンサの共通部分に第1のスイッチおよび第2の
スイッチを接続し、上記第1のスイッチは0電位に接続
して上記2つのコンデンサの放電時にオンにし、上記第
2のスイッチは負電位に接続して上記2つのコンデンサ
の充電時にオンするようにし、これらのコンデンサの充
電時に充電用ダイオードを通じて各コンデンサに充電す
るように構成したので、これら各コンデンサへの充電が
瞬時に実行され、高周波スイッチング動作時において、
正常なオンハイゲート電流をGTOに流すことができるも
のが得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例によるGTOのゲート回路を
示す回路図、第2図は第1図の動作を示す動作波形図、
第3図は従来のGTOのゲート回路を示す回路図、第4図
は第3図の動作を示す動作波形図である。 1はゲートターンオフサイリスタ(GTO)、2はチョッ
パ回路、3はオンゲート電源、4はオフゲート電源、5
は放電用ダイオード、6は第1の充電用ダイオード、7
は第2の充電用ダイオード、8は第1のコンデンサ、9
は第2のコンデンサ、10は抵抗、11はリアクトル、11a
は1次巻線、11bは2次巻線、12はオンゲート用スイッ
チ、13はオフゲート回路、17は第4の充電用ダイオー
ド、18は第3の充電用ダイオード、19は第1のスイッ
チ、20は第2のスイッチ。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】1次巻線および2次巻線からなり、該1次
    および2次巻線のそれぞれの出力端同士が接続され、か
    つ、該1次および2次巻線間に結合作用が生じるように
    構成されたリアクトルと、定電流制御の機能を有し、第
    1の直流出力端が上記リアクトルの1次巻線の入力端に
    接続されているオンゲート電源と、このオンゲート電源
    の第2の直流出力端に第1の直流出力端が接続されたオ
    フゲート電源と、上記リアクトルの1次および2次巻線
    の共通出力端から上記オンゲート電源の第2の直流出力
    端に、抵抗と第1の充電用ダイオードとの並列回路,第
    1のコンデンサ,第1のスイッチの順に接続された第1
    の直列接続体と、上記リアクトルの1次および2次巻線
    の共通出力端から上記オフゲート電源の第2の直流出力
    端に、第2の充電用ダイオード,第2のコンデンサ,第
    2のスイッチの順に接続された第2の直引接続体と、上
    記第2の充電用ダイオードおよび上記第2のコンデンサ
    の中点と上記リアクトルの2次巻線の入力端との間に接
    続された放電用ダイオードと、上記第1のスイッチと第
    1のコンデンサとの中点および上記第2のスイッチと第
    2のコンデンサとの中点を接続する各コンデンサに共通
    な共通部分と、上記オンゲート電源の第2の直流出力端
    と上記リアクトルの1次および2次巻線の共通出力端と
    の間に接続された第3の充電用ダイオードと、上記オン
    ゲート電源の第2の直流出力端と上記放電用ダイオード
    および上記第2のコンデンサの中点との間に接続された
    第4の充電用ダイオードと、一端が上記リアクトルの1
    次および2次巻線の共通出力端に接続され、オンゲート
    電流をゲートターンオフサイリスタに供給するオンゲー
    ト用スイッチとを備えたゲートターンオフサイリスタの
    ゲート回路。
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