JPS58386Y2 - トランジスタのサ−ジ吸収回路 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、トランジスタ回路のサージ吸収回路に関する
ものである。

一般に大容量トランジスタをチョッパ回路の開閉素子と
して使用する場合、回路電流遮断時の負荷側のインダク
タンスエネルギは負荷に並列に接続されたフライホイー
ルダイオードによりフライホイールされるので問題はな
いが、このダイオードに含１れない配線のインダクタン
スエネルギは、トランジスタのスイッチング損失となり
、この為トランジスタの温度上昇が過大となると共に、
トランジスタに過電圧がかかり、素子の安全動作領域を
越える等の問題が生ずる。

このために種々のサージ吸収回路が考えられている。

第１図に従来の回路例を示す。

第１図において１は電池電源、２は配線のインダクタン
ス、３は負荷、４はトランジスタ、５はフライホイール
ダイオード、６は充電用ダイオード、Ｉはサージ吸収用
コンデンサ、８は放電抵抗である。

トランジスタ４がオフした時、配線のインダクタンス２
に蓄えられたエネルギは実線矢印に示される閉回路によ
り、充電ダイオード６を経てサージ吸収用コンデンサＴ
に蓄えられ、これによってトランジスタ４のオフ時の過
電圧を防止している。

配線インダクタンスエネルギがすべてサージ吸収用コン
デンサＴに蓄積されると、充電用ダイオード６により放
電が阻止されるので、放電抵抗８をダイオード６に並列
に接続して、サージ吸収用コンデンサ１の電荷の内、電
池電源より高くなった分を破線矢印で示す閉回路によっ
て電源に回生している。

放電抵抗８は回生電流を非振動又は減衰振動として効率
よく電源に戻すために設けられたものである。

次にトランジスタがオンした時は、フライホイールダイ
オード５の残存キャリアのためにトランジスタ４とダイ
オードが同時にオンとなって電源短絡の状態が数μ冠続
くことになる。

この場合、電源１から供給される一点鎖線矢印にて示す
閉回路電流１１とサージ吸収コンデンサから供給される
二点鎖線矢印にて示す閉回路電流ｉ２との合成電流ｉ１
＋ｉ２がフライホイールダイオード５とトランジスタ４
に、フライホイールダイオード５の残存キャリアが消滅
する１で流れる。

一般的に配線のインダクタンスに比べて、放電用ダイオ
ード８とサージ吸収用コンデンサ７の直列回路のインダ
クタンスが充分小さいため、トランジスタ４が活性領域
にある間に流れる１２が犬きくなり、結果的にトランジ
スタ４のオン時のスイッチングロスが増大する。

このため放電抵抗８はできるだけ小さい方が抵抗損失が
小さく且つ回生効率が高くなるにもかかわらず、大きい
値を選定せざるを得なかった。

本考案は、前述の従来のサージ吸収回路の欠点を除くた
めになされたもので、サージ吸収用コンデンサの放電電
流の立上りをゆるやかにし、トランジスタ４のオフから
オン時の活性領域通過時の電流を少なくして、スイッチ
ングロスを減少させると共に、放電抵抗値を小さくし配
線インダクタンスエネルギの回生効率を向上させるトラ
ンジスタのサージ吸収回路を提供するものである。

本考案の一実施例を第２図に示す。

第１図と同一部分は同一符号で示している。

９は放電電流抑制用リアクトルで、トランジスタ４のオ
フ時の配線インダクタンスエネルギ吸収動作は第１図と
同じであるので、トランジスタ４がオフからオンする場
合の動作について説明する。

トランジスタ４がオフ時フライホイールダイオード５に
より負荷電流は流れている。

その直前の電流が■。であったとする。

トランジスタ４にベース信号が印加されてオンする時、
フライホイールダイオード５は、その時流れている電流
値Ｉ。

、電流変化率△、！／”−１および素子温度により定ま
る素子固有の残存キャリア分を逆流させる昔でオンして
いる。

一般的にトランジスタ４が活性領域を通過し完全にオン
する昔での間フライホイールダイオード５はオンしてい
る場合が多い。

従ってトランジスタが活性領域を通過する間のフライホ
イールダイオード逆流電流値を下げることがトランジス
タ４のオン時のスイッチングロスを減少させることにな
る。

このため放電抵抗８にリアクトル９を直列に接続するこ
とによりサージ吸収コンデンサＴの放電電流ｉ′２の電
流立上りをゆるやかにしてトランジスタオン時のスイッ
チングロスを減少させる。

第３図に第１図の従来回路におけるトランジスタ４オン
時の突入電流ｉ３、と第２図の本考案の回路における突
入電流ｉ′３の波形を示す。

斜線で示す部分がフライホイールダイオード５の残存キ
ャリア分の逆流電流である。

トランジスタ３が完全にオンした時をｔ。

とするとその時の電流は各々ｉｏｓ 、ｉ’ｏｓとなり
同一の放電抵抗値の場合ｉ。

３〉ｉ′ｏ３となる。このように放電々流抑制用リアク
トル９を付けることによりオン時のスイッチングロスを
減少させることができると共に、放電抵抗８の値を下げ
て配線インダクタンスエネルギを有効に回生ずることが
できる。

渣た放電々流抑制用リアクトル９としては立上りだけを
遅らせる可飽和リアクトルを用いるとか抵抗８への配線
を数回リング状にたばねてインダクタンスとすることも
呵能である。

特にトランジスタは大容量になるとスイッチングスピー
ドが遅くなり、サイリスタに比較してスイッチングロス
が大きくなるためその効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトランジスタサージ吸収回路を示す図、
第２図は本考案の一実施例を示す回路図、第３図は本考
案の効果を説明するための動作特性図である。 １・・・・・・直流電源、２・・・・・・配線のインダ
クタンス、３・・・・・・負荷、４・・・・・・トラン
ジスタ、５・・・・・・フライホイールダイオード、６
・・・・・・充電用ダイオード、７−°・・・・サージ
吸収用コンテンサ、８０．１０．放電抵抗、９・・・・
・・放電電流抑制用リアクトル。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 直流電源からフライホイールダイオードを有する負荷に
   通電するトランジスタチョッパ回路の電源に並列にダイ
   オードとコンデンサの直列回路を接続すると共に前記ダ
   イオードに並列に抵抗を挿入したサージ吸収回路におい
   て、前記抵抗に直列にリアクトルを接続したことを特徴
   とするトランジスタのサージ吸収回路。