JPS5854740B2 - ゲ−トタ−ンオフ・サイリスタのゲ−ト制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ゲートターンオフ・サイリスクのゲート制
御回路に係り、特に保護回路を含むゲート制御回路に関
する。

ゲートターンオフ・サイリスク（以下、ＧＴＯサイリス
クとする）は正負のゲート制御信号によりオン・オフを
制御できるサイリスクであり、三端子サイリスクと同様
に順方向のゲート電流によってターンオンする一方、ゲ
ートにカソードに対して負の電圧を与えることによりア
ノード電流の一部を逆方向のゲート電流としてターンオ
フを可能としている。

ここで、ＧＴＯサイリスクのターンオフタイムはＧ＝（
アノード電源）／（逆方向ゲート電？Ｎ、）で表わされ
るターンオフ利得Ｇの値の影響を受け、利得Ｇが大きく
なる程ターンオフタイムは長くなる傾向にある。

このようにターンオフタイムが長くなるとスイッチング
損失が増加し、利得Ｇが素子の特性で決まるある値より
大きくなった場合などにはターンオフタイムが無限大と
なりターンオフ失敗の可能性も出て来る。

著しい場合には素子にサージ電流を流す結果となり素子
破壊を誘発する。

このことからして、ＧＴＯサイリスタを安定に動作させ
るにはターンオフ利得Ｇを小さな値で使用することが必
要である。

しかし、短時間例えば０．１〜０．３秒の停電などによ
ってサイリスクのゲート・カソード間に与える負の電圧
が低下した場合に、逆方向ゲート電流は小さな値で抑え
られることになりターンオフ利得Ｇの増加はさけられな
い問題であった。

従来、この問題はゲート・カソード間に与える負の電圧
電源の時定数を大きくして解決していたが、アノード電
流が１００Ａを越えるＧＴＯサイリスクにおいては、逆
方向のゲート電流も数１ＯＡと大きくなるため、負の電
圧電源の時定数を大きくすることは大型化並びにコスト
高に結びつき望ましくなかった。

この発明は、上記欠点を除去しようとして成されたもの
であり小型簡便で信頼性の高いゲートターンオフ・サイ
リスクのゲート制御回路を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、この発明によれば、外部か
ら供給されるオン指令信号及びオフ指令信号によって駆
動され、ゲートターンオフ・サイリスクをオフ状態に駆
動するための電源要素を有するゲート制御回路において
、前記電源要素の状態を検出する状態検出回路と、この
検出回路と前記オン指令信号との論理積をとる第１のア
ンド回路と、この検出回路と前記オフ指令信号との論理
積をとる第２のアンド回路とを具え、前記第１及び第２
のアンド回路を介してオン指令信号及びオフ指令信号を
供給するようにする。

以下、添付図面に従ってこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の実施例を示す。

同図において、トランジスタ１１２がオン指令信号によ
って導通状態になると電源１１３の電圧が抵抗１１４を
介してサイリスタ１００のゲートに加わり、サイリスタ
１００をオン状態とする。

一方、ダイオード１２５及び抵抗１２γを介して電源１
２６によってコンデンサ１２３が充電されている。

ここで、オフ指令信号によってサイリスタ１２２が導通
状態になると抵抗１２４を介してサイリスタ１００のゲ
ートがコンデンサ１２３によって逆バイアスされてオフ
状態となる。

また、この実施例１こよれば、サイリスクをオフ状態に
駆動するための電源１２６の両端の電圧を検出する状態
検出回路１３０を具えており、更に、この状態検出回路
１３０の出力信号と指令信号５ＯＮｊ ５ＯＦＦとの論
理積をアンド回路１１１゜１２１でそれぞれとり、アン
ド回路１１１の出力でトランジスタ１１２を駆動し、ア
ンド回路１２１の出力でサイリスタ１２２を駆動するよ
うにする。

ここで、状態検出回路１３０は、電源１２６によって安
定した電圧が得られる通常の場合には第１の状態信号（
１１、１１又は’ ｏ ” ）を出力し、電源１２６の
電圧が低下してサイリスクの安定した運転が図れない状
態では第２の状態信号（）＋ ０１１又は”１″）を出
力する。

従って、通常の状態で検出回路１３０が信号ＩＴ 、
Ｉｆを送出しているとき、状態ｕ Ｉ Ｉｆのオン指令
信号Ｓ。

Ｎ又はオフ指令信号５ＯＦＦ供給されると、アンド回路
’ｆｌＬ１２１はそれぞれの指令信号Ｓ。

Ｎ又は５ＯＦＦを送出する。

逆に、検出回路１３０が異状を検出して信号＋１０ Ｉ
ｆを送出していると、状態１１１ＴＴのオン指令信号Ｓ
ＯＮ又はオフ指令信号５ＯＦＦが供給されても、アンド
回路１１１゜１２．１は信号を送出されずサイリスク１
００は駆動されることがない。

状態検出回路１３０は例えば第２図に示すように構成さ
れる。

すなわち、電源１２６が一定電圧以上である場合ｌこは
ツェナダイオード１３１が導通状態であり抵抗１３２を
介してフォトカプラ１３３が駆動さへ発光要素１３３ａ
からの発光によって受光要素１３３ｂが導通状態となり
電源１３４、抵抗１３５によって信号Ｉ＋ １１１が送
出される。

また、電源１２６の電圧が一定値以下となるとツェナダ
イオード１３１は非導通となりフォトカプラ１３３は駆
動されず、検出回路１３０は信号“Ｏ′″を送出する。

第３図はこの発明の他の実施例を示すものであり、サイ
リスタ３００をオフ状態に駆動するための電源要素とし
てコンデンサ３２３を用い、この両端の電圧を検出回路
３３０で検出するようにしたものである。

トランジスタ３１２が導通状態となることにより電源３
１３及び抵抗３１４によってサイリスク３００がオン状
態となるが、このときコンデンサ３２３が充電される。

従って、サイリスタ３２２が導通状態となるとコンデン
サ３２３の電圧によって抵に３２４を介してサイリスタ
３００は逆バイアスされてオフ状態となる。

ここで、コンデンサ３２３の両端の電圧を検出回路３３
０で検出し、アンド回路３１１，３２１の一方の入力と
することにより、第１図の実施例と同様の効果が得られ
る。

なお、コンデンサ３２３の初期状態は無充電状態（充電
電荷＝０）とする必要があるが、通常はコンデンサ３２
３自体の漏れ抵抗弁、検出回路３３０の有限インピーダ
ンスのために、無充電状態が維持されている。

しかし、サイリスタ３２２がオンしてコンデンサ３２３
の電荷が抵抗３２４を介して放電中に再びサイリスタ３
２２がオフすると、コンデンサ３２３に電荷が残ること
になる。

そこで、第３図に示すようにコンデンサ３２３に並列に
ダイオード３３１と抵抗３３２の直列回路を接続する。

このようにすると、残留電荷を放電してコンデンサを無
充電状態にすることができる。

以上のようなゲート制御回路をインバータに適用すれば
第４図（便宜上１相分のみを示した）のようであり、電
源４００の電圧をトランス４０１を介して交流電圧とし
て取出すようにする。

各部の電圧は第５図で示すようであり、同ｇａはサイリ
スク１００Ａのゲート電圧、同図すはサイリスク１００
Ｂのゲ゛−ト電圧、同図Ｃはトランス４０１の出力電圧
を示している。

この発明は、以上のようにサイリスクをオフ状態ｌこ駆
動する電源要素の両端の電圧を監視することにより、小
型簡便で信頼性の高いゲートターンオフ・サイリスクの
ゲート制御回路を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の回路図、第２図はこの発明
の実施例の要部回路図、第３図はこの発明の他の実施例
の回路図、第４図はこの発明の実施例の応用例回路図、
第５図は第４図応用例各部の電圧波形図である。 １００．１２２．３００．３２２・・・・・・サイリス
ク、１１１．１２１，３１１．３２１・・・・・・アン
ド回路、１１２，３１２・・・・・・トランジスタ、１
１３゜１２６．１３４，３１３，４００・・・・・・電
源、１２３゜３２３・・・・・・コンデンサ、１３０，
３３０・・・・・・状態検出回路、１３１・・・・・・
ツェナダイオード、１３３・・・・・・フォトカプラ、
４０１・・・・・・トランス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ゲートターンオフ・サイリスクをオン状態に駆動す
   るためのオン電源要素と、 前記ゲートターンオフ・サイリスタをオフ状態に駆動す
   るためのオフ電源要素と、 このオフ電源要素の出力電圧が所定値以上であるか否か
   を検出する検出回路と、 この検出回路の出力と外部から供給されるオン指令信号
   の論理積をとる第１のＡＮＤ回路と、前記検出回路の出
   力と外部から供給されるオフ指令信号の論理積をとる第
   ２のＡＮＤ回路と、前記第１のＡＮＤ回路の出力により
   駆動され、前記オン電源要素から前記ゲートターンオフ
   ・サイリスクにゲート信号を与える第１のスイッチング
   素子と、 前記第２のＡＮＤ回路の出力により駆動され、前記オフ
   電源要素から前記ゲートターンオフ・サイリスクにゲー
   ト信号を与える第２のスイッチング素子とを備えるゲー
   トターンオフ・サイリスクのゲート制御回路。