JPS59110372A - 半導体保護回路 - Google Patents

半導体保護回路

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JPS59110372A
JPS59110372A JP22073682A JP22073682A JPS59110372A JP S59110372 A JPS59110372 A JP S59110372A JP 22073682 A JP22073682 A JP 22073682A JP 22073682 A JP22073682 A JP 22073682A JP S59110372 A JPS59110372 A JP S59110372A
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parallel
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resistor
capacitor
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Kenji Kosaka
高坂 憲司
Kazuto Nakamura
和人 中村
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/08Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
    • H03K17/081Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit
    • H03K17/0814Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit
    • H03K17/08144Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage without feedback from the output circuit to the control circuit by measures taken in the output circuit in thyristor switches

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体に並列に接続して該半導体のアノードと
カソードの間に印加される電圧変化速度を緩和して半導
体を保護する保護回路に関す゛る。
半導体の例としてサイリスタについて言えば、サイリス
タが点弧または消弧するときに発生する高電圧や、外部
から侵入するサージ電圧などは電圧変化速度いわゆるd
v/dt  が大である。電圧変化速度の大きい電圧が
サイリスタに印加されると誤点弧などの不都合を生じる
ので、コンデンサと抵抗器を直列接続した回路いわゆる
スナバ回路をサイリスタに並列に接続して上記の電圧変
化速度を緩和させる方法が一般に用いられている。とこ
ろがこのスナバ回路のみでは電圧変化速度を緩和するこ
とができず、直列に大容量の可飽和リアクトルを使用せ
ざるをえないことがらシ、費用の増加や取付は場所の増
大が必要となる。そこでサイリスタを用いたインパルス
転流形インバータを例にして電圧変化速度を緩和する従
来回路と本発明の実施例を以下に説明する。
第1図は従来の電圧変化速度を緩和する回路をサイリス
タに接続したインパルス転流形インバーター相分を示す
回路図である。第1図において1は直流電源であって、
この′電圧は一定であっても可変であっても差支えない
。2と3は補助サイリスクであシ、4は転流リアクトル
、5は転流コンデンサである。6と7は主サイリスタで
それぞれに8と9なる帰還ダイオードが逆並列接続され
ている。11,12,13.14は可飽和リアクトルで
あってそれぞれ2と3なる補助サイリスタと6と7なる
主サイリスタに直列に接続されている。
また15,16,17.18なる並列抵抗器はそれぞれ
可飽和リアクトル11,12,13.14に並列に接続
されている。20,30,60゜70はスナバ回路であ
って、それぞれが補助サイリスタ2.3と主サイリスタ
6.7に並列接続されていて、その構成はそれぞれスナ
バ抵抗器21゜31.61.71とスナバコンデンサ2
2,32゜62.72が個々に直列接続されたものであ
る。
また補助サイリスタ2のアノード側をA点、補助サイリ
スタ2と3の接続点をB点、補助サイリスタ3のカソー
ド側をC点として第1図の回路の動作を説明する。
第1図において王サイリスタ6が点弧していて寿、 直流′01から主サイリスタ6と可飽和リアクト程度の
電圧に充電されるのが普通であるから、直流電源1の電
圧をEとするならば転流コンデンサ5の両極間電圧は1
.3Eである。王サイリスタ6が通電しているので転流
コンデンサ5の負荷に接続され又いる側の極の電圧は当
然Eであるから、転流コンデンサ5の反対側の極即ちB
点の電位は一〇、3Eとなる。それ故A点とB点の間の
電圧は1.3E、B点とC点の間の電圧は−0,3Eで
ある。
こ\で主サイリスタ6を消弧すべく補助サイリスタ2を
点弧すると、転流コンデンサ5の電荷の放電による転流
電流カミ1還ダイオード8を辿って循環して生サイリス
タ6を消弧する。補助サイリスタ2と可飽和リアクトル
11にはこの転流市流が流れてほぼ短絡状態になるので
B点の一位は前述の−0,3EからEへ急激に変化する
ので点弧した補助サイリスタ2には電圧変化速度が大き
い電圧が印加されることになるが、一方点弧も消弧もし
ない補助サイリスタ3にも、補助サイリスク2の点弧に
よる干渉をうける。即ちB点とC点の曲の電圧が−0,
3EからEに急変するので、七の瞬間に補助サイリスタ
3のアノードとカソードの間は当初の′電圧−0,3E
からこの電圧の変化分1.3Eに対してスナバ抵抗器3
1の抵抗値をスナバ抵抗器31と並列抵抗器16の合計
抵抗暗で1・2只↓↓した値に比例した′電圧に急激に
上昇するので、ぞの甲1圧変化速度は極めて太きい。こ
の状況をグラフにしたのが第2図であって、第2図はI
A輔が時1ijllで点弧するとこの電圧は急激に上昇
するのは上述の通りであり、第2図の直線UVがこれを
示している。その仮はスナバコンデンサ32がある時定
数をもって充電するのに従って最終゛電圧Eにむかって
上昇してイエくのが第2図のVWである。上述のような
補助サイリスタ3のアノードとカソードの間の電圧変化
速度を抑える方法として、スナバ抵抗器31の抵抗値を
小さくしてアノードとカソードの間の′電圧変化分を小
さくすること即ち第2図におけるV点の位置を下げるこ
とが考えられるが、このサイリスタを点弧した時にスナ
バコンデンサ32の放電電流を許容値以下に制限するた
めには、このスナバ抵抗器31の抵抗値をあまり小さく
することはできないので、=’J飽和リアクトルの容量
を大さくして補助サイリスクに印加される電圧変化速度
、を緩和させており、不経済であるとともに装置を大形
化させることにもなっている。
上述の不都合を解消するために第3図の方法が既に提案
されている一第3図の回路構成は第1図とほとんど同じ
である。第1図と異なる部分は補助サイリスタ2と3に
並列接続されている改良スナバ回路23と33のスナバ
抵抗21と31に並列にダイオード24と34を接続し
ていることであって、それ以外の符号は第1図と同一で
あるから説明は省略する。5g3図のようにスナバ抵抗
器31に並列にダイオード34を接続した回路にしてお
けば、転流のために補助サイリスタ2を点弧したために
B点の電位が急激に−0,3EがらEへ変化をしても、
スナバ抵抗器31がダイオード34でバイパスされるた
めに補助サイリスタ3のアノードとカソードの間の電圧
は急激に上昇せずに。
スナバコンデンサ32の充電とともに上昇するので電圧
変化速度は緩和されて、第2図の直、IUVのように無
限大に近い電圧変化速度になることはない。しかしこの
ダイオード34にはスナバコンデンサ32を充電するた
めの大きなパルス1流が流れるので、^速でパルス′I
4L流許谷値の大きいダイオードが必要となる。また直
流電源1の′電圧が高いものでは高耐圧のダイオードを
使うかまたはダイオードを直列接続して耐圧を高める必
要があるなど、このダイオード34に大きな費用が必要
である。
本発明はこれらの不都合を解消するためになされたもの
であって、半導体に印加される電圧変化速度を緩和させ
ることにより、半導体の誤動作を解消すると共にリアク
トルなどの直列戦器を小形にしてコスト低減と装−〇小
形化を達成する半導体保護装置を提供することを目的と
する。
本発明は従来からある半導体に並列接続されているスナ
バ回路のスナバ抵抗器に並列に、コンデンサとダイオー
ドと抵抗器でなる高周波インピーダンスの極めて小さい
回路を付加することにより上記の目的を達成している。
第4図は本発明の実施例を示す回路図である。
鷹4図も第1図とほぼ同じであり、第1図と異なるのは
補助サイリスタ2と3に並列做軒口されている半導体保
護回路25と35である。この半導体保護回路が第1図
におけるスナバ回路20.30と置換されておシ、それ
以外のものは第1図と同一構成、同一符号なので符号の
説明は省略する。
第4図において補助サイリスタ2には並列に25なる半
導体保護回路が接続されている。この半導体保護回路2
5の回路構成はスナバ抵抗器21とスナバコンデンサ2
2を直列]妾続し、このスナバ抵抗器21に並列ダイオ
ード26と並列コンデンサ27を直列接続したものを並
列に接続し、婆らにこの並列ダイメート26に放電抵抗
器28を並列接わtしたものでなっている。7にお並列
タイオード26の接わcの極性は、並列ダイオード26
のアノードと補助サイリスタ2のアノードとがi’& 
t;、:である。補助サイリスタ3にも並列に半専体保
祿装置35が接わCされており、その回路検数とビJ谷
は11tJ述の半導体保護回路25とまったく同じでめ
る。
すなわちスナバ抵抗器31、スナバコンデンサ32、並
列ダイオード36、並列コンデンサ37、放電抵抗器3
8である。なお並列コンデンサ27と28の靜′眠容量
はスナバコンデンサ22 、32の靜′屯容量にくらべ
て十分に小さく、10嘱から20%程度のものでよい。
第4図の実施例により本発明の詳Aa f:説明する。
第4図において王サイリスタ6が点弧していて負荷へ電
力を供給しており、この主サイリスクをτ1]■するた
めに補助サイリスタ2全点弧して転ヒL′亀流をびLす
のであるが、その瞬時にB点の′−位は−0,3Eから
Eへ急激に上昇するのは記1図の場合とまったく同じで
ある。並列コンデンサ37の方がスナバコンデン+j3
2に比して静f4j b ’itkが十分に小さいので
、B点のa位上昇により並列コンデンサ37が先に充′
―されてその電位が上昇し、主としてこの並列コンデン
サ37の酸位の変化速度が補助サイリスタ3に電圧変化
速にとして印加される。そしてこの電圧変化速度は可飽
和リアクトル12の励磁電流、並列抵抗器16の抵抗値
、スナバコンデンサ32の静屯谷量でほぼ犬ボされる。
並列コンデンサ37が冗喝さ1する(でつ扛でスナバコ
ンデンサ32も充電をれる。
上述の状況を図示したものが第5図のグラフである。第
5図のグラフは横軸が時間、橙馴が補助サイリスタのア
ノードとカソードの1d」の咀圧才示している。当初こ
の電圧は−0,3Eでめったが、時刻t1の瞬間に+1
i助サイリスタが点弧すると、電圧は上昇しはじめるが
、主として並列コンデンサ37の充電により電圧が時1
i4J旧に変化する状況が第5図のXYである。これを
第2図のU■と比較すれば′電圧変化速度が大幅に緩和
されているのがわかる。この並列コンデンサ37が重圧
E付近まで充電された後はスナバコンデンサ32により
史に電圧変化速度がゆるやかになる。これが第5図のY
Zで示されている。
このように第5図に示す半導体保護回路35を補助サイ
リスタ3に並列接続することにより、転流直後の電圧変
化速度は並列コンデンサ37で仰制し、その後はスナバ
コンデンサ3.2で抑制している。なお放電抵抗器38
は並列コンデンサ37の放電用である。並列コンデンサ
37の靜屯谷量はスナバコンデンサ32にくらべて十分
に小さいので、並列ダイオード36と放電抵抗器38も
小容量のものでよいので僅かな費用で電圧変化速度を緩
和しサイリスタの誤点弧などをなくしている。
またこの併設回路によシミ圧変化速度の抑制能力が向上
するので補助サイリスタの直列機器である可飽和リアク
トル11.12を小形にすることが可能になり、コスト
低減と装置の小形化に寄与している。
本実施例は電圧形インバータの場合であるが電変換装置
その他の半導体を使用した装置についても本発明を適用
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は促米のスナバ回路を使用したインパルス転流形
インバーター相分の(ロ)路図であり、第2図は第1図
の場合の電圧変化速度のグラスである。 第3図は従来の改良スナバ回路を使用したインパルス転
流形インバーター相分の回路図である。第4図は本発明
の実施例を便用したインパルス転流形インノミーター相
分の回路図であり、第5図は本発明の実施例による電圧
変化速度のグラスである。 1・・・直流奄諒、2,3・・・補助サイリスタ、4・
転流リアクトル、5・・・転流コンデンサ、6,7・・
・王サイリスタ、8,9・・・帰還ダイオード、11゜
12.13.14・・・可飽和リアクトル、15゜16
.17.18・・・並列抵抗器、20,30゜60.7
0・・・スナバ回路、21,31,61゜71・・・ス
ナバ抵抗器、22.32.62.72・・・スナバコン
デンサ、23.33・・・改良スナバ回路、24.34
・・ダイオード、25.35・・・半導体保護回路、2
6.36・・・並列ダイオード、27.37・・・並列
コンデンサ、28.38・・・放電抵抗器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 l)半導体と並列にコンデンサと抵抗器の直列接続でな
    るスナバ回路を接続せるものにおいて、該スナバ回路の
    抵抗器に並列に第2のコンデンサを含み高周波に対する
    インピーダンスが小なる回路を接続してなることを特徴
    とする半導体保護回路。 2、特許請求の範囲第1項記載の半導体保護回路におい
    て、スナバ回路の抵抗器に並列接続する回路は、第2の
    コンデンサと第2の抵抗器とタイオードでなることを特
    徴とする半導体保蔵回路。 3)特許請求の範囲第1項または第2項記載の半導体保
    護回路において、スナバ回路の抵抗器に並列接続する回
    路は、ダイオードと第2の抵抗器の並列回路に第2のコ
    ンデンサを直列接続せる回路であり、かつ該回路のダイ
    オードの極性と前記半導体の極性が同一方向の接続でな
    ることを特徴とする半導体保護回路。
JP22073682A 1982-12-16 1982-12-16 半導体保護回路 Granted JPS59110372A (ja)

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JP22073682A JPS59110372A (ja) 1982-12-16 1982-12-16 半導体保護回路
DE19833345481 DE3345481A1 (de) 1982-12-16 1983-12-15 Schutzschaltung fuer einen halbleiter

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JP22073682A JPS59110372A (ja) 1982-12-16 1982-12-16 半導体保護回路

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JPS59110372A true JPS59110372A (ja) 1984-06-26
JPH0345627B2 JPH0345627B2 (ja) 1991-07-11

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