JPS5925418A - 半導体スイツチ回路 - Google Patents

半導体スイツチ回路

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Publication number
JPS5925418A
JPS5925418A JP13530182A JP13530182A JPS5925418A JP S5925418 A JPS5925418 A JP S5925418A JP 13530182 A JP13530182 A JP 13530182A JP 13530182 A JP13530182 A JP 13530182A JP S5925418 A JPS5925418 A JP S5925418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
circuit
switch
auxiliary
current
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP13530182A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuyuki Nakayama
勝之 中山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP13530182A priority Critical patent/JPS5925418A/ja
Publication of JPS5925418A publication Critical patent/JPS5925418A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/72Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
    • H03K17/725Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for AC voltages or currents

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  • Power Conversion In General (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

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】 本発明は制御電極付き双方向性N 1.’ N P N
スイッチ(以下’I’ll、 l ACという)を用い
た変流スイッチに関t/%特に制御信号により変流電圧
のゼロボルト・クロス点でトリガするゼロクロス変流ス
イッチに関するものである。
従来のこの種の回路は、負荷全制御する主1” IL 
−I−ACのゲート電極とT2電極間に、ゲート電流を
供給する、補助用のT几IAC’i接続し、この補助1
゛l(・IACi点弧させるトリガ信号を、主I!+、
IΔCの再端子電圧を検出することによって交流電源電
圧のゼロクロス近辺でのみ供給するように構成されてい
た。従って、制御回路の電源としては補助1’lt、J
ΔCのゲート感度(数m A )以上の直流電流を流し
得る容置のものが必要であり、このため主T几I A、
Cを導通させるための制御回路の電力損失が多かった。
さらに非導通時に於いても主’11?、I八〇の両端正
、圧の検出回路にtま検出電流が常時負荷を介して流れ
てしまい、さらに電力損失を大きくするという欠点もあ
った。以下、第1図に示す従来回路の動作を詳しく説明
する。図に於いて1は交流用、源、2は欧荷インピーダ
ンス、3は導通することにより負荷2に電力を供給する
主T几[ACで、3−1.3−2および3−3はそれぞ
れ該′111もIACの11 、 、 IJI 1およ
び()雷、極である。4は交流電源′i1T、 1.、
−、l:、のゼロクロス近傍でのみ主’I’ll、IA
C3にトリガ信号全供給するゼロクロス・トリガ機能回
路で、補助1’ll、lAC3,I’U’l’6. P
NP トランジスタ76しよび抵抗8.9で構成されて
いる。10は制御回路の直流型1源で、11は補助T几
Iへ〇の点弧軍、流全制限する抵抗である。今、スイッ
チ12が開放状態の場合、補助+11几IACのゲート
およびT1′vl極に電、源10から可、流電圧が印加
されるため、補助T]1.IACへのトリガ信号は供給
されない。
(jYEッ’1r主Tl′LLACId阻止状態にあf
) 、 IJI 、 、 fIj2の両端には交流電源
1の雷1圧がブロックされている。このため、電圧検出
回路を構成している2つの抵抗8.9とトランジスタ7
のエミ、yり・ベースおよびP TJ T 6のアノー
ドゲートには、そり、それ電源電圧が抵抗分割された検
出雷、流が負荷インピーダンス2全介して常に流れてい
る。
次に、スイッチ12が又流雪、源1の任意の点、例工ば
、主T 11. I AC3(7) ’II’ 2電極
が正(1’lX極が負)の半”す゛イクルの任意の位相
でスイッチ12が閉じfr場合、その点での主TRIA
C3の両端電圧VTI、T2が大きく検出抵抗8の両端
電圧VR8がゼロクロス検出市、川VBn(=V人G)
よ、シ大きいようであればI) N I) l−ランジ
スタ8のコレクタ・エミッタ間は導通状態であシ、直流
′醒圧10からの点弧電流Fi抵抗11を介し1)NP
)ランジスタ8でバイパスされるため補助′1゛几lA
C3は導通しない。以降、この半サイクルの終りに近い
領域、即ぢ几8抵抗の両端電圧VR8がvus=o−v
gnでは前記バイパス用のPNP)ランジスタ8が力、
ト・オフ状態になるため補助’I’11.IACのゲー
トにけ点弧電流が供給される。同様に交流電源1の極性
がゼロ点をクロスし返転してT1電極が正(T2市、極
が負)になる。初共用電圧状態、即ちR8抵抗の両端蟹
、圧vatsがゼロクロス検出電圧VAG(−VRB)
より小さい領域(VR8”0−VA G )では、P 
tJ 1’ 6がカット・オフ状態になっているため補
助′1゛ルIACのゲートへ点弧雷、流が供給される。
更にスイッチ12が閉になっている間は主TItJ A
(? 3が導通し、 V)xs<Vy+n、 V人G 
となフPNPトランジスタとI’UTは常にカット・オ
フであるため、補助用T几lAC3への点弧電流は継続
して流れる。
次に該スイッチが任意の半サイクルの任意の位相で開放
された場合、補助T几1AC5への点弧電流はスイット
12の開放と同時に遮断されるが、主T几lAC3はす
でにその半サイクルの初めのゼロクロス近傍の点弧信号
で導通状態に入っているため、四半ザイクルのPニジに
於いて負荷電流が主’I’11.−IACの保持電流以
下になるまで導通は保持される。以上のような動作をす
ることで任意に開・閉されるスイッチ12によシ主T几
lAC3は又流電源1のゼロクロス点で導通および阻止
状態に入るy流ゼロクロス電力制御が行われる。
このように、補助用’I”RIACの点弧電流は一般的
に数m A程度であるため制御回路の7(Y、力損失が
大きく、直流電源はこれが許容できる電源である必要が
あるという第1の欠点、寸た、比重状態に於いても、ゼ
ロクロス検出回路には負荷を介して常時検出軍、流が流
れているという第2の欠点、あるいは補助用の1゛几I
ACがdv/dtによる誤点弧をしないよう設計上考慮
する必要がある等の欠点があった。
本発明の目的は制御回路における電力損失を極力小さく
した変流スイッチを提供することにあり、そのために補
助スイッチとしてMO8型電界効果トランジスタを用い
、さらにゼ日りロス点弧機能部には、前記補助MO8F
E’l’スイッチの組み合せで動作する他のMUS型電
界効果トランジスタを用いたことを特徴とする。
本発明によれば補助Tll、IACを必要としないため
、主′P几IAC制御回路の損失を極度にlド−ffて
き、さらにdv/dtによる誤点弧で主T几工へCが誤
動作することのない又流ゼロクロス電力制御回路が得ら
れる。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第2図は本発明の一実施例であって、1,2゜3は従来
回路の第1図と同様交流電源と負荷インピーダンスおよ
び主′1゛IもIACを示し、3−1.3−2,3−3
はそれぞれ+ll、 、 T1およびG電極で を示す。4′は変流電源電圧のゼロポルト近鉤み主′1
゛几■ΔC3にトリガ信号を供給するゼロクロス・トリ
ガ(幾能回路で、ここでは4つのエレハンスメント形M
CJS型電界効果トランジスタ13゜14.15,16
”f−例として使用している。また、1(+、11.1
2は従来回路と同様夫々直流′I“1を源と71j流制
限用抵抗および制御用スイッチである。
以下、これの動作を詳細に説明する。今スイッヂ12が
開放状態にある時、2つのMO8FE’l’ 13およ
び14のゲート・ソース間には制御電圧V。Sが印加さ
れないため、他の2つのMOSFET  14および1
5のゲート・ソース間のバイアス1ぼ、圧に関係なくド
レイン電流は流れない。従って主’J’[L−IAC3
へはトリガ電、流の供給がないため阻止状態である。次
に、スイッチ12が変流電源1の任意(D点s 例iば
主IILIAc 3のT2vL極カ正(Tl電極が負)
の半サイクルの任意の位相で閉じた場合、その点での主
′V几lAC3のT2 ・0間電圧:VT 2−G(=
VT t ・T 2 )カ大きく、仮[MO8FE’l
’15のゲーI・・ソース間電圧:V□B  とチャネ
ル電圧:Vcbとの関係に於いて、V T 2 a中V
(1s、>Voh  であれば、’ MO81i’ET
  15けスイッチ12が閉じると同時に導通する。こ
の時はM(JSFET13へのゲート・ソース間には制
御電圧が印加されず、ドレイン電流は流れない。従って
TRlAC3ヘトリガ信号の供給はなく導j中しない。
以降、この半サイクルの終りに近いゼロボルト近傍で、
MoS2”E’l’ 15のゲート・ソース間′電圧V
os7に前記チャネル電圧Vcb との関係に於いてV
T2G* VO2<’1’OIl トナル?[圧領Mテ
iim MO8FET15のドレイン・ソース間は高抵
抗となるため直流電圧10はほとんどそのままMO8F
ET13のゲート・ソース間に印加される。ここで直流
電圧10をM(JSFET 13 オ、1:び14ノチ
ヤ、*ルW、圧V。)。
よ勺充分大きく設定しておけば、T几IAC3のゲート
1に、流はM(JSFEi’l 3のD→SへさらにM
O8FET14のS−+J)へとチャネル電流として供
給され、その結果、導通する。同様に又流電源工の極性
がゼロ点をクロスし返転してTs!極が正(Il13電
極が負)になった初期電圧状態、即ちM(JSF【朝゛
1Gの一ゲート・ソース間電圧Vo、が、同チャネル電
圧V cl、との関係に於いて■T2o中V。5<Vc
llとなる電圧領域では、M(JSFE’l’16のド
レイン・ソース間は高抵抗であるため、′J゛几lAC
3のゲート電流はMO8Ii”l弓T14の1〕→Sへ
さらにM(JSIi’ E’r 13のS→J)へとチ
ャネル電流として供給され、導通する。以後、スイッチ
12が閉になツー乙いる間は1itRIAC3が導通し
、MO8F(!;T15および16のゲート・ソース間
電圧はチャネル′亀圧に対し充分小さい(Vo s<<
 Vc It )ため、同F 、1弓Illのドレイン
・ソース間は高抵抗であ!J直流制餌141(、圧11
まゼロクロス近傍を含めM(JS円(1’ 13および
14のゲート・ソース間に継続してHJ加され、T几l
AC3へは点弧電流が流れる状態が相持される。次に該
スイッチが任意の半サイクルの任意の位相で開放された
場合、 MOSFET 13および14へのゲート・ソ
ース間電圧はスイッチ12の開放と日時に遮断されるが
、 TTLIAC3はすでにその半サイクルの初めのゼ
ロクロス近傍の点弧信号で導通状態に入っているため、
四半°す゛イクルの終り″に於いて負荷間流がT几IA
Cの保持電流以下になシ阻止状態になるまでは導通が保
持される。以上のような動作をすることで、任意に開・
閉されるスイッチ12により、Tit、IAC3は変流
電源1のゼロクロス点で導通および阻止状態に入る交流
ゼロクロス電力制御が行われる。
以上本発明の実施例動作の説明から解るように、1゛几
IACに点弧電流全供給するスイッチとしてはN1JN
PNの双方向性ザイリスタである補助T R,IΔ、C
の変わりに電界効果トランジスタで構成された′間流I
2)換回路を部用するため、1p合容量の充’Rt ?
tj、流に起1■する(I V /d を誤点弧は旨無
となる。また、・ゼロクロス横用回路には絶縁型M (
J S F I’、Tの絶縁ゲート金使用し同1i1 
、l炉llのゲート・ソース間チャネル下、圧で検出す
る回路構成にしているため、制御回路の電力損失が極め
て小さく、さらに従来スイッチ開放時にゼロクロス検出
回路に負荷を介して常時流れていた検出電流が、本例で
は全く流れないという利点がある。特に低?IT、流制
御が可能であるためi”l’ L等集積回路の出力で直
接制御ができる等応用化の利点は太きい。尚、へIUs
FET以外の半導体素子も前述した制御機能を有するも
のであれば使用可能であυ、回路設唱も1商宜変更でき
る。
4 り面のf7i1川な智、明 第1図−、従来のゼロクロス交流電力制御1回路図、第
2図は、不発明(・しよるゼロクロスダ流電力制御10
1路の一実施例のスイッチ回路図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. N P N I3N素子と該素子のトリガ手段とを有す
    る交流スイッチ回路において、前記トリガ手段は直流電
    源とこれに接続されたスイッチ手段とによって制御され
    る複数の半導体トランジスタ群によって構成されk A
    tJ記複数の半導体トランジスタ群はAil記N、IF
    Nr’N素子の一方の電極と割出ビ屯権間に接続され1
    〜リガ信号の電流通路として柳ノ<1対のトランジスタ
    と、この1対のトランジスタの開閉制御ケ11なうトラ
    ンジスタとを含むことff1lt’f徴とする半導体ス
    イッチ回路。
JP13530182A 1982-08-03 1982-08-03 半導体スイツチ回路 Pending JPS5925418A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13530182A JPS5925418A (ja) 1982-08-03 1982-08-03 半導体スイツチ回路

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JP13530182A JPS5925418A (ja) 1982-08-03 1982-08-03 半導体スイツチ回路

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JPS5925418A true JPS5925418A (ja) 1984-02-09

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ID=15148502

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JP13530182A Pending JPS5925418A (ja) 1982-08-03 1982-08-03 半導体スイツチ回路

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JP (1) JPS5925418A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63106262U (ja) * 1986-12-26 1988-07-09

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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