JPS6016171A - ゲ−トタ−ンオフサイリスタの過電流保護回路 - Google Patents
ゲ−トタ−ンオフサイリスタの過電流保護回路Info
- Publication number
- JPS6016171A JPS6016171A JP12335483A JP12335483A JPS6016171A JP S6016171 A JPS6016171 A JP S6016171A JP 12335483 A JP12335483 A JP 12335483A JP 12335483 A JP12335483 A JP 12335483A JP S6016171 A JPS6016171 A JP S6016171A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gto
- diode
- gate
- overcurrent
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/06—Circuits specially adapted for rendering non-conductive gas discharge tubes or equivalent semiconductor devices, e.g. thyratrons, thyristors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はゲートターンオフサイリスタ（以下ＧＴＯと略
称する）の過電流保護回路に係シ、特に過電流を簡単な
構成で検出してＧＴＯを保論するＧＴＯの過電流保護回
路に関する。
称する）の過電流保護回路に係シ、特に過電流を簡単な
構成で検出してＧＴＯを保論するＧＴＯの過電流保護回
路に関する。
一般に過電流保護回路は、ＧＴＯに通流しているアノー
ド電流を検出する電流検出器と、検出したアノード電流
が基準電流よ）も大きいときに過電流であると判断しハ
イレベル信号を出力する比較器と、このハイレベル信号
が出力されたときオフゲート電流をＧＴＯに流すオフゲ
ート制御回路とから構成される。そしてＧＴＯに過電流
が流れた場合には、このオフゲート電流によってＧＴＯ
を消弧して保護する。この方式では、電流検出器として
電流変流器（ＣＴ）が用いられる。このＣＴは大電流用
であυ、かつ誤動作を防ぐために高精度のものが要求さ
れる。しかし、このよりなＣＴは大型で高コストである
。したがってこの種の過電流保護回路も、全体として大
型で高コストになってしまうという欠点がある。
ド電流を検出する電流検出器と、検出したアノード電流
が基準電流よ）も大きいときに過電流であると判断しハ
イレベル信号を出力する比較器と、このハイレベル信号
が出力されたときオフゲート電流をＧＴＯに流すオフゲ
ート制御回路とから構成される。そしてＧＴＯに過電流
が流れた場合には、このオフゲート電流によってＧＴＯ
を消弧して保護する。この方式では、電流検出器として
電流変流器（ＣＴ）が用いられる。このＣＴは大電流用
であυ、かつ誤動作を防ぐために高精度のものが要求さ
れる。しかし、このよりなＣＴは大型で高コストである
。したがってこの種の過電流保護回路も、全体として大
型で高コストになってしまうという欠点がある。
膜回路を提供することにある。
本発明は、過電流が流れるとＧＴＯのアノード電圧が上
昇することに注目し、アノード電圧の状態によって過電
流を検出し、（ＩＴＯにオフゲート電流を流して消弧す
るようにしたものである。
昇することに注目し、アノード電圧の状態によって過電
流を検出し、（ＩＴＯにオフゲート電流を流して消弧す
るようにしたものである。
具体的には、ＧＴＯのオン信号発生期間中コンデンサを
充電しうる回路と、この充電回路とＧＴＯのアノード間
に接続されるダイオードとを備える。
充電しうる回路と、この充電回路とＧＴＯのアノード間
に接続されるダイオードとを備える。
この構成によれば、ＧＴＯの通常オン動作時には、ＧＴ
Ｏのアノード電圧はオン信号発生時から短時間のうちに
、電圧布の状態から無の状態に移行す（３） るので、充電電流は上述ダイオードでバイパスされ、コ
ンデンサはこれ以上充電されず、オフゲート電流を発生
させるに至らない。一方、ＧＴＯの過電流発生時には、
ＧＴＯのアノード電圧は上昇し、一定レベル以上の状態
が続く。この状態（過電流状態）にあるときは、上述ダ
イオードは逆バイアスとなシ、コンデンサは充電され続
ける。したがって所定時間後には、コンデンサはオフゲ
ート電流を発生させるに充分な値に充電され、ＧＴ。
Ｏのアノード電圧はオン信号発生時から短時間のうちに
、電圧布の状態から無の状態に移行す（３） るので、充電電流は上述ダイオードでバイパスされ、コ
ンデンサはこれ以上充電されず、オフゲート電流を発生
させるに至らない。一方、ＧＴＯの過電流発生時には、
ＧＴＯのアノード電圧は上昇し、一定レベル以上の状態
が続く。この状態（過電流状態）にあるときは、上述ダ
イオードは逆バイアスとなシ、コンデンサは充電され続
ける。したがって所定時間後には、コンデンサはオフゲ
ート電流を発生させるに充分な値に充電され、ＧＴ。
はこのとき発生するオフゲート電流にょシ消弧される。
第１図は本発明の一実施例である。図のように、ＧＴＯ
のゲートＧ・カソードに間には直流電源Ｅｏｒｙ とス
イッチング索子（トランジスタ）Ｔｒｔとが直列接続さ
れる。この’ｌ’ｒｌの制御電極（ベース）にはツェナ
ーダイオードＤ！ を介してコンデンサＣＩが接続され
る。このコンデンサｃ１の両端技は抵抗器Ｒ１１抵抗器
Ｒ２、直流電源Ｅｃ。
のゲートＧ・カソードに間には直流電源Ｅｏｒｙ とス
イッチング索子（トランジスタ）Ｔｒｔとが直列接続さ
れる。この’ｌ’ｒｌの制御電極（ベース）にはツェナ
ーダイオードＤ！ を介してコンデンサＣＩが接続され
る。このコンデンサｃ１の両端技は抵抗器Ｒ１１抵抗器
Ｒ２、直流電源Ｅｃ。
およびスイッチング素子（トランジスタ）Ｔｒ２（４）
が直列接続される。抵抗器Ｒｒ 、Ｒｍの接続点とＧＴ
Ｏのアノード間には、アノード側を順方向としたダイオ
ードＤＩが接続される。一方、ＧＴ。
Ｏのアノード間には、アノード側を順方向としたダイオ
ードＤＩが接続される。一方、ＧＴ。
のＧ−に間にはゲート回路２ｏが接続されている。
次に第２図を参照しながら、第１図の持施例の動作を説
明する。ｔｏ時点以前は、Ｔｒｌはオフ状態であシ、コ
ンデンサＣ！は充電されない。
明する。ｔｏ時点以前は、Ｔｒｌはオフ状態であシ、コ
ンデンサＣ！は充電されない。
１０時点でＧＴＯのオン信号ＢｏｘがＴｒ、とゲート回
路２０に与えられると、ゲート回路２ｏはオンゲート電
流をＧＴＯのゲートに流す。これによＪ）ＧＴＯはオン
し、そのアノード電圧ＶＡはｔ１時点の後に零となる。
路２０に与えられると、ゲート回路２ｏはオンゲート電
流をＧＴＯのゲートに流す。これによＪ）ＧＴＯはオン
し、そのアノード電圧ＶＡはｔ１時点の後に零となる。
一方１ｉａｒ！ もオンされるから、コンデンサＣ１は
、Ｅｃ −Ｒｍ −Ｒｔ Ｃｔ−Ｔｒｌ Ｅｃの経路で
充電される。コンデンサＣＩの充電電圧Ｖｃは、図のよ
うに１０時点から上昇する。１．時点になると、アノー
ド電圧Ｖムは回路状態で決まるあるレベルＬ１以下に低
下する。このｔｉ時点以後は、充電電流はコンデンサＣ
，に流れず、Ｅ ｃ −Ｒｓ −Ｄｓ −Ａの経路でバ
イパスされる。同時にコンデンサｃ１の充電電荷も、Ｃ
Ｂ−ＲｔＤ２Ａの経路で放電される。
、Ｅｃ −Ｒｍ −Ｒｔ Ｃｔ−Ｔｒｌ Ｅｃの経路で
充電される。コンデンサＣＩの充電電圧Ｖｃは、図のよ
うに１０時点から上昇する。１．時点になると、アノー
ド電圧Ｖムは回路状態で決まるあるレベルＬ１以下に低
下する。このｔｉ時点以後は、充電電流はコンデンサＣ
，に流れず、Ｅ ｃ −Ｒｓ −Ｄｓ −Ａの経路でバ
イパスされる。同時にコンデンサｃ１の充電電荷も、Ｃ
Ｂ−ＲｔＤ２Ａの経路で放電される。
したがって、ＧＴＯの通常オン動作時には、ＧＴＯにオ
フゲート電流は流れない。
フゲート電流は流れない。
次に１．時刻に過電流が発生したとすると、アノード電
圧Ｖムは上昇をはじめ、レベルＬ１に達する１３時点以
前は、充電電流はダイオードＤ２を介してバイパスされ
るが、１３時点以後はダイオードＤ２が逆バイアスされ
、コンデンサＣＩに充電電流が流れる。これによりコン
デンサＣ！の電圧Ｖｃは上昇し、１４時点でレベルＬ２
に達すると、ツェナーダイオードＤ、が導通し、トラン
ジスタＴｒ１がオンされる。これによシオフゲート電流
Ｉｏｙｙが、Ｅｏｒｙ ’ｌ’ｒｌ Ｋ−ＧＴＯ−Ｇ−
ＥＯＦＦ の経路を流れ、ＧＴＯがオフされる。
圧Ｖムは上昇をはじめ、レベルＬ１に達する１３時点以
前は、充電電流はダイオードＤ２を介してバイパスされ
るが、１３時点以後はダイオードＤ２が逆バイアスされ
、コンデンサＣＩに充電電流が流れる。これによりコン
デンサＣ！の電圧Ｖｃは上昇し、１４時点でレベルＬ２
に達すると、ツェナーダイオードＤ、が導通し、トラン
ジスタＴｒ１がオンされる。これによシオフゲート電流
Ｉｏｙｙが、Ｅｏｒｙ ’ｌ’ｒｌ Ｋ−ＧＴＯ−Ｇ−
ＥＯＦＦ の経路を流れ、ＧＴＯがオフされる。
第１図で、抵抗器Ｒ１は、コンデンサＣＩの充電時定数
を調整するために挿入される。抵抗器。
を調整するために挿入される。抵抗器。
Ｒ１は、充電電流のバイパス経路に限流用として挿入さ
れるもので、回路構成によっては省略できる。ツェナー
ダイオードＤ１は、そのツェナー特性を利用して、ＶＣ
が一定電圧となるまではＴｒ１をオンさせないようにす
るために挿入される。これに代えて、通常のダイオード
をＴｒｌのベース側を１＠方向に接続してもよい。この
場合はダイオードの順方向電圧降下（ＦＶＤ）を利用す
ることになる。
れるもので、回路構成によっては省略できる。ツェナー
ダイオードＤ１は、そのツェナー特性を利用して、ＶＣ
が一定電圧となるまではＴｒ１をオンさせないようにす
るために挿入される。これに代えて、通常のダイオード
をＴｒｌのベース側を１＠方向に接続してもよい。この
場合はダイオードの順方向電圧降下（ＦＶＤ）を利用す
ることになる。
第３図は、他の具体的な実施例である。本図のゲート制
御回路は２電源型狭幅パルス方式を用いておシ、本図の
回路構成は、上記ゲート制御回路と過電流検出回路１３
から成る。オン信号はトランジスタＴｒ２のベースに印
加される。
御回路は２電源型狭幅パルス方式を用いておシ、本図の
回路構成は、上記ゲート制御回路と過電流検出回路１３
から成る。オン信号はトランジスタＴｒ２のベースに印
加される。
始めに通常のオン・オフ制御時の動作について説明する
。オン信号が入力された場合は、Ｔｒ２がオフ状態とな
シ、電源ＥＯＮよシ抵抗ａｓ ｅ Ｒｙ ｓＲ８を通し
て電流が流れトランジスタ’１’ｒ４がオン状態になシ
、オン電流が抵抗Ｒ９＋Ｔｒ４を介してＧＴＯへ供給さ
れる。このとき、トランジスタＴ ｒ６ ＋ Ｔ ｒ７
はオフ状態である。やがて、ターンオンによ！０ＧＴＯ
のオン電圧が低下してくると、Ｔｒ４のベースに流れて
いる電流はダイオードＤ、を介してバイパスされること
にな１、オン電流は狭幅パルスとなる。ゲート消弧信号
填；入力された場合は、Ｔｒ２がオン状態、Ｔｒ６．Ｔ
ｒ７もオン状態になる。そして、オフ電流が電源Ｅｏｐ
ｒよシリアクドルＬ＋ ＋ Ｔｒ７を介してゲートへ供
給され、ＧＴＯを消弧する。このとき、’Ｉ’ｒ４゜Ｔ
ｒｌｌはオフ状態である。
。オン信号が入力された場合は、Ｔｒ２がオフ状態とな
シ、電源ＥＯＮよシ抵抗ａｓ ｅ Ｒｙ ｓＲ８を通し
て電流が流れトランジスタ’１’ｒ４がオン状態になシ
、オン電流が抵抗Ｒ９＋Ｔｒ４を介してＧＴＯへ供給さ
れる。このとき、トランジスタＴ ｒ６ ＋ Ｔ ｒ７
はオフ状態である。やがて、ターンオンによ！０ＧＴＯ
のオン電圧が低下してくると、Ｔｒ４のベースに流れて
いる電流はダイオードＤ、を介してバイパスされること
にな１、オン電流は狭幅パルスとなる。ゲート消弧信号
填；入力された場合は、Ｔｒ２がオン状態、Ｔｒ６．Ｔ
ｒ７もオン状態になる。そして、オフ電流が電源Ｅｏｐ
ｒよシリアクドルＬ＋ ＋ Ｔｒ７を介してゲートへ供
給され、ＧＴＯを消弧する。このとき、’Ｉ’ｒ４゜Ｔ
ｒｌｌはオフ状態である。
次に過電流発生時の動作について説明する。
ＧＴＯのターンオンが終了した後Ｄ２に流れていたバイ
パス電流は、過電流通電が発生すると再びＴｒ、のベー
スへ流れ、Ｔｒ４がオン状態となり、Ｔｒ５もオン状態
となる。すると、電源ＥＯＮ 。
パス電流は、過電流通電が発生すると再びＴｒ、のベー
スへ流れ、Ｔｒ４がオン状態となり、Ｔｒ５もオン状態
となる。すると、電源ＥＯＮ 。
Ｅｏｙｙ によりＴｒＳ ｒ Ｒ１１ｔ Ｃ１を介して
電流が流れ、Ｃ１を充電する。やがてＣ１の充電電圧が
ダイオードＤ１のＦＶＤを超えるとＴｒｌがオン状態と
なシ、オフ電流がゲートへ供給される。このとき、Ｔｒ
４を介してオン電流が流れているが、オフ電流の方が大
きくなるので問題にはならない。
電流が流れ、Ｃ１を充電する。やがてＣ１の充電電圧が
ダイオードＤ１のＦＶＤを超えるとＴｒｌがオン状態と
なシ、オフ電流がゲートへ供給される。このとき、Ｔｒ
４を介してオン電流が流れているが、オフ電流の方が大
きくなるので問題にはならない。
したがって、本実施例によれば、第１図の実施例と同様
の効果を得ることができる。
の効果を得ることができる。
本発明によれば、使用する回路素子はいずれも小容普の
ものでよく、また構成部品数も少ないので、小型で低コ
ストのＧＴＯの過電流保護回路を得ることができる。
ものでよく、また構成部品数も少ないので、小型で低コ
ストのＧＴＯの過電流保護回路を得ることができる。
第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は第１図
の実施例の各部動作波形、第３図は本発明の他の実施例
を示す回路図である。 ＤＩ 、Ｄｚ・・・ダイオード、’ｌ’ｒ１ 、’ｌ’
ｒ２・・・トラ、５０Ａ＋ １３日
の実施例の各部動作波形、第３図は本発明の他の実施例
を示す回路図である。 ＤＩ 、Ｄｚ・・・ダイオード、’ｌ’ｒ１ 、’ｌ’
ｒ２・・・トラ、５０Ａ＋ １３日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ゲートターンオフサイリスタのゲート・カソード間
に直列接続されるオフゲート電流供給用電源と第１スイ
ツチング素子とを備えたものにおいて、上記スイッチン
グ素子に閉路信号を与える回路は、上記スイッチング素
子の制御電極に第１ダイオードを介して接続されるコン
デンサと、このコンデンサに第２スイツチング素子及び
第１抵抗器を介して接続される直流電源と、この直流電
源の正極側と上記ゲートターンオフサイリスタのアノー
ドとを第２ダイオードを含む接続手段で接続したことを
特徴とするゲートターンオアサイリスクの過電流保護回
路。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記接続手段は、
前記直流電源と第２ダイオード間に第２抵抗器を備えた
ことを特徴とするゲートターンオアサイリスタの過電流
保護回路。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記第
１ダイオードはツェナーダイオードであることを特徴と
するゲートターンオフサイリスタの過電流保護回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12335483A JPS6016171A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタの過電流保護回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12335483A JPS6016171A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタの過電流保護回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6016171A true JPS6016171A (ja) | 1985-01-26 |
Family
ID=14858495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12335483A Pending JPS6016171A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタの過電流保護回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6016171A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0867999A1 (en) * | 1997-03-24 | 1998-09-30 | Asea Brown Boveri Ab | A method and a device for detecting and handling short-circuit phenomena for power semiconductor devices |
| WO2012123027A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | Abb Research Ltd | Gate control circuit, power module and associated method |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP12335483A patent/JPS6016171A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0867999A1 (en) * | 1997-03-24 | 1998-09-30 | Asea Brown Boveri Ab | A method and a device for detecting and handling short-circuit phenomena for power semiconductor devices |
| WO2012123027A1 (en) * | 2011-03-16 | 2012-09-20 | Abb Research Ltd | Gate control circuit, power module and associated method |
| CN103430437A (zh) * | 2011-03-16 | 2013-12-04 | Abb研究有限公司 | 栅极控制电路、功率模块和关联方法 |
| US8847664B2 (en) | 2011-03-16 | 2014-09-30 | Abb Research Ltd. | Gate control circuit, power module and associated method |
| CN103430437B (zh) * | 2011-03-16 | 2017-02-22 | Abb研究有限公司 | 栅极控制电路、功率模块和关联方法 |
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