JPS6029017A - 半導体スイッチ - Google Patents
半導体スイッチInfo
- Publication number
- JPS6029017A JPS6029017A JP58135310A JP13531083A JPS6029017A JP S6029017 A JPS6029017 A JP S6029017A JP 58135310 A JP58135310 A JP 58135310A JP 13531083 A JP13531083 A JP 13531083A JP S6029017 A JPS6029017 A JP S6029017A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diode
- circuit
- power supply
- arrestor
- load
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic 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
- H03K17/72—Electronic 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
- H03K17/73—Electronic 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 DC voltages or currents
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (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】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、電鉄変電所の直流き主回路などで使用する直
流高圧の半導体スイッチに関する。
流高圧の半導体スイッチに関する。
電鉄変電所の直流き主回路の遮断器としてメンテナンス
フリーなどの理由力ζ−ら、近年半導体式の遮断器が多
く使用されている。かかる半導体式遮断器には直流き電
々圧１．５ ’Ｋ Ｖの高圧下で使用されること、及び
４ＫＶ〜５ＫＶのサージ電圧にさらされることから逆阻
止サイリスタと転流補助回路とを組合せた半導体スイッ
チが用いられている。
フリーなどの理由力ζ−ら、近年半導体式の遮断器が多
く使用されている。かかる半導体式遮断器には直流き電
々圧１．５ ’Ｋ Ｖの高圧下で使用されること、及び
４ＫＶ〜５ＫＶのサージ電圧にさらされることから逆阻
止サイリスタと転流補助回路とを組合せた半導体スイッ
チが用いられている。
まず・このような半導体スイッチの従来例を第１図につ
いて説明しよって本発明の目的を明らかにする。
いて説明しよって本発明の目的を明らかにする。
第１図は従来の半導体スイッチの回路図で、図中１は逆
阻止タイプの主サイリスタ、２は該主サイリスタ１をオ
フさせるための転流補助回路、３は該サイリスタ１がオ
フした時に負荷に電流を還流させるためのダイオードを
示す。サイリスタ１及び転流補助回路２は電源側からの
サージ電圧を制限するギャップレスアレスタ（避雷器）
４１と負荷側からのサージ電圧を制限するギャップレス
アレスタ４２との間に置かれ、また該転流補助回路２は
一例として、サイリスタ１をオフさせるときに点弧する
補助サイリスタ２１に転流コンデンサ２２、転流リアク
トル２３．２４、転流ダイオード２５を適宜組合せて接
続したもので、これに負荷側から電源側への電流の逆流
を阻＋ｈするダイオード２６を接続し、さらＧこ転流コ
ンデンサ２２に補充電回路５を設けた。
阻止タイプの主サイリスタ、２は該主サイリスタ１をオ
フさせるための転流補助回路、３は該サイリスタ１がオ
フした時に負荷に電流を還流させるためのダイオードを
示す。サイリスタ１及び転流補助回路２は電源側からの
サージ電圧を制限するギャップレスアレスタ（避雷器）
４１と負荷側からのサージ電圧を制限するギャップレス
アレスタ４２との間に置かれ、また該転流補助回路２は
一例として、サイリスタ１をオフさせるときに点弧する
補助サイリスタ２１に転流コンデンサ２２、転流リアク
トル２３．２４、転流ダイオード２５を適宜組合せて接
続したもので、これに負荷側から電源側への電流の逆流
を阻＋ｈするダイオード２６を接続し、さらＧこ転流コ
ンデンサ２２に補充電回路５を設けた。
次に第２図で動作を説明すると、転流コンデンサ２２は
予め補充電回路５によって図示の極性に充電しておき、
電流遮断時点ｔ、で補助サイリスタ２１にゲート信号Ｐ
２＋を与えると補助サイリスタ２１はオンし、転流コン
デンサ２２と転流リアクトル２３の共振電流が主回路を
主サイリスタ１の電流を打消す方向に流れる。時刻ｔ２
で入力端子１ｐ１と前記共振電流が等しくなり主サイリ
スク１はオフする。サイリスタ１がオフすると転流コン
デンサ２２と転流リアクトル２４の共振回路で共振電流
が流れ続ける。入力端子ＩｐＩはダイオード２６、サイ
リスタ２１、リアクトル２３を介して流れ続ける。コン
デンサ２２の共振電流は減少し、時刻ｔ３で再び入力端
子と等しくなるとダイオード２５はオフする１、入力電
流１ｐＩはダイオード２６、サイリスタ２１、リアクト
ル２３、コンデンサ２２を介して流れ続け、転流コンデ
ンサ２２を逆方向に充電し続ける。時刻ｔ、になるとコ
ンデンサ２２の電圧は入力電圧（Ｐ、〜Ｎ２間の電圧）
と等しくなり、ダイオード３は導通し、負荷電流（Ｐ２
の電流）はダイオード３を還流する。
予め補充電回路５によって図示の極性に充電しておき、
電流遮断時点ｔ、で補助サイリスタ２１にゲート信号Ｐ
２＋を与えると補助サイリスタ２１はオンし、転流コン
デンサ２２と転流リアクトル２３の共振電流が主回路を
主サイリスタ１の電流を打消す方向に流れる。時刻ｔ２
で入力端子１ｐ１と前記共振電流が等しくなり主サイリ
スク１はオフする。サイリスタ１がオフすると転流コン
デンサ２２と転流リアクトル２４の共振回路で共振電流
が流れ続ける。入力端子ＩｐＩはダイオード２６、サイ
リスタ２１、リアクトル２３を介して流れ続ける。コン
デンサ２２の共振電流は減少し、時刻ｔ３で再び入力端
子と等しくなるとダイオード２５はオフする１、入力電
流１ｐＩはダイオード２６、サイリスタ２１、リアクト
ル２３、コンデンサ２２を介して流れ続け、転流コンデ
ンサ２２を逆方向に充電し続ける。時刻ｔ、になるとコ
ンデンサ２２の電圧は入力電圧（Ｐ、〜Ｎ２間の電圧）
と等しくなり、ダイオード３は導通し、負荷電流（Ｐ２
の電流）はダイオード３を還流する。
一方、コンデンサ２２は図示されていないＰ、より電源
側のインダクタンスのエネルギーによって電源電圧以上
に充電されていく。時刻ｔ、になるとコンデンサ２２の
電圧はアレスタ４１の放電開始電圧に達し、入力電流ｉ
ｐ、はアレスタ４】に分流し＼前記のインダクタンスの
エネルギーはアレスタ４１で消費されて、入力電流は減
衰し、ｔ６で遮断完了となる。
側のインダクタンスのエネルギーによって電源電圧以上
に充電されていく。時刻ｔ、になるとコンデンサ２２の
電圧はアレスタ４１の放電開始電圧に達し、入力電流ｉ
ｐ、はアレスタ４】に分流し＼前記のインダクタンスの
エネルギーはアレスタ４１で消費されて、入力電流は減
衰し、ｔ６で遮断完了となる。
以上述べたような従来の半導体スイッチでは転流補助回
路を用いていることからも明らかなように、部品点数が
必然的に多くなり、大型のものとなりまた動作が複雑で
あるという欠点があった。
路を用いていることからも明らかなように、部品点数が
必然的に多くなり、大型のものとなりまた動作が複雑で
あるという欠点があった。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、部品点数
が少なくてすむので小型、軽量、低価格化が図れ及び動
作が簡単で信頼性が向上する半導体スイッチを提供する
ことにある。
が少なくてすむので小型、軽量、低価格化が図れ及び動
作が簡単で信頼性が向上する半導体スイッチを提供する
ことにある。
この目的は本発明によれば、ＧＴＯ（ゲートターンオフ
サイリスク）やトランジスタ等自己消弧形の半導体素子
とダイオードとを逆並列接続した回路に該半導体素子の
通電方向と同極性にダイオードを直列接続したスイッチ
回路を、電源と負荷間の一方の母線に挿入し、該スイッ
チ回路の両端子と他方の母線間に電源側及び負荷側のサ
ージ電圧を制限するアレスタをそれぞれ接続し、このう
ち負荷側のアレスタに還流ダイオードを並列接続するこ
とＧこより達成される。
サイリスク）やトランジスタ等自己消弧形の半導体素子
とダイオードとを逆並列接続した回路に該半導体素子の
通電方向と同極性にダイオードを直列接続したスイッチ
回路を、電源と負荷間の一方の母線に挿入し、該スイッ
チ回路の両端子と他方の母線間に電源側及び負荷側のサ
ージ電圧を制限するアレスタをそれぞれ接続し、このう
ち負荷側のアレスタに還流ダイオードを並列接続するこ
とＧこより達成される。
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
第３図は本発明の半導体スイッチの実施例を示す回路図
、第４図は同」二動作波形図を示す。
、第４図は同」二動作波形図を示す。
図中６はＧＴＯ（ゲートターンオフサイリスク）を用い
た自己消弧形の半導体素子、８は該半導体素子６に逆並
列接続したダイオードである。かかる半導体素子６とダ
イオード８との並列回路に、ダイオード７を半導体素子
６の通電方向と同極性に直列に接続してスイッチ回路を
構成した。なお、半導体素子６はＧ’Ｉ’０の他にトラ
ンジスタなどを用いることも考えられ、一般に逆方向阻
止電圧が順方向に比較して著しく小さい。前記ダイオー
ド７．８はこの半導体６に逆電圧が印加されないように
考慮して接続される。
た自己消弧形の半導体素子、８は該半導体素子６に逆並
列接続したダイオードである。かかる半導体素子６とダ
イオード８との並列回路に、ダイオード７を半導体素子
６の通電方向と同極性に直列に接続してスイッチ回路を
構成した。なお、半導体素子６はＧ’Ｉ’０の他にトラ
ンジスタなどを用いることも考えられ、一般に逆方向阻
止電圧が順方向に比較して著しく小さい。前記ダイオー
ド７．８はこの半導体６に逆電圧が印加されないように
考慮して接続される。
かかるスイッチ回路を電源と負荷間の一方の母線Ｐ、に
挿入し、該スイッチ回路の電源側の端子と他方の母線Ｎ
間に電源側のサージ電圧を制限する、ギャップレスアレ
スタ４１を接続し、また前記スイッチ回路の負荷側端子
と母線Ｎ間に負荷側のサージ電圧を制限するギャップレ
スアレスタ４２を接続した。さらに、該アレスタ４２に
還流ダイオード３を並列に接続した。
挿入し、該スイッチ回路の電源側の端子と他方の母線Ｎ
間に電源側のサージ電圧を制限する、ギャップレスアレ
スタ４１を接続し、また前記スイッチ回路の負荷側端子
と母線Ｎ間に負荷側のサージ電圧を制限するギャップレ
スアレスタ４２を接続した。さらに、該アレスタ４２に
還流ダイオード３を並列に接続した。
次に動作について説明すると、第４図に示すようにｔｌ
で半導体素子６にオフ信号Ｐ６を与えると素子６は直ち
にオフする。この素子６がオフすると負荷電流はダイオ
ード３に移り、該ダイオード３を還流して減衰していく
。
で半導体素子６にオフ信号Ｐ６を与えると素子６は直ち
にオフする。この素子６がオフすると負荷電流はダイオ
ード３に移り、該ダイオード３を還流して減衰していく
。
４′だ、半導体素子６がオフして、入力電流が減少し始
めると、電源側のインダクタンスのために入力端子（ｐ
、 −Ｎ、間型圧）は増大し、この電圧がアレスタ４１
の放電電圧に達すると、該アレスタ７１１は放電し半導
体素子６の電流はアレスタ・１１に移る。インダクタン
スのエネルギーはアレスタ４１で消費されて、入力電流
を減衰し、時刻ｔ。で遮断動作を完了することＧこなる
。
めると、電源側のインダクタンスのために入力端子（ｐ
、 −Ｎ、間型圧）は増大し、この電圧がアレスタ４１
の放電電圧に達すると、該アレスタ７１１は放電し半導
体素子６の電流はアレスタ・１１に移る。インダクタン
スのエネルギーはアレスタ４１で消費されて、入力電流
を減衰し、時刻ｔ。で遮断動作を完了することＧこなる
。
以上述へたように本発明の半導体スイッチは電鉄変電所
の直流き開回路などに用いられる耐高圧のものとして、
自己消弧形素子とダイオードとアレスタの組合せからな
り、サイリスタ駆動のための転流補助回路などが不必要
となるので従来よりも部品点数を少なくすることができ
、小型、軽量及び低価格化を図れ、また動作が簡単で高
い信頼性が得られるものである。
の直流き開回路などに用いられる耐高圧のものとして、
自己消弧形素子とダイオードとアレスタの組合せからな
り、サイリスタ駆動のための転流補助回路などが不必要
となるので従来よりも部品点数を少なくすることができ
、小型、軽量及び低価格化を図れ、また動作が簡単で高
い信頼性が得られるものである。
第１図は従来の半導体スイッチを示す回路図、第２図は
第１図回路の動作を示す波形図１第３図は本発明の半導
体スイッチの実施例を示す回路図、第４図は同一１−動
作波形図である。 １・・・主サイリスタ ２・・転流補助回路２１・・・
補助サイリスタ ２２・・・転流コンデンサ２３．２４
・・・転流リアクトル ２５・・・転流ダイオード ２６・・・逆流阻止ダイオード ３・・還流ダイオード ４１．４２・・・アレスタ５・
・補充電回路 ６ ・自己消弧形の半導体素子 ７．８・・・ダイオード 出願人 富士電機製造株式会社 第１図 第２図
第１図回路の動作を示す波形図１第３図は本発明の半導
体スイッチの実施例を示す回路図、第４図は同一１−動
作波形図である。 １・・・主サイリスタ ２・・転流補助回路２１・・・
補助サイリスタ ２２・・・転流コンデンサ２３．２４
・・・転流リアクトル ２５・・・転流ダイオード ２６・・・逆流阻止ダイオード ３・・還流ダイオード ４１．４２・・・アレスタ５・
・補充電回路 ６ ・自己消弧形の半導体素子 ７．８・・・ダイオード 出願人 富士電機製造株式会社 第１図 第２図
Claims (1)
- ＧＴＯ（ゲートターンオフサイリスタ）やトランジスタ
等自己消弾形の半導体素子とダイオードとを逆並列接続
した回路に該半導体素子の通電方向と同極性にダイオー
ドを直列接続したスイッチ回路を、電源と負荷間の一方
の母線に挿入し、該スイッチ回路の両端子と他方の母線
間に電源側及び負荷側のサージ電圧を制限するアレスタ
をそれぞれ接続し、このうち負荷側のアレスタに還流ダ
イオードを並列接続したことを特徴とする半導体スイッ
チ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58135310A JPS6029017A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 半導体スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58135310A JPS6029017A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 半導体スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029017A true JPS6029017A (ja) | 1985-02-14 |
Family
ID=15148734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58135310A Pending JPS6029017A (ja) | 1983-07-25 | 1983-07-25 | 半導体スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029017A (ja) |
-
1983
- 1983-07-25 JP JP58135310A patent/JPS6029017A/ja active Pending
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