JPS6130916A - transistor circuit - Google Patents
transistor circuitInfo
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- JPS6130916A JPS6130916A JP15120184A JP15120184A JPS6130916A JP S6130916 A JPS6130916 A JP S6130916A JP 15120184 A JP15120184 A JP 15120184A JP 15120184 A JP15120184 A JP 15120184A JP S6130916 A JPS6130916 A JP S6130916A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は主スイッチング素子としてトランジスタを用い
たトランジスタ回路の特に短絡保護装置(関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention particularly relates to a short-circuit protection device for a transistor circuit using a transistor as a main switching element.
第1図はトランジスタを主スイッチング素子として用い
た公知なインバータである。い筐、この回路に於いて逆
変換器4を構成しているトランジスタT、〜T6のうち
の1個、例えばT、が短絡故障した場合について考える
と、次の通りである。FIG. 1 shows a known inverter using transistors as main switching elements. Considering the case where one of the transistors T, -T6 constituting the inverter 4 in this circuit, for example T, has a short-circuit failure, the following will occur.
第2図に示す様にトランジスタT、が短絡故障表わされ
る電流まで増加し、流れ続ける0工C;よりXHfe
より:ペース電流、Hfe:直流増幅軍工C:短絡電流
この時過電流検出レベルをtに設定しておくと検出手段
8及び制御手段7の動作遅れta後、つまり時点T、に
しゃ断され始め、その後時点T。As shown in Figure 2, the current in the transistor T increases to the level that indicates a short-circuit failure, and continues to flow. If the detection means 8 and the control means 7 are set to 0, the cutoff starts after the operation delay ta of the detection means 8 and the control means 7, that is, at time T, and then at time T.
でしゃ断終了する。Shutdown ends.
しかし、この時しゃ断したスイッチング素子T。However, the switching element T was cut off at this time.
は、次の様なエネルギAを消費する事になる。will consume the following energy A.
A=VceXIcXTw (J)
Vce:コレクタ、エミッタ間電圧(こコではVce〒
逆変換器40入力電
圧Vcとなる)
Tw:短絡時間70〜T。A=VceXIcXTw (J) Vce: Voltage between collector and emitter (here, Vce〒
Inverter 40 input voltage Vc) Tw: Short circuit time 70~T.
上式のエネルギAはトランジスタの例えばシリコンチッ
プの温度を上昇させる熱量となるためトランジスタの耐
量を越えた場合破壊してしまう。The energy A in the above equation is the amount of heat that increases the temperature of the transistor, for example, a silicon chip, and if it exceeds the withstand capacity of the transistor, it will be destroyed.
つまり1個のトランジスタが短絡故障すると、対となる
素子は、ON信号と共に2次的に破壊してしまう事にな
る。これでは短絡時の異常電流を検出しても安全にしゃ
断し、装置を停止させる事が出来ない。In other words, if one transistor fails due to a short circuit, the paired element will be destroyed secondary to the ON signal. In this case, even if an abnormal current is detected during a short circuit, it cannot be safely cut off and the equipment cannot be stopped.
この様忙ならない様にするためには次の様な手段をとれ
ば良いが、これに伴う問題が別に発生する0
つ1v
1、Vceを一定値以内で使用する。The following measures can be taken in order to avoid this kind of busyness, but this will cause additional problems.Vce should be used within a certain value.
問題点:イ 装置として受電々圧の高い電圧に使用出来
ない。Problems: (a) The device cannot be used for receiving high voltages.
ロ 回生制動時には平滑用コンデン
サ30両端電、圧があまり増加しな
い様にクランプする必要が発生す
る0
2、ICが一定値以内で使用する。 (ベース電流を一
定値以内で供給する。または、Hfθの一定値以内のも
のを使用する。)
問題点:過負荷運転時、ベース電流不足となりVceが
十分飽和領域で使用出来
ないためON損失が増加し、破壊す
る恐れが出る。(b) During regenerative braking, it is necessary to clamp the smoothing capacitor 30 so that the voltage and voltage across it do not increase too much. 02. Use the IC within a certain value. (Supply the base current within a certain value. Or use one within a certain value of Hfθ.) Problem: During overload operation, the base current is insufficient and Vce cannot be used in the saturation region, resulting in ON loss. There is a risk of increase and destruction.
3、Twを一定以内のごく短かい時間以内で使用する。3. Use Tw within a very short period of time.
問題点:イ 約50μθ以下では、これ以内としてもほ
とんど耐量増加になら
ない0
口 電流検出手段8や制御手段7の
誤動作防止から考えると、動作遅
れ時間は長い方が望ましい。Problem: (a) Below about 50 μθ, there is almost no increase in withstand capacity even within this range. Considering the prevention of malfunction of the current detection means 8 and control means 7, it is desirable that the operation delay time be longer.
等である。etc.
なお、トランジスタを主スイッチング素子として用いた
回路の過電流保護回路としては特開昭49−51529
が公知である。Note that an overcurrent protection circuit for a circuit using a transistor as a main switching element is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-51529.
is publicly known.
また、第3図に示すように主スイッチング素子としてゲ
ート、ターンオフサイリスタG、〜G。Further, as shown in FIG. 3, gates and turn-off thyristors G, to G are used as main switching elements.
を用いたものに於いては限流リアクトル12とフライホ
イール用整流素子15との並列回路を主スイッチング素
子に対して直列に接続し、且つ前記並列回路とゲートタ
ーンオフサイリスタ01〜G6との直列回路を、平滑用
コンデンサ5に対して並列に接続したもの力ζ例えば「
日立評論」v0163、ムロ“交流電動機用PWMイン
バータへのGTOサイリスクの応用1図9で紹介されて
いる。, a parallel circuit of the current limiting reactor 12 and the flywheel rectifying element 15 is connected in series with the main switching element, and a series circuit of the parallel circuit and the gate turn-off thyristors 01 to G6 is connected. is connected in parallel to the smoothing capacitor 5.For example, the force ζ is ``
Hitachi Review” v0163, Muro “Application of GTO Cyrisk to PWM inverter for AC motor 1” is introduced in Figure 9.
これKよると第4図に示すように時点T0で短絡が発生
した場合に短終電流1cは除々に増加する。According to this K, as shown in FIG. 4, when a short circuit occurs at time T0, the short final current 1c gradually increases.
そして過電流検出レベルをtに設定しておくと、検出手
段8及び制御手段7の動作遅れT(1後、つまり時点T
1に遮断され始め、その後時点T1で遮断が終了する。Then, if the overcurrent detection level is set to t, the operation delay of the detection means 8 and the control means 7 is delayed T (after 1, that is, at time T
1, and then ends at time T1.
しかし、ゲートターンオフサイリスタの場合には遮断電
流の最大値dmは可制御電流以下である事が必要なので
短絡電流ICが最大値dmを越えると限流リアクトル1
2を設けても遮断できず過電流破壊してしまう。However, in the case of a gate turn-off thyristor, the maximum value dm of the interrupting current must be less than the controllable current, so if the short circuit current IC exceeds the maximum value dm, the current limiting reactor 1
Even if 2 is provided, it cannot be interrupted and the overcurrent will cause damage.
つまり主スイッチング素子としてゲートターンオフサイ
リスタを用いた場合には限流用リアクトルとフライホイ
ール用整流素子との並列回路を設けることは短絡電流の
急激な立ち上がりを抑制する効果はある力ζゲートター
ンオフサイリスタの可制御電流値を増加させる働きはし
ない。In other words, when using a gate turn-off thyristor as the main switching element, providing a parallel circuit of the current-limiting reactor and the flywheel rectifying element has the effect of suppressing the rapid rise of short-circuit current. It does not work to increase the control current value.
本発明の目的は主スイッチング素子としてトランジスタ
を用いた回路に於いて、トランジスタの可制御電流を大
きくすることのできるトランジスタ回路を提供すること
Kある。An object of the present invention is to provide a transistor circuit in which the controllable current of the transistor can be increased in a circuit using a transistor as a main switching element.
本発明では主スイッチング素子としてトランジスタを用
いたものに於いて、限流リアクトルとフライホイール用
整流素子との並列回路を主スイッチング回路に対して直
列に接続し、且つ前記並列回路と前記主スイッチング回
路との直列回路を平滑用コンデンサに対しては並列に接
続する。In the present invention, in a device using a transistor as a main switching element, a parallel circuit of a current limiting reactor and a flywheel rectifying element is connected in series with the main switching circuit, and the parallel circuit and the main switching circuit are connected in series. Connect the series circuit with the smoothing capacitor in parallel.
以上のように構成することKよって主スイッチング素子
としてのトランジスタの短絡耐量を増大させる。By configuring as described above, the short-circuit tolerance of the transistor as a main switching element is increased.
第5図は本発明を、交流電動機を制御するためのインバ
ータに実施した場合の例を示している。FIG. 5 shows an example in which the present invention is implemented in an inverter for controlling an AC motor.
以下、この実施例について説明する。This example will be explained below.
電源1の交流電圧は整流器2で直流に変換され、平滑用
コンデンサ3により平滑される。The alternating current voltage of the power supply 1 is converted into direct current by a rectifier 2 and smoothed by a smoothing capacitor 3.
平滑用コンデンサ3で平滑された直流電圧は主スイッチ
ング素子としてのトランジスタT、〜T6と、これに対
して逆並列1dl続したフライホイール用ダイオードd
1〜d6とよシ構成される逆変換器4で交流に逆変換さ
丸亀動機5に交流電力を供給する。The DC voltage smoothed by the smoothing capacitor 3 is passed through the transistors T, ~T6 as main switching elements, and the flywheel diode d connected in antiparallel to the transistors T6.
The AC power is inversely converted into AC power by an inverter 4 configured as 1 to d6 and supplied to the Marugame motive 5.
この交流電力は次に述べる制御手段により制御される。This AC power is controlled by the control means described below.
つまり速度指令信号発生手段6により指令が与えられる
とへ制御手段7により、これに見合ったペース信号がト
ランジスタT1〜T6に夫夫与えられ、それぞれ駆動さ
れる。That is, when a command is given by the speed command signal generating means 6, the control means 7 gives a corresponding pace signal to the transistors T1 to T6, and drives each transistor.
葬
この装置の運転中、逆変町の入力電流は検出手段として
の直流用変流器8に依り常時検出される。この検出信号
は制御手段7によってフィードバック信号として用いら
れる他に検出電流値が一定値を以上になったときには制
御手段7を働かせてトランジスタT、〜T0へのペース
信号を無くすように作用する。While the apparatus is in operation, the input current to the reverse side is constantly detected by the DC current transformer 8 as a detection means. This detection signal is used by the control means 7 as a feedback signal, and when the detected current value exceeds a certain value, the control means 7 is operated to eliminate the pace signal to the transistors T, -T0.
限流リアクトル12とフライホイール用整流素子13と
の並列回路が逆変換器4に対して直列に接続しており、
且つ、この並列回路と逆変換回路との直列回路が平滑用
コンデンサ3に対して並列に接続しである。A parallel circuit of a current limiting reactor 12 and a flywheel rectifying element 13 is connected in series to the inverter 4,
Further, a series circuit consisting of this parallel circuit and an inverse conversion circuit is connected in parallel to the smoothing capacitor 3.
以上の回路によりスイッチング素子T1が短絡故障を起
こした時の短絡電流しゃ断について説明する。The short-circuit current cutoff when the switching element T1 causes a short-circuit failure will be explained using the above circuit.
第6図に示すように時点T(lおいて短絡電流ICが流
れ増加し始める。逆変換器の入力電圧Vcはスイッチン
グ素子T、とT、とにより短絡されるので
V co。As shown in FIG. 6, the short-circuit current IC begins to flow and increase at time T(1).The input voltage Vc of the inverter is short-circuited by the switching elements T, and T, so that Vco.
となる。反対[17アクトル120両端電圧8は電圧降
下により、
e :V d a (V (1c m平滑用コンデ
ンサ3の両端電圧〕
となる。以後短絡電流Ifは
111c Vda
dt IL
の増加率で上昇して行く。この時の過電流検出レベルを
tK設定しておくと検出手段8及び制御手段7の動作遅
れTd後つまり時点T1にしゃ断され始め、時点T、で
しゃ断が終了する。becomes. On the contrary, the voltage 8 across the actuator 120 becomes e : V da (V (voltage across the 1 cm smoothing capacitor 3)) due to the voltage drop. After that, the short circuit current If increases at an increasing rate of 111c Vda dt IL . If the overcurrent detection level at this time is set to tK, the cutoff starts after an operation delay Td of the detection means 8 and the control means 7, that is, at time T1, and ends at time T.
なお、時点T、から逆変換器の入力電圧Vcが除々に増
加し始める。これは短絡電流ICの増加に伴いペース電
流jbが不足となりスイッチング素子T、のコレクタ、
エミッタ間電圧Vcθが増加したためである。またこれ
忙より短絡電流ICの増加率も除々に小さくなっている
。以上の動作により以下の事がわかる。Note that from time point T, the input voltage Vc of the inverter starts to gradually increase. This is because the pace current jb becomes insufficient as the short circuit current IC increases, and the collector of the switching element T,
This is because the emitter voltage Vcθ has increased. Also, the rate of increase in short circuit current IC is gradually decreasing. The above operation reveals the following.
1、T、−T、期間
短絡エネルギはほとんどリアクトル12が負担している
。つまり限流リアクトル12が負担しているエネルギA
12は
A、、=i:VceXICXTw (Vce−FVdc
)であり、一方トランジスタT、の負担しているエネル
ギA、は
A、 =i=VceXICxTw (Vcei、0)
である。1, T, -T, the reactor 12 bears most of the short-circuit energy. In other words, the energy A borne by the current limiting reactor 12
12 is A, ,=i:VceXICXTw (Vce-FVdc
), and on the other hand, the energy A, borne by the transistor T, is A, =i=VceXICxTw (Vcei, 0)
It is.
・°・A、、)A。・°・A,,)A.
2、T、−T、期間
短絡エネルギは限流リアクトル12からスイッチング素
子T、にその分担が移りつつあるが、その期間のスイッ
チング素子T、の消費エネルギは第2図に比べわずかで
ある。2, T, -T, the share of the short-circuit energy is being transferred from the current limiting reactor 12 to the switching element T, but the energy consumption of the switching element T during this period is small compared to that in FIG.
以上によりスイッチング素子の短絡時の消費エネルギが
ある値に限られているとすると、式仝咳り
vo。=−人り−
CXTw
となる。ここでTw=に1固定定数と考える。(非常に
短時間なので耐量に直接影響しない。)また、Td=に
、固定と考えると、ICを小さくすわばVceを大きく
する事が出来る。つまり直流回路電圧Vdcが相当高い
場合でもトランジスタT1〜T6は破壊しないから短絡
耐量を増大させる事が出来る。Assuming that the energy consumption when a switching element is short-circuited is limited to a certain value from the above, the formula 仝 vo vo. =-people-CXTw. Here, Tw= is assumed to be a fixed constant of 1. (Since it is a very short time, it does not directly affect the withstand capability.) Also, if Td is considered to be fixed, Vce can be increased by making the IC smaller. In other words, even if the DC circuit voltage Vdc is considerably high, the transistors T1 to T6 will not be destroyed, so the short-circuit resistance can be increased.
以上の実施例では主スイッチング回路として逆変換器を
用いた場合について説明したが逆変換器に変えてトラン
ジスタで構成したチョッパを用いることも可能である。In the above embodiments, a case has been described in which an inverter is used as the main switching circuit, but it is also possible to use a chopper composed of transistors instead of the inverter.
大発明によれば短絡電流または異常電流の増加率をリア
クトルにより決定できるので以下の効果がある。According to the great invention, the rate of increase in short-circuit current or abnormal current can be determined by the reactor, resulting in the following effects.
1、トランジスタの短絡耐量を高める事が出来る。1. The short-circuit resistance of the transistor can be increased.
2、” −11i14ヰ1等ら運転時に
必要なベース電流に対し、短絡耐量を高めるためにベー
ス電流を小さくする必要がない。2. It is not necessary to reduce the base current in order to increase the short-circuit resistance compared to the base current required during operation such as 2."-11i14-1.
3、短絡時または異常電流増加率はりアクドルにより決
定でき、ベース電流に影響されない。3. The rate of increase in short circuit or abnormal current can be determined by the accelerator and is not affected by the base current.
第1図は従来のトランジスタインバータのブロック図、
第2−は第1図の短絡時のタイムチャート、第3図は従
来のゲート・ターンオフサイリスタを用いたインバータ
のブロック図、第4図は第3図の短絡時のタイムチャー
ト、第5図は本発明トランジスタ回路の実施例を示すブ
ロック図、第6図は第5図に示した回路の短絡時のタイ
ムチャートである。
3は平滑コンデンサ、T、〜T6はトランジスタ、d、
〜d、はフライホイール素子、4は逆変換器へ 7は制
御手段、8は検出手段、12は限流リアクトル、13は
フライホイール用整流素子である。
$10 第20
第3 図 第4図Figure 1 is a block diagram of a conventional transistor inverter.
Figure 2- is a time chart for short circuit in Figure 1, Figure 3 is a block diagram of an inverter using a conventional gate turn-off thyristor, Figure 4 is a time chart for short circuit in Figure 3, and Figure 5 is a time chart for short circuit in Figure 1. FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of the transistor circuit of the present invention, and is a time chart when the circuit shown in FIG. 5 is short-circuited. 3 is a smoothing capacitor, T, ~T6 are transistors, d,
-d are flywheel elements, 4 is a reverse converter, 7 is a control means, 8 is a detection means, 12 is a current limiting reactor, and 13 is a rectifier for the flywheel. $10 20 Figure 3 Figure 4
Claims (1)
イホイール素子を有する主スイッチング回路と、該主ス
イッチング回路の入力側に接続した平滑用コンデンサと
、前記主スイッチング回路の入力電流を検出する検出手
段と、該検出手段から信号を受け、該信号が、前記入力
電流が所定値以上であることを表わしているとき、前記
トランジスタへのベース信号をなくす制御手段とから成
るものに於いて限流リアクトルとフライホイール用整流
素子との並列回路を前記主スイッチング回路に対して直
列に接続し、且つ前記並列回路と前記主スイッチング回
路との直列回路を前記平滑用コンデンサに対しては並列
に接続したことを特徴とするトランジスタ回路。 2、前記主スイッチング回路は逆変換器であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のトランジスタ回路
。 3、前記主スイッチング回路はチョッパであることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載のトランジスタ回路
。[Claims] 1. A main switching circuit having a flywheel element whose main switching element is a transistor, a smoothing capacitor connected to the input side of the main switching circuit, and detecting the input current of the main switching circuit. and a control means that receives a signal from the detection means and eliminates the base signal to the transistor when the signal indicates that the input current is greater than or equal to a predetermined value. A parallel circuit of a current limiting reactor and a flywheel rectifying element is connected in series with the main switching circuit, and a series circuit of the parallel circuit and the main switching circuit is connected in parallel with the smoothing capacitor. A transistor circuit characterized by being connected. 2. The transistor circuit according to claim 1, wherein the main switching circuit is an inverter. 3. The transistor circuit according to claim 1, wherein the main switching circuit is a chopper.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15120184A JPS6130916A (en) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | transistor circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15120184A JPS6130916A (en) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | transistor circuit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130916A true JPS6130916A (en) | 1986-02-13 |
| JPH0588049B2 JPH0588049B2 (en) | 1993-12-20 |
Family
ID=15513448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15120184A Granted JPS6130916A (en) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | transistor circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130916A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04105588A (en) * | 1990-08-24 | 1992-04-07 | Shibaura Eng Works Co Ltd | AC voltage control device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5935571A (en) * | 1982-08-18 | 1984-02-27 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Overcurrent suppressing device for power inverter circuit |
| JPS5986895U (en) * | 1982-12-01 | 1984-06-12 | 富士電機株式会社 | Inverter overvoltage protection device |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP15120184A patent/JPS6130916A/en active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5935571A (en) * | 1982-08-18 | 1984-02-27 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Overcurrent suppressing device for power inverter circuit |
| JPS5986895U (en) * | 1982-12-01 | 1984-06-12 | 富士電機株式会社 | Inverter overvoltage protection device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04105588A (en) * | 1990-08-24 | 1992-04-07 | Shibaura Eng Works Co Ltd | AC voltage control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0588049B2 (en) | 1993-12-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |