JPS6235713A - ゲ−トタ−ンオフサイリスタのゲ−ト駆動回路 - Google Patents
ゲ−トタ−ンオフサイリスタのゲ−ト駆動回路Info
- Publication number
- JPS6235713A JPS6235713A JP60174492A JP17449285A JPS6235713A JP S6235713 A JPS6235713 A JP S6235713A JP 60174492 A JP60174492 A JP 60174492A JP 17449285 A JP17449285 A JP 17449285A JP S6235713 A JPS6235713 A JP S6235713A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gate
- current
- capacitor
- thyristor
- power supply
- 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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- 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】
（産業上の利用分野〕
この発明は、ゲートターンオフサイリスタのゲート駆動
回路の改良に関するものである。
回路の改良に関するものである。
ゲートターンオフサイリスタ（以下ＧＴＯと略称する）
は、ゲート極に順電流を流すことによって通常のサイリ
スタと同様にターンオンするのみならず、ゲート極に逆
電流を流すことによって主電流をターンオフすることが
できる、いわゆる自己消弧形素子であり、転流回路を必
要としないことから装置を小型化できる利点があるため
に、チッッパ回路や各種のインバータ装置などに盛んに
使用されるようになってきている。しかし、ＧＴＯはゲ
ートターンオフ能力を向上させるために陰極側のｎｐｎ
）ランジスタ機能が支配的になるように設計されている
ことと、陰極を多数のセグメントに分割していることか
らこれをとり巻くゲート周辺長が長いために、ゲート点
弧時に通常のサイリスタに比べて極めて大きなゲートト
リガ電流を流してやる必要がある。また、ターンオンゲ
インが低く、ラッチング電流が大きいことから負荷変動
の大きい用途では点弧後も引き続き、点弧状態維持に必
要なゲート順電流を連続電流として供給する必要がある
。
は、ゲート極に順電流を流すことによって通常のサイリ
スタと同様にターンオンするのみならず、ゲート極に逆
電流を流すことによって主電流をターンオフすることが
できる、いわゆる自己消弧形素子であり、転流回路を必
要としないことから装置を小型化できる利点があるため
に、チッッパ回路や各種のインバータ装置などに盛んに
使用されるようになってきている。しかし、ＧＴＯはゲ
ートターンオフ能力を向上させるために陰極側のｎｐｎ
）ランジスタ機能が支配的になるように設計されている
ことと、陰極を多数のセグメントに分割していることか
らこれをとり巻くゲート周辺長が長いために、ゲート点
弧時に通常のサイリスタに比べて極めて大きなゲートト
リガ電流を流してやる必要がある。また、ターンオンゲ
インが低く、ラッチング電流が大きいことから負荷変動
の大きい用途では点弧後も引き続き、点弧状態維持に必
要なゲート順電流を連続電流として供給する必要がある
。
第４図はこの目的のための従来のＧＴＯのゲート駆動回
路の代表的な例を示す図である。初めに、この回路の構
成について説明する。図において、２はＧＴＯｌのゲー
トを駆動するためのゲート駆動回路であり、これは第１
の直流電源３の正極とＧＴＯｌのゲート電極Ｇとの間に
、オン・オフ可能な第１のスイッチング素子、例えばｎ
ｐｎ）ランジスタ４と抵抗５．およびコンデンサ６と抵
抗７との並列回路とが直列に接続され、直流電源３の負
極はＧＴＯｌの陰極Ｋに接続され、更に、ＧＴＯＩのゲ
ート極Ｇと陰極にとの間には、オン・オフ可能な第２の
スイッチング素子、例えばｎｐｎトランジスタ８と第２
の直流電源９との直列回路が接続されてなるものである
。
路の代表的な例を示す図である。初めに、この回路の構
成について説明する。図において、２はＧＴＯｌのゲー
トを駆動するためのゲート駆動回路であり、これは第１
の直流電源３の正極とＧＴＯｌのゲート電極Ｇとの間に
、オン・オフ可能な第１のスイッチング素子、例えばｎ
ｐｎ）ランジスタ４と抵抗５．およびコンデンサ６と抵
抗７との並列回路とが直列に接続され、直流電源３の負
極はＧＴＯｌの陰極Ｋに接続され、更に、ＧＴＯＩのゲ
ート極Ｇと陰極にとの間には、オン・オフ可能な第２の
スイッチング素子、例えばｎｐｎトランジスタ８と第２
の直流電源９との直列回路が接続されてなるものである
。
また第５図は第４図の回路の動作を説明するための各部
の波形を示す図である。
の波形を示す図である。
次に、この回路の動作を第５図を参照しながら説明する
。今時剤ｔ１において第５図（ａｌのようなベース電流
ｉ ｂｌを流し第１のトランジスタ４をスイッチオンさ
せると、第１の直流電源３から抵抗５、コンデンサ６を
通って第５図（０）のような立上がりが急峻で尖頭値の
大きいパルス電流ｉＧ１が流れ、続いて抵抗５および抵
抗７を通って第５図（ｄ）のようなＧＴＯＩの点弧保持
に必要なゲート順電流ｉＧ２が流れる。即ち第１のトラ
ンジスタ４の導通によって該トランジスタ４の導通期間
に対応して、第５図（幻のような波頭が急峻でかつ波尾
の十分ないわゆるハイゲートドライブ電流（ｔＧｌ＋ｔ
Ｇ２）が流れＧＴＯｌは点弧状態に入る。次に時刻ｔ２
において第１のトランジスタ４をオフさせる＼。
。今時剤ｔ１において第５図（ａｌのようなベース電流
ｉ ｂｌを流し第１のトランジスタ４をスイッチオンさ
せると、第１の直流電源３から抵抗５、コンデンサ６を
通って第５図（０）のような立上がりが急峻で尖頭値の
大きいパルス電流ｉＧ１が流れ、続いて抵抗５および抵
抗７を通って第５図（ｄ）のようなＧＴＯＩの点弧保持
に必要なゲート順電流ｉＧ２が流れる。即ち第１のトラ
ンジスタ４の導通によって該トランジスタ４の導通期間
に対応して、第５図（幻のような波頭が急峻でかつ波尾
の十分ないわゆるハイゲートドライブ電流（ｔＧｌ＋ｔ
Ｇ２）が流れＧＴＯｌは点弧状態に入る。次に時刻ｔ２
において第１のトランジスタ４をオフさせる＼。
とともに第５図中）のようなベース電流ｉｂ２を流して
第２のトランジスタ８をスイッチオンさせると、第２の
直流電源９によってＧＴＯｌの陰極Ｋからゲート極Ｇに
向けて第５図（ｆ）のようなゲート逆電流が流れＧＴＯ
ｌの主電流（陽極電流）が遮断される。なお、このゲー
ト逆電流は、主電流の遮断に伴ってゲート・陰極間の接
合耐力が回復すると次第に減少し、漏れ電流のみになる
。
第２のトランジスタ８をスイッチオンさせると、第２の
直流電源９によってＧＴＯｌの陰極Ｋからゲート極Ｇに
向けて第５図（ｆ）のようなゲート逆電流が流れＧＴＯ
ｌの主電流（陽極電流）が遮断される。なお、このゲー
ト逆電流は、主電流の遮断に伴ってゲート・陰極間の接
合耐力が回復すると次第に減少し、漏れ電流のみになる
。
このように、第１のトランジスタ４と第２のトランジス
タ８とを交互にスイッチオン、スイッチオフすることに
よってＧＴＯｌのターンオン、ターンオフに必要なゲー
ト順、逆電流を供給することができる。一方、ゲート順
電流期間中に図示極性に充電されたコンデンサ６の電荷
は、第１のトランジスタ４のオフ期間中に抵抗７を通じ
て放電され、次の点弧電流供給に備える。
タ８とを交互にスイッチオン、スイッチオフすることに
よってＧＴＯｌのターンオン、ターンオフに必要なゲー
ト順、逆電流を供給することができる。一方、ゲート順
電流期間中に図示極性に充電されたコンデンサ６の電荷
は、第１のトランジスタ４のオフ期間中に抵抗７を通じ
て放電され、次の点弧電流供給に備える。
従来のＧＴＯのゲート駆動回路は以上のように構成され
ているので、第５図（ｅ）のようにコンデンサ６の放電
に数十〜１００μｓもの長い時間を要し、時刻ｔ２から
次の点弧時刻ｔ３までの時間ｔＯＦＦをあまり短くでき
ないという問題点があった。
ているので、第５図（ｅ）のようにコンデンサ６の放電
に数十〜１００μｓもの長い時間を要し、時刻ｔ２から
次の点弧時刻ｔ３までの時間ｔＯＦＦをあまり短くでき
ないという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、コンデンサの放電を極めて短時間に行わしめ
るＧＴＯのゲート駆動回路を得ることを目的とする。
たもので、コンデンサの放電を極めて短時間に行わしめ
るＧＴＯのゲート駆動回路を得ることを目的とする。
この発明に係るＧＴＯのゲート駆動回路は、コンデンサ
を、ゲート順電流とゲート逆電流の双方が流れる電流路
に挿入するとともに、ゲート逆電流が流れる方向にこの
コンデンサと並列にダイオードを接続したものである。
を、ゲート順電流とゲート逆電流の双方が流れる電流路
に挿入するとともに、ゲート逆電流が流れる方向にこの
コンデンサと並列にダイオードを接続したものである。
この発明においては、コンデンサがゲート順電流とゲー
ト逆電流の双方が流れる電流路に挿入されているから、
ゲート順電流によって充電された電荷は、ゲート順電流
に比しはるかに大きなゲート逆電流によってほとんど瞬
時に放電され、コンデンサと並列に接続されたダイオー
ドがその後のゲート逆電流の還流路となる。
ト逆電流の双方が流れる電流路に挿入されているから、
ゲート順電流によって充電された電荷は、ゲート順電流
に比しはるかに大きなゲート逆電流によってほとんど瞬
時に放電され、コンデンサと並列に接続されたダイオー
ドがその後のゲート逆電流の還流路となる。
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第１図はこの発明の一実施例によるＧＴＯのゲート駆動
回路を示す図である。初めに、この装置の構成について
説明する。図において、２はＧＴＯｌのゲートを駆動す
るための駆動回路であり、該駆動回路２において、５は
ゲート順電流のみが流れる電流路に挿入された抵抗、６
はゲート順電流とゲート逆電流の双方が流れる電流路に
挿入されたコンデンサ、１０はゲート逆電流が流れる方
向にこのコンデンサ６と並列に接続されたダイオード、
７は上記コンデンサ６と並列に接続された抵抗である。
回路を示す図である。初めに、この装置の構成について
説明する。図において、２はＧＴＯｌのゲートを駆動す
るための駆動回路であり、該駆動回路２において、５は
ゲート順電流のみが流れる電流路に挿入された抵抗、６
はゲート順電流とゲート逆電流の双方が流れる電流路に
挿入されたコンデンサ、１０はゲート逆電流が流れる方
向にこのコンデンサ６と並列に接続されたダイオード、
７は上記コンデンサ６と並列に接続された抵抗である。
第２図は第１図の回路の動作を説明するための各部の波
形を示す図である。
形を示す図である。
次に、この回路の動作を第２図を参照しながら説明する
。この回路において、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間
の動作は先に説明した第４図の従来の回路の動作と全く
同じであるので説明を省略する。時刻ｔ２において第１
のトランジスタ４をオフするとともに第２のトランジス
タ８をスイッチオンさせると、第２の直流電源９によっ
てＧＴｏｌの陰極Ｋからゲート電極Ｇに向けて第２図（
ｆ）のようなゲート逆電流が流れるが、この電流はコン
デンサ６に図示の極性の電荷が残っている間はコンデン
サ６の方を通って流れ、コンデンサ６の電荷が全て放電
し終ると、バイパスダイオード１０の方に移る。即ち、
数アンペアのゲート順電流によって充電されたコンデン
サ電荷は、ゲート）ｆｆｌ電流の通常１０倍以上の大き
さを有するゲート逆電流によって次の点弧時刻ｔ３まで
に強制的且つすみやかに放電されることになる。
。この回路において、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間
の動作は先に説明した第４図の従来の回路の動作と全く
同じであるので説明を省略する。時刻ｔ２において第１
のトランジスタ４をオフするとともに第２のトランジス
タ８をスイッチオンさせると、第２の直流電源９によっ
てＧＴｏｌの陰極Ｋからゲート電極Ｇに向けて第２図（
ｆ）のようなゲート逆電流が流れるが、この電流はコン
デンサ６に図示の極性の電荷が残っている間はコンデン
サ６の方を通って流れ、コンデンサ６の電荷が全て放電
し終ると、バイパスダイオード１０の方に移る。即ち、
数アンペアのゲート順電流によって充電されたコンデン
サ電荷は、ゲート）ｆｆｌ電流の通常１０倍以上の大き
さを有するゲート逆電流によって次の点弧時刻ｔ３まで
に強制的且つすみやかに放電されることになる。
なお、点弧電流を規定の値に制限するための抵抗５の挿
入個所はゲート順電流のみが流れる電路であれば第３図
中ｆＦ（ａ）により示される位置、あるいは第１のトラ
ンジスタ４と第１の直流電源３との間であってもよく、
またトランジスタ４と電源３との順序が入れ替っても動
作に全く変りないことは当然である。同様に、コンデン
サ６、ダイオード１０．抵抗７の並列回路の挿入個所は
、ゲート順電流とゲート逆電流の双方が流れる電流路で
あればよ（、第３図（ｂ）の個所であっても動作に全く
変りないことも当然である。更にまた、第１および第２
のトランジスタは、図示の方向にそれぞれ電流オン・オ
フスイッチングできるものであれば如何なるスイッチン
グ素子であっても良いことは当然である。
入個所はゲート順電流のみが流れる電路であれば第３図
中ｆＦ（ａ）により示される位置、あるいは第１のトラ
ンジスタ４と第１の直流電源３との間であってもよく、
またトランジスタ４と電源３との順序が入れ替っても動
作に全く変りないことは当然である。同様に、コンデン
サ６、ダイオード１０．抵抗７の並列回路の挿入個所は
、ゲート順電流とゲート逆電流の双方が流れる電流路で
あればよ（、第３図（ｂ）の個所であっても動作に全く
変りないことも当然である。更にまた、第１および第２
のトランジスタは、図示の方向にそれぞれ電流オン・オ
フスイッチングできるものであれば如何なるスイッチン
グ素子であっても良いことは当然である。
このように本実施例ではゲート順電流とゲート逆電流の
双方が流れる電流路にコンデンサを挿入し、このコンデ
ンサと並列にゲート逆電流が流れる方向にダイオードを
接続するとともに、ゲート順電流のみが流れる電流路に
点弧電流を規定の大きさに設定するための抵抗を挿入す
るとともに、前記コンデンサと並列に規定のゲート保持
電流を流すための抵抗を接続するようにしたので、ゲー
ト順電流によって充電されたコンデンサ電荷をこの後に
続いて流れるゲート逆電流により次の点弧に備えて強制
的且つすみやかに放電させることができ、点弧保持電流
の遮断時から次の点弧時刻までを高々数μｓと大幅短縮
できる効果がある。しかも、本実施例ではゲート順電流
によって充電されたコンデンサの電荷はこのゲート逆電
流を流すためのエネルギーとして有効に活用されるとい
う効果もある。
双方が流れる電流路にコンデンサを挿入し、このコンデ
ンサと並列にゲート逆電流が流れる方向にダイオードを
接続するとともに、ゲート順電流のみが流れる電流路に
点弧電流を規定の大きさに設定するための抵抗を挿入す
るとともに、前記コンデンサと並列に規定のゲート保持
電流を流すための抵抗を接続するようにしたので、ゲー
ト順電流によって充電されたコンデンサ電荷をこの後に
続いて流れるゲート逆電流により次の点弧に備えて強制
的且つすみやかに放電させることができ、点弧保持電流
の遮断時から次の点弧時刻までを高々数μｓと大幅短縮
できる効果がある。しかも、本実施例ではゲート順電流
によって充電されたコンデンサの電荷はこのゲート逆電
流を流すためのエネルギーとして有効に活用されるとい
う効果もある。
以上のように、この発明に係るＧＴＯのゲート駆動回路
によれば、ゲート順電流とゲート逆電流の双方が流れる
電流路にコンデンサを挿入し、このコンデンサと並列に
ゲート逆電流が流れる方向にダイオードを接続するよう
にしたので、ゲート順電流によって充電されたコンデン
サ電荷をこの後に続いて流れるゲート逆電流により次の
点弧に備えて強制的且つすみやかに放電させることがで
きる効果がある。
によれば、ゲート順電流とゲート逆電流の双方が流れる
電流路にコンデンサを挿入し、このコンデンサと並列に
ゲート逆電流が流れる方向にダイオードを接続するよう
にしたので、ゲート順電流によって充電されたコンデン
サ電荷をこの後に続いて流れるゲート逆電流により次の
点弧に備えて強制的且つすみやかに放電させることがで
きる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるＧＴＯのゲート駆動
回路を示す図、 第２図は第１図の回路の動作を説明するための各部の波
形を示す図、 第３図（ａ）、 （ｂ）はこの発明の他の実施例による
ＧＴＯのゲート駆動回路の一部を示す図、第４図は従来
のＧＴＯのゲート駆動回路を示す図、 第５図は第４図の回路の動作を説明・するための各部の
波形を示す図である。 図において、１はＧＴｏ、２はゲート駆動回路。 ３は第１の直流電源、４はトランジスタ（第１のスイッ
チング素子）、５は第１の抵抗、６はコンはダイオード
である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 早 瀬 憲 −第３図 （Ｑ） 第５図 手続補正書（自発） 昭和６１年 １月３１日
回路を示す図、 第２図は第１図の回路の動作を説明するための各部の波
形を示す図、 第３図（ａ）、 （ｂ）はこの発明の他の実施例による
ＧＴＯのゲート駆動回路の一部を示す図、第４図は従来
のＧＴＯのゲート駆動回路を示す図、 第５図は第４図の回路の動作を説明・するための各部の
波形を示す図である。 図において、１はＧＴｏ、２はゲート駆動回路。 ３は第１の直流電源、４はトランジスタ（第１のスイッ
チング素子）、５は第１の抵抗、６はコンはダイオード
である。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 早 瀬 憲 −第３図 （Ｑ） 第５図 手続補正書（自発） 昭和６１年 １月３１日
Claims (2)
- （１）ゲートターンオフサイリスタをターンオンさせる
ための第１の直流電源と、 該第１の直流電源よりゲート順電流を流す方向に該電源
と直列に接続された第１のスイッチング素子と、 ゲートターンオフサイリスタをターンオフさせるための
第２の直流電源と、 該第２の直流電源よりゲート逆電流を流す方向に該電源
と直列に接続された第２のスイッチング素子と、 前記ゲート順電流と前記ゲート逆電流の双方が流れる電
流路に挿入されたコンデンサと、 前記コンデンサと並列に前記ゲート逆電流を流す方向に
接続されたダイオードとを備えたことを特徴とするゲー
トターンオフサイリスタのゲート駆動回路。 - （２）前記ゲート順電流のみが流れる電流路には点弧電
流の大きさを設定するための第１の抵抗が挿入されてお
り、前記コンデンサにはこれと並列に規定のゲート保持
電流を流すための第２の抵抗が接続されていることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のゲートターンオフ
サイリスタのゲート駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60174492A JPS6235713A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタのゲ−ト駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60174492A JPS6235713A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタのゲ−ト駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6235713A true JPS6235713A (ja) | 1987-02-16 |
Family
ID=15979433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60174492A Pending JPS6235713A (ja) | 1985-08-08 | 1985-08-08 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタのゲ−ト駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6235713A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6540447B2 (en) | 2000-05-23 | 2003-04-01 | Mitsubishi Materials Corporation | Throwaway insert and throwaway-type cutter |
-
1985
- 1985-08-08 JP JP60174492A patent/JPS6235713A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6540447B2 (en) | 2000-05-23 | 2003-04-01 | Mitsubishi Materials Corporation | Throwaway insert and throwaway-type cutter |
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