JPS63142718A

JPS63142718A - スイツチング素子の制御回路

Info

Publication number: JPS63142718A
Application number: JP28774886A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Tsuruta; 幸憲弦田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-12-04
Filing date: 1986-12-04
Publication date: 1988-06-15

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、ノイズ対策を積極的に行ったスイッチング
素子の制御回路に関する。

（従来の技術）従来のスイッチング素子の制御回路は、スイッチング素
子の作動をるり即するための所定の時間幅の制御信号を
スイッチング素子ないし駆動回路に直１ａ送ることによ
り当該スイッチング素子を作動させるよう構成されてい
る。

ここに、制御信号は所定の制御信号発生回路で発生され
、適宜の信号線を介してスイッチング素子に送られるが
、該信号線が長い場合や強電部材を横切るような場合に
は、該信号線にノイズが乗リ、スイッチング素子を誤作
動さけてしまう恐れがある。

例えば、ミノＪ変換用のインバータ装置に使用されるＧ
ＴＯ（ゲートターンオフサイリスク）を誤作動させた場
合には、該インバータ装置に接続される各種電力装置に
多大の悪影響を及ぼすものであり、何らかのノイズ対策
が必要とされるところである。

従来のノイズ対策は、信号線にノイズが乗りにくいよう
に信号線の長さをできるだけ短くしたり、ノイズが乗り
にくいようにシールド線を使用したり、又或いは信号線
の配線経路を考慮するという消極的なものであった。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、従来よりのノイズ対策は、信号線にノイ
ズが乗らないように考慮した消極的な対策であったため
、信号線に一度ノイズが乗ってしまった場合は、スイッ
チング素子を誤作動させてしまうことになるという問題
点があった。

そこで、この発明は、上記問題点を改善し、信号線にノ
イズが乗ってしまった場合でも、スイッチング素子を誤
作動させることがないスイッチング素子の制御回路を記
供することを目的とする。

［発明の目的］（問題点を解決するための手段）上記目的を達成するためこの発明では、第１図に概要を
示すように、スイッチング素子の制御回路を、スイッチ
ング素子の作動を制御２ｎ　するため所定の時間幅の原
制御信号Ｓｏを発生する原制御信号発生回路１と、該回
路１で発生された原制御信号ＳＯの先頭にノイズ波形Ｎ
Ｓと区別される所定のノイズ対策波αを付加するノイズ
対策波付加回路２と、該回路２から出力されたｌＩＩ御
（Ｓ号Ｓを信号線りを介して入力し該信￥″）Ｓから前
記ノイズ対策波αを検出することによりノイズＮ、Ｓ及
びノイズ対策波αを除去して前記原制御信舅Ｓｏのみを
スイッチング素子３ないしその駆動回路に出力するノイ
ズ及びノイズ対策波除去回路４と、を備えて構成した。

（作用）この発明では、原制御信号Ｓｏの先頭にノイズＮＳと区
別されるノイズ対策波αが追加され、該ノイズ対策波α
の検出を行って原制御信号ＳＯが出力されるので、信号
線りにノイズＮＳが乗ったとしても、これがスイッチン
グ素子３に出力されることがない。

（実施例）以下、スイッチング素子が電力変換用インバータ装置の
ＧＴＯである場合の例を挙げ、この発明の詳細な説明ザ
る。

Ｍ２図は電力変換用インバータ装置の主回路部分を示す
回路図、第３図は該インバータ装置に接続されるＧ　Ｔ
　ＯＨｉｌｌ　ｆ１１回路の回路図、第４図は判別回路
の訂細を示す回路図である。

第２図に示すように、電力変換用インバータ装置は、整
流器５と直流リアクトル６との直列回路に直流フィルタ
としてのコンデンサ７を並列に接続し、接続点に３１１
Ｘｌのブリッジ回路Ｂ１．Ｂ２゜Ｂ３を並列接続して構
成されている。

３個のブリッジ回路Ｂ１，８２．８３は、いずれも２Ｍ
のＧＴＯ（Ｑｕ　、Ｇｘ　、Ｇｖ　、ＧＹ　。

Ｑｗ　、　Ｇｚ　）と２１ＩＩ１１のダイオード（Ｄｕ
、Ｄｘ、［）ｖ、ＤＹ、Ｄｗ、［）ｚ　）とを図示（７
）　如＜　ニ組合せて構成され、各ブリッジの電力取出
し点には端子１゛△、ＴＢ　、Ｔｃが取付けられている
。

各ＧＴＯのゲート端子Ｔｕ、Ｔｖ　、ＴＶ、ＴＸ　。

Ｔｖ、Ｔｚと、前記端子ＴＡ　、ＴＢ、Ｔｃ　にｌｊ、
第３図に示すＧ　Ｔ　Ｏｉ＋ＩＩ　Ｉ２１１回路が接続
され、各制御端子に所定の制ｇＡ電圧が与えられること
により、前記電力取出し点から３相の電力Ｐ＋　、　Ｐ
２　、　Ｐ３が取り出される。

第３図には、航記ＧＴＯ（Ｇｕ　）に接続されるＧＴＯ
制御回路を示している。他の各ＧＴＯ（Ｇｖ　、　Ｑｗ
　、　Ｑｘ　、　ＧＹ　、　Ｇｚ　）にも、これと同様
のＧＴＯ制御回路が接続されるものである。

Ｇ　Ｔ　ＯｔＩＩＩ　１１１回路は、第５図（ａ）に示
すようにＧＴＯ（Ｇｕ　）を所定Ｈ，１間Ｔｏだけオン
作動させるための制６１１信＠ＵＯＮ（原制御信号）の
先頭に、ノイズ対策波として通常のノイズ波ＮＳの発生
時間Δ王より充分長めの時間Ｔ＋　幅のパルス波α１を
付加する第１の制御信号発生回路８を有している。

又、Ｇ　Ｔ　Ｏ１ｌｉｌ＋御回路は、第５図〈Ｂに示す
ように、ＧＴＯ（Ｇｕ　）を所定時間オフさせるための
制御信号ＵＯＦＦ（原υ１ｗＪ信号）の先頭に、前記パ
ルス波α１を付加する第２のｆｌ、ＩＩ　Ｉｌｌ信号発
生回路９を有している。

ここに、各制御信号発生回路８．９は、共に、第１図に
示した原制御信号発生回路１とノイズ対策波付′加回路
２とを合成したものに相当する。

各制御信号発生回路８，９は、信号線りを介してフォト
カブラ１０．１１にそれぞれ接続され、各フォトカブラ
１０．１１は判別回路１２．１３にそれぞれ接続されて
いる。

判別回路１２．１３は、いずれも第１図に示したノイズ
及びノイズ対策波除去回路に相当する。

第４図に示すように、判別回路１２．１３は、フォトカ
ブラｉｏ、１ｉから出力された電圧信号をベース端子に
入力するトランジスタ１４を有している。１〜ランジス
タ１４のコレクタ端子には、抵抗１５及び反転回路１６
が接続されている。

反転回路１６の出力端子には、抵抗１７とダイオード１
８の並列回路が接続されている。、該並列回路１７．１
８の出力側にはコンデンナ１９と反転回路２０が接続さ
れている。反転回路２０の出力端子は抵抗２１を介して
出力用のトランジスタ２２のベース端子が接続されてい
る。トランジスタ２２のコレクタ端子には抵抗２３が接
続され、該抵抗の一端とトランジスタ２２のエミッタ端
子とが出力線に接続されている。

上記構成の判別回路１２．１３は、フィルタ回路として
動作し、入力信号が抵抗１７及びコンデン畳す１って定
まる時定数に基いて、所定の時間幅Ｔ１以下の時間幅、
例えばノイズの時間幅ΔＴのパルス入ツノに対しては作
動しない。又、この所定の時間幅Ｔ１より長いパルス信
号の入力、例えば前記第１及び第２の制御信号発生回路
８．９から°出力された信号ＵＯＮ＋α、Ｕｏｒ−「＋
αの入力に対しては、時間幅Ｔ１の先頭部分αを除去し
て後の部分ＵＯＮ、ＵＯＦＦのみを出力するようになる
。

再び第３図において、前記判別回路１２．１３の出力線
は、ＧＴＯオン作動用のトランジスタ２４及びＧＴＯオ
フ作動用パルストランス２５を介して前記ＧＴＯ（Ｇｕ
　）のゲート端子Ｔｕ及び電力出力点に接続される端子
ＴＡと接続されている。

トランジスタ２４は、ベース端子を判別回路１２の一出
力線に接続し、コレクタ端子を抵抗２６を介してＧＴＯ
（Ｇｕ　）のゲート端子Ｔｕに接続している。トランジ
スタ２４のエミッタ端子はオンゲート電源２７を介して
端子ＴＡに接続されている。オンゲート電源２７と端子
Ｔ八との中間点は判別回路１２の他方の出力線と接続さ
れている。

一方、パルストランス２５は直列接続された２つの一次
巻線Ｃ＋　、Ｃ２と２次巻線Ｃ３とを有し、２次巻線Ｃ
３の一端子はＧＴＯ（Ｇｕ　）のゲート端子Ｔりに接続
され、他端子は２段のダイオード２８．１９を介して前
記端子Ｔ△に接続されている。

１次巻線Ｃ＋　は、一端子を判別回路１３の出力信号に
より作動されるトランジスタ３０のコレクタ端子に接続
され、他端子には他の１次巻線Ｃ２の一端子に接続され
ると共にコンデンサ３１を介して前記トランジスタ３０
のエミッタ端子に接続されている。他の１次巻線Ｃ２の
他端子は、ダイオード３２及びオフゲート電源３３を介
してトランジスタ３０のエミッタ端子及び判別回路１３
の他の出力線に接続されている。

以上の構成により、第３図及び第４図に示したＧ　Ｔ　
Ｏｆｌｉｌｌ　ｔＩＩＤＯＮ　Ｆ　ｌｊ、訓ｍ１ｓｉ生
回路８．９から第５図（ａ）、（ｂ）に示したような制
御信号（ＪｏＮ＋α、ＵＯＦＦ＋αを出力することがで
き、判別回路１２．１３で付加信号αを取り除くことが
できる。判別回路１２．１３で、ノイズＮＳを除去でき
ることは第４図で説明した通りである。

判別回路１２．１３は、かくして出力されるシリ御信号
ＵＯＮ、ＵＯＦＦにより、トランジスタ２４及びパルス
トランス２５を介して第５図（ａ）ｌｂ）に示した信号
ｔＪＯＮ、ｔＪＯＦＦの区間でゲートＴＵに所定の作動
信号を与えることができる。

又、第５図（Ｃｏｌｄ）に示したように、第２図に示し
たＧＴＯＧｘにも同様の制御信号ＸＯＮ　、　Ｘ０ＦＦ
が与えられ、更に、他のＧＴＯＧｖ　、Ｇｗ　。

Ｇｙ、Ｇｚにも同様のノイズレスの制御信号が与えられ
ている。

従って、第１図に示した各ＧＴＯ（Ｇｕ　、Ｇｖ　。

Ｇｗ　、　Ｇｘ　、　ＧＹ　、　Ｇｚ　）は、所定のタ
イミングでオンオフ作動され、例えば信号線りにノイズ
が乗ったとしてもインバータ装置が誤作動することがな
く、インバータの信頼性を向上させ、装置のＭＴＢＦを
伸ばすことができる。

第６図及び第７図にノイズ対策波αについての他の実施
例を示した。

第６図は第３図〜第５図に示したノイズ対策波α１とは
別途のノイズ対策波α２を出力することができる制御信
号発生回路を示すブロック図、第７図は各部の信号状態
を示すタイムヂｔ！−トである。

制御信号発生回路は、第７図ら）に示１ような時間幅Ｔ
ｏの比制御信号Ｓｏを発生する原制御信号発生回路３４
と、第７図（ａ）に示すような比制御信号Ｓｏの先頭部
分で所定の時間幅Ｔ２のパルス信号を発生するパルス１
９号発生回路３５とを有している。

原制御信号発生回路３４はトランジスタ３６のベース部
分と接続され、パルス信号発生回路３５はトランジスタ
３７のベース部分と接続されている。

両トランジス３６．３７のコレクタ端子は抵抗値Ｒ＋　
、Ｒ２の抵抗３８．３９を介して一点Ｐで接続されてい
る。点Ｐは、容ＱＣのコンチング４０とフォトカブラ４
１の発光ダイオード４１ａ及び抵抗値Ｒｏの抵抗４２と
の並列回路の一端と接続され、該並列回路の他端子は電
圧Ｅｄの直流電源４３のプラス端子と接続されている。

この回路では、第７図（Ｃ）に示すように、回線りに比
制御信号Ｓｏに特殊波形のノイズ対策波α２を付加した
形の信号Ｓｏ＋α２を出力することができる。ここに、
Ｓｏ＋α２は電流波形で出力され、ノイズ対策波α２の
ピーク値はＥａ　／　（Ｒ。

＋Ｒ２）であり、フラット部の電流値はＥｄ／（Ｒｏ　
＋Ｒ＋　）である。

本例では、第４図に示したと同様の判別回路に第７図（
Ｃ）に示した制御信号が出力され、該判別回路でノイズ
対策波α２が検出され、第７図（ｂ）に示した原副罪信
号ＳＯで第１図に示したＧＴＯがえり御されることにな
る。

本例では、ノイズ対策波α２の波高値を通常のノイズ波
ａＶｔｉより高く設定することができるので、第５図に
示したノイズ波ＮＳを確実に遮断づることができ、ＧＴ
Ｏを正確に作動させることができる。

なお、ノイズ対策波α２の立上り波形傾斜を判別回路で
読みとって、ノイズ波ＮＳであるか、ノイズ対策波であ
るかを識別させることも可能である。

第８図にノイズ対策波αについての更に他の実施例を示
した。本例は、図示のようにノイズ対策波α３をＰ証］
−ド化されたパルス信号で表現したちのである。本例で
は、暗証コード化されたパルス信号α３を図示しないコ
ード判別回路で読取って、所定のコードならばこれに次
く比制御信号ＳｏでＧＴＯを制御する。

本例では、暗証コードを所望のものに設定でさ、該コー
ドでノイズ波ＮＳと制御信’ｊ　Ｓ　ｏ＋αを確実に区
別できるので、より確実にＧＴＯを制御づることが可能
である。

なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、適宜の段別的変更を行うことにより、他の態様でも実
施し得るものである。

［発明の効果１以上の通り、この発明によれば、スイッチング素子を作
動制御するための比制御信号の先頭にノイズ波形と区別
されるノイズ対策波を付け、該ノイズ対策波の検出を行
って比制御信号を出力するようにしたので、通信線にノ
イズが乗ったとしても、これをスイッチング素子に出力
することがなく、スイッチング素子を誤動作さけること
がない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の概要を示す図、第２図以下はこの発
明の実施例を示し、第２図はこの発明を適用することが
できるインバータ装置の主回路部分を示す回路図、第３
図はインバータ装置のＧ、ＴＯｆＩｌｌ　１ｆ１１回路
の回路図、第４図は判別回路（ノイズ及びノイズ対策波
除去回路）の回路図、第５図は第４図に示した回路の各
部の信号状態を示ザタイムチャート、第６図は制御信号
発生回路の他の実施例を示す回路図、第７図は第６図の
回路の各部の信号状態を示すタイムチャート、第８図は
ノイズ対策波の更に他の例を示すタイムチャートである
。１・・・原制御１８号発１回路２・・・ノイズ対策波付和回路３・・・スイッチング素子４・・・ノイズ及びノイズ対策波除去回路し・・・信号
線ＮＳ・・・ノイズ（ノイズ波形）Ｓｏ・・・原制御信号 α（α１．α２．α３）・・・ノイズ対策波イ〕π人右
五士　則近憲１右

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スイッチング素子の作動を制御するため所定の時
間幅の原制御信号を発生する原制御信号発生回路と、該
回路から発生された原制御信号の先頭にノイズ波形と区
別される所定のノイズ対策波を付加するノイズ対策波付
加回路と、該回路から出力された制御信号を信号線を介
して入力し該信号から前記ノイズ対策波を検出すること
によりノイズ及びノイズ対策波を除去して前記原制御信
号のみを前記スイッチング素子ないしその駆動回路に出
力するノイズ及びノイズ対策波除去回路と、を備えて構
成されるスイッチング素子の制御回路。
（２）前記ノイズ対策波は、所定時間幅のパルス波であ
る特許請求の範囲第１項記載のスイッチング素子の制御
回路。
（３）前記ノイズ対策波は、所定波形の形状波である特
許請求の範囲第１項記載のスイッチング素子の制御回路
。
（４）前記ノイズ対策波は、暗証コードで表現されたパ
ルス波である特許請求の範囲第１項記載のスイッチング
素子の制御回路。