JP2666939B2 - 半導体スイツチング素子の駆動回路 - Google Patents
半導体スイツチング素子の駆動回路Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は制御回路部と駆動回路部との間を光フアイ
バーを通して接続する半導体スイツチング素子の駆動回
路に関する。 〔従来の技術〕 第３図は、例えば、実開昭49−24161号公報に示され
ているようなサイリスタの状態検出回路を備えた半導体
駆動回路を示したものである。同図において、１はゲー
トターンオフサイリスタ（以下、GTOサイリスタと略記
する）、２はスナバコンデンサ、３はスナバダイオー
ド、５は駆動回路部、６は光オン／オフ信号送信用の光
フアイバー、７は制御回路部である。13と14は分圧補償
抵抗、15はダイオード、16は動作モニタ用の発光ダイオ
ード、17は光モニタ信号送信用の光フアイバーである。 次に、この半導体駆動回路の動作について説明する。 制御回路部７では、オン信号を図示しないオン／オフ
信号用発光ダイオードで光信号（光オン信号）に変換す
る。この光オン信号は光フアイバー６を通して駆動回路
部５まで伝送され、駆動回路部５に内蔵されているオン
／オフ信号用受光ダイオードにより電気信号に変換され
る。駆動回路部５は受光ダイオードが電気信号を発生す
ると、オンゲート電流をGTOサイリスタ１のゲートに供
給し、該GTOサイリスタ１をオンさせる。上記オン信号
が消滅すると、光フアイバー６を通して伝送されていた
光オン信号が消滅するので上記電気信号が無くなる。該
電気信号が消滅すると、駆動回路部５では内蔵している
論理回路の働きにより該電気信号が消滅している期間、
オフゲート電流をGTOサイリスタ１に供給する。 GTOサイリスタ１が正常に動作している場合には、そ
のオフ期間中、発光ダイオード16が発光し、この光信号
（動作モニタ信号）は光フアイバー17を通して制御回路
部７に伝送される。GTOサイリスタ１が故障すると、そ
のオフ期間時、発光ダイオード16は発光しない。制御回
路部７はGTOサイリスタ１のオフ期間中、光フアイバー1
7を通して光信号を受信している場合にはGTOサイリスタ
１が正常であると判定し、該光信号を受信しない場合に
はGTOサイリスタ１が故障したものと判定する故障判定
回路を内蔵している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このように、半導体装置の主回路部側と制御回路部側
とを電気的に絶縁するために、両者間を光フアイバーで
接続する場合、従来は、該光フアイバーとして単方向性
の光フアイバーを用いているので、半導体スイツチング
素子の故障を検出するために半導体スイツチング素子の
動作モニタ回路を附加しようとすると、該動作モニタ回
路が作成する光信号を光伝送するための光フアイバーを
別に設けなくてはならず、その分、高価になり、特に、
主回路を構成する半導体素子の数が多い場合には顕著に
なる。 この発明は上記問題を解消するためになされたもの
で、従来に比して、所要の光フアイバーの本数が少なく
て済み、安価にすることができる半導体スイツチング素
子の駆動回路を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明では上記目的を達成するため、自己消弧型半
導体スイッチング素子と、 この半導体スイツチング素子のオン／オフ制御信号を
光信号にて送出すると共に、前記半導体スイッチング素
子より出力された光信号による動作モニタ信号を入力す
る制御回路部と、 前記半導体スイッチング素子のオン／オフ制御信号の
入力部に設けられ、前記制御回路部より入力されたオン
／オフ制御信号に基づき前記半導体スイッチング素子を
オン／オフ駆動する駆動回路部と、 この駆動回路部に内蔵されて前記半導体スイッチング
素子の動作状態に応じて変化する前記入力部の電圧変化
を、光信号に変換して動作モニタ信号を作成する動作モ
ニタ回路と、 前記制御回路部と前記駆動回路部とを光学的に接続
し、前記オン／オフ制御信号を前記入力部に送信すると
共に、前記動作モニタ回路で作成された動作モニタ信号
を受信する双方向性光ファイバとで構成したものであ
る。 〔作用〕 この発明では、双方向性光ファイバーにより制御回路
部から駆動回路部に自己消弧型半導体スイッチング素子
に光オン／オフ信号を伝送すると共に、光オフ信号、即
ち、光信号遮断時における光モニタ信号を動作モニタ回
路より上記双方向性ファイバーにより制御回路に伝送す
ることで、１本の双方向性光ファイバーで４通りの信号
を伝送できる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。 第１図において、８は動作モニタ回路であつて、駆動
回路部５に内蔵されており、抵抗９、ツエナーダイオー
ド10および動作モニタ用の発光ダイオード11を直列に接
続してGTOサイリスタ１のゲートＧ−カソードＫ間に挿
入されている。12は双方向性光フアイバーであつて，駆
動回路部５と制御回路部７とを光学的に接続している。
４はスナバ抵抗、7aは制御回路部７の送受光部である。 次に、この回路の動作を第２図の波形タイムチヤート
を参照して説明する。 制御回路部７では、前記従来の場合と同様、第２図
（ａ）に示すオン信号（電気信号）を図示しないオン／
オフ信号用発光ダイオードで光信号（光オン信号）に変
換する。この光オン信号は光フアイバー12を通して駆動
回路部５まで伝送され、駆動回路部５に内蔵されている
図示しないオン／オフ信号用受光ダイオードにより電気
信号に変換される。駆動回路部５は、前記従来の場合と
同様に、オン／オフ信号用受光ダイオードが電気信号を
発生すると、第２図（ｂ）、（ｃ）に示すようなオンゲ
ート電流、オンゲート電圧をGTOサイリスタ１のゲート
に供給し、該GTOサイリスタ１をオンさせる。上記オン
信号が消滅すると、光フアイバー６を通して伝送されて
いた光オン信号が消滅するので上記電気信号が無くな
る。該電気信号が消滅すると、駆動回路部５では内蔵し
ている論理回路の働きにより該電気信号が消滅している
期間、第２図（ｂ）に示すオフゲート電流をGTOサイリ
スタ１に供給する。 GTOサイリスタ１が正常に動作している場合には、そ
のオフ期間には、ゲートＧ−カソードＫ間に第２図
（ｃ）に示す電圧が現れるので、該電圧がツエナーダイ
オード10のツエナー電圧Vzの値より大きくなると、該ツ
エナーダイオード10が導通し、発光ダイオード11が発光
する。発光ダイオード11の光信号（動作モニタ信号、第
２図（ｄ）に示す）は光フアイバー12を通して制御回路
部７に伝送される。GTOサイリスタ１が故障している
と、そのオフ期間時の上記ゲートＧ−カソードＫ間の電
圧は第２図（ｅ）に示すように低レベルでツエナー電圧
Vzに達しないので、発光ダイオード12は発光しない。制
御回路部７は、その故障判定回路で、GTOサイリスタ１
のオフ期間中、光フアイバー12を通して光信号を受信し
ている場合にはGTOサイリスタ１が正常であると判定
し、該光信号を受信しない場合にはGTOサイリスタ１が
故障したものと判定する。 このように、本実施例では、光モニタ信号を制御回路
部７に送出する動作モニタ回路８を、該制御回路部から
光オン／オフ信号を受けてオン／オフゲート電流をGTO
サイリスタ１に供給する駆動回路部５内に設けているの
で、制御回路部７と駆動回路部５とを接続する光フアイ
バーとしては双方向性光フアイバー12を用いることがで
き、この結果、所要の光フアイバー本数が従来の場合に
比して半減する。 なお、上記実施例の動作モニタ回路８はGTOサイリス
タ１のオフ期間の動作を監視しているが、オン期間の動
作を監視するものであつても同様である。 また、上記実施例の半導体スイツチング素子はGTOサ
イリスタであるが、トランジスタやSIサイタスタ等の自
己消弧型半導体スイツチング素子であれば同様の効果を
得ることができる。 〔発明の効果〕 この発明は以上説明した通り、光オン／オフ信号と光
モニタ信号の両者を同一光フアイバーで伝送することが
できるので、従来に比し、光フアイバーの本数を半減し
て駆動回路全体をコンパクトにすることができ、また、
動作モニタ回路を駆動回路部に内蔵させているので該動
作モニタ回路を耐電圧の低い簡単な回路構成とすること
ができ、全体の価格を従来に比して相当に低減すること
ができ、こられの効果は半導体スイツチング素子の数が
増える程顕著になる。
バーを通して接続する半導体スイツチング素子の駆動回
路に関する。 〔従来の技術〕 第３図は、例えば、実開昭49−24161号公報に示され
ているようなサイリスタの状態検出回路を備えた半導体
駆動回路を示したものである。同図において、１はゲー
トターンオフサイリスタ（以下、GTOサイリスタと略記
する）、２はスナバコンデンサ、３はスナバダイオー
ド、５は駆動回路部、６は光オン／オフ信号送信用の光
フアイバー、７は制御回路部である。13と14は分圧補償
抵抗、15はダイオード、16は動作モニタ用の発光ダイオ
ード、17は光モニタ信号送信用の光フアイバーである。 次に、この半導体駆動回路の動作について説明する。 制御回路部７では、オン信号を図示しないオン／オフ
信号用発光ダイオードで光信号（光オン信号）に変換す
る。この光オン信号は光フアイバー６を通して駆動回路
部５まで伝送され、駆動回路部５に内蔵されているオン
／オフ信号用受光ダイオードにより電気信号に変換され
る。駆動回路部５は受光ダイオードが電気信号を発生す
ると、オンゲート電流をGTOサイリスタ１のゲートに供
給し、該GTOサイリスタ１をオンさせる。上記オン信号
が消滅すると、光フアイバー６を通して伝送されていた
光オン信号が消滅するので上記電気信号が無くなる。該
電気信号が消滅すると、駆動回路部５では内蔵している
論理回路の働きにより該電気信号が消滅している期間、
オフゲート電流をGTOサイリスタ１に供給する。 GTOサイリスタ１が正常に動作している場合には、そ
のオフ期間中、発光ダイオード16が発光し、この光信号
（動作モニタ信号）は光フアイバー17を通して制御回路
部７に伝送される。GTOサイリスタ１が故障すると、そ
のオフ期間時、発光ダイオード16は発光しない。制御回
路部７はGTOサイリスタ１のオフ期間中、光フアイバー1
7を通して光信号を受信している場合にはGTOサイリスタ
１が正常であると判定し、該光信号を受信しない場合に
はGTOサイリスタ１が故障したものと判定する故障判定
回路を内蔵している。 〔発明が解決しようとする問題点〕 このように、半導体装置の主回路部側と制御回路部側
とを電気的に絶縁するために、両者間を光フアイバーで
接続する場合、従来は、該光フアイバーとして単方向性
の光フアイバーを用いているので、半導体スイツチング
素子の故障を検出するために半導体スイツチング素子の
動作モニタ回路を附加しようとすると、該動作モニタ回
路が作成する光信号を光伝送するための光フアイバーを
別に設けなくてはならず、その分、高価になり、特に、
主回路を構成する半導体素子の数が多い場合には顕著に
なる。 この発明は上記問題を解消するためになされたもの
で、従来に比して、所要の光フアイバーの本数が少なく
て済み、安価にすることができる半導体スイツチング素
子の駆動回路を提供することを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明では上記目的を達成するため、自己消弧型半
導体スイッチング素子と、 この半導体スイツチング素子のオン／オフ制御信号を
光信号にて送出すると共に、前記半導体スイッチング素
子より出力された光信号による動作モニタ信号を入力す
る制御回路部と、 前記半導体スイッチング素子のオン／オフ制御信号の
入力部に設けられ、前記制御回路部より入力されたオン
／オフ制御信号に基づき前記半導体スイッチング素子を
オン／オフ駆動する駆動回路部と、 この駆動回路部に内蔵されて前記半導体スイッチング
素子の動作状態に応じて変化する前記入力部の電圧変化
を、光信号に変換して動作モニタ信号を作成する動作モ
ニタ回路と、 前記制御回路部と前記駆動回路部とを光学的に接続
し、前記オン／オフ制御信号を前記入力部に送信すると
共に、前記動作モニタ回路で作成された動作モニタ信号
を受信する双方向性光ファイバとで構成したものであ
る。 〔作用〕 この発明では、双方向性光ファイバーにより制御回路
部から駆動回路部に自己消弧型半導体スイッチング素子
に光オン／オフ信号を伝送すると共に、光オフ信号、即
ち、光信号遮断時における光モニタ信号を動作モニタ回
路より上記双方向性ファイバーにより制御回路に伝送す
ることで、１本の双方向性光ファイバーで４通りの信号
を伝送できる。 〔実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。 第１図において、８は動作モニタ回路であつて、駆動
回路部５に内蔵されており、抵抗９、ツエナーダイオー
ド10および動作モニタ用の発光ダイオード11を直列に接
続してGTOサイリスタ１のゲートＧ−カソードＫ間に挿
入されている。12は双方向性光フアイバーであつて，駆
動回路部５と制御回路部７とを光学的に接続している。
４はスナバ抵抗、7aは制御回路部７の送受光部である。 次に、この回路の動作を第２図の波形タイムチヤート
を参照して説明する。 制御回路部７では、前記従来の場合と同様、第２図
（ａ）に示すオン信号（電気信号）を図示しないオン／
オフ信号用発光ダイオードで光信号（光オン信号）に変
換する。この光オン信号は光フアイバー12を通して駆動
回路部５まで伝送され、駆動回路部５に内蔵されている
図示しないオン／オフ信号用受光ダイオードにより電気
信号に変換される。駆動回路部５は、前記従来の場合と
同様に、オン／オフ信号用受光ダイオードが電気信号を
発生すると、第２図（ｂ）、（ｃ）に示すようなオンゲ
ート電流、オンゲート電圧をGTOサイリスタ１のゲート
に供給し、該GTOサイリスタ１をオンさせる。上記オン
信号が消滅すると、光フアイバー６を通して伝送されて
いた光オン信号が消滅するので上記電気信号が無くな
る。該電気信号が消滅すると、駆動回路部５では内蔵し
ている論理回路の働きにより該電気信号が消滅している
期間、第２図（ｂ）に示すオフゲート電流をGTOサイリ
スタ１に供給する。 GTOサイリスタ１が正常に動作している場合には、そ
のオフ期間には、ゲートＧ−カソードＫ間に第２図
（ｃ）に示す電圧が現れるので、該電圧がツエナーダイ
オード10のツエナー電圧Vzの値より大きくなると、該ツ
エナーダイオード10が導通し、発光ダイオード11が発光
する。発光ダイオード11の光信号（動作モニタ信号、第
２図（ｄ）に示す）は光フアイバー12を通して制御回路
部７に伝送される。GTOサイリスタ１が故障している
と、そのオフ期間時の上記ゲートＧ−カソードＫ間の電
圧は第２図（ｅ）に示すように低レベルでツエナー電圧
Vzに達しないので、発光ダイオード12は発光しない。制
御回路部７は、その故障判定回路で、GTOサイリスタ１
のオフ期間中、光フアイバー12を通して光信号を受信し
ている場合にはGTOサイリスタ１が正常であると判定
し、該光信号を受信しない場合にはGTOサイリスタ１が
故障したものと判定する。 このように、本実施例では、光モニタ信号を制御回路
部７に送出する動作モニタ回路８を、該制御回路部から
光オン／オフ信号を受けてオン／オフゲート電流をGTO
サイリスタ１に供給する駆動回路部５内に設けているの
で、制御回路部７と駆動回路部５とを接続する光フアイ
バーとしては双方向性光フアイバー12を用いることがで
き、この結果、所要の光フアイバー本数が従来の場合に
比して半減する。 なお、上記実施例の動作モニタ回路８はGTOサイリス
タ１のオフ期間の動作を監視しているが、オン期間の動
作を監視するものであつても同様である。 また、上記実施例の半導体スイツチング素子はGTOサ
イリスタであるが、トランジスタやSIサイタスタ等の自
己消弧型半導体スイツチング素子であれば同様の効果を
得ることができる。 〔発明の効果〕 この発明は以上説明した通り、光オン／オフ信号と光
モニタ信号の両者を同一光フアイバーで伝送することが
できるので、従来に比し、光フアイバーの本数を半減し
て駆動回路全体をコンパクトにすることができ、また、
動作モニタ回路を駆動回路部に内蔵させているので該動
作モニタ回路を耐電圧の低い簡単な回路構成とすること
ができ、全体の価格を従来に比して相当に低減すること
ができ、こられの効果は半導体スイツチング素子の数が
増える程顕著になる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は上記
実施例の動作を説明するための波形タイムチヤート、第
３図は従来の半導体駆動回路の回路図である。 図において、１……半導体スイツチング素子、５……駆
動回路部、７……制御回路部、８……動作モニタ回路、
12……双方向性光フアイバー。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
実施例の動作を説明するための波形タイムチヤート、第
３図は従来の半導体駆動回路の回路図である。 図において、１……半導体スイツチング素子、５……駆
動回路部、７……制御回路部、８……動作モニタ回路、
12……双方向性光フアイバー。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．自己消弧型半導体スイッチング素子と、 この半導体スイツチング素子のオン／オフ制御信号を光
信号にて送出すると共に、前記半導体スイッチング素子
より出力された光信号による動作モニタ信号を入力する
制御回路部と、 前記半導体スイッチング素子のオン／オフ制御信号の入
力部に設けられ、前記制御回路部より入力されたオン／
オフ制御信号に基づき前記半導体スイッチング素子をオ
ン／オフ駆動する駆動回路部と、 この駆動回路部に内蔵されて前記半導体スイッチング素
子の動作状態に応じて変化する前記入力部の電圧変化
を、光信号に変換して動作モニタ信号を作成する動作モ
ニタ回路と、 前記制御回路部と前記駆動回路部とを光学的に接続し、
前記オン／オフ制御信号を前記入力部に送信すると共
に、前記動作モニタ回路で作成された動作モニタ信号を
受信する双方向性光ファイバと を備えたことを特徴とする半導体スイッチング素子の駆
動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324763A JP2666939B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 半導体スイツチング素子の駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62324763A JP2666939B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 半導体スイツチング素子の駆動回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01165222A JPH01165222A (ja) | 1989-06-29 |
| JP2666939B2 true JP2666939B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=18169403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62324763A Expired - Fee Related JP2666939B2 (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 半導体スイツチング素子の駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2666939B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE9309880U1 (de) * | 1993-07-02 | 1993-11-11 | Cooper Tools Gmbh | Schalteinrichtung für Handgeräte bzw. Handwerkzeuge |
| JP2006080560A (ja) * | 2005-10-31 | 2006-03-23 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 光結合パワー半導体素子 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5830232A (ja) * | 1981-08-18 | 1983-02-22 | Mitsubishi Electric Corp | 光入出力端子を有する負荷開閉素子 |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP62324763A patent/JP2666939B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01165222A (ja) | 1989-06-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |