JP3155272B2 - スイッチング回路 - Google Patents
スイッチング回路Info
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- JP3155272B2 JP3155272B2 JP29712390A JP29712390A JP3155272B2 JP 3155272 B2 JP3155272 B2 JP 3155272B2 JP 29712390 A JP29712390 A JP 29712390A JP 29712390 A JP29712390 A JP 29712390A JP 3155272 B2 JP3155272 B2 JP 3155272B2
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Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 第1、第2発明は、自己ターン・オフ機能を持つ可制
御スイッチング手段(例:トランジスタ、GTOサイリス
タ。)が有って、その駆動信号入力用に制御端子(例:
ベース端子、ゲート端子。)と対を成さない方の主端子
(例:コレクタ端子、ドレイン端子、アノード端子。)
を直流電源手段(例:直流電源。)に接地した場合に、
駆動用直流電源手段の数が少なくてもその可制御スイッ
チング手段に逆バイアス電圧あるいは逆バイアス電流を
与えたり、順バイアス電圧あるいは順バイアス電流を与
えたりすることができるスイッチング回路に関する。そ
のために、オン駆動用電源手段としてキャパシタンス手
段あるいはインダクタンス手段が使用されている。
御スイッチング手段(例:トランジスタ、GTOサイリス
タ。)が有って、その駆動信号入力用に制御端子(例:
ベース端子、ゲート端子。)と対を成さない方の主端子
(例:コレクタ端子、ドレイン端子、アノード端子。)
を直流電源手段(例:直流電源。)に接地した場合に、
駆動用直流電源手段の数が少なくてもその可制御スイッ
チング手段に逆バイアス電圧あるいは逆バイアス電流を
与えたり、順バイアス電圧あるいは順バイアス電流を与
えたりすることができるスイッチング回路に関する。そ
のために、オン駆動用電源手段としてキャパシタンス手
段あるいはインダクタンス手段が使用されている。
これらは、電力変換回路、電力変換回路を応用した各
種装置、例えば、点火装置、放電灯点灯装置、誘導加熱
装置、スイッチング電源装置などに使われる。
種装置、例えば、点火装置、放電灯点灯装置、誘導加熱
装置、スイッチング電源装置などに使われる。
背景技術 オン駆動時に順バイアスし、オフ駆動時に逆バイアス
する従来のスイッチング回路として、例えば、第3図〜
第5図の各スイッチング回路が有る。どのスイッチング
回路もノーマリィ・オン型SITあるいはノーマリィ・オ
フ型MOS・FETあるいはIGBTを直流電源2にドレイン接地
あるいはコレクタ接地している。つまり、自己ターン・
オ機能を持つ可制御スイッチング手段の駆動信号入力用
に制御端子と対を成さない方の主端子を直流電源2に接
地している。
する従来のスイッチング回路として、例えば、第3図〜
第5図の各スイッチング回路が有る。どのスイッチング
回路もノーマリィ・オン型SITあるいはノーマリィ・オ
フ型MOS・FETあるいはIGBTを直流電源2にドレイン接地
あるいはコレクタ接地している。つまり、自己ターン・
オ機能を持つ可制御スイッチング手段の駆動信号入力用
に制御端子と対を成さない方の主端子を直流電源2に接
地している。
尚、第4図の回路では互いに相補関係にあるノーマリ
ィ・オフ型のトランジスタ14、15ができるだけ同時にオ
ンとならない様に接続されている。また、第5図の回路
では切換えスイッチ30、31はどちらも使われずオン・オ
フ・スイッチ(トランジスタ28のこと。)が使われてい
る。
ィ・オフ型のトランジスタ14、15ができるだけ同時にオ
ンとならない様に接続されている。また、第5図の回路
では切換えスイッチ30、31はどちらも使われずオン・オ
フ・スイッチ(トランジスタ28のこと。)が使われてい
る。
どのスイッチング回路においても直流電源1、21を使
って、それぞれの可制御スイッチング手段(トランジス
タ9、14、15、20)にゲート逆バイアス電圧あるいはゲ
ート逆バイアス電流を与えたり、ゲート順バイアス電圧
あるいはゲート順バイアス電流を与えたり、することが
できる。
って、それぞれの可制御スイッチング手段(トランジス
タ9、14、15、20)にゲート逆バイアス電圧あるいはゲ
ート逆バイアス電流を与えたり、ゲート順バイアス電圧
あるいはゲート順バイアス電流を与えたり、することが
できる。
しかしながら、『その駆動用に直流電源手段が2つ必
要である』という第1の問題点が従来のスイッチング回
路に有る。
要である』という第1の問題点が従来のスイッチング回
路に有る。
(第1の問題点) また、第5図のスイッチング回路の様にオン・オフ・
スイッチを使う場合、トランジスタ28がオンのとき、抵
抗32によってエネルギーが消費される。特に、直流電源
2の電圧が大きいと、そのエネルギー消費は多くなる。
スイッチを使う場合、トランジスタ28がオンのとき、抵
抗32によってエネルギーが消費される。特に、直流電源
2の電圧が大きいと、そのエネルギー消費は多くなる。
一方、第3図、第4図の各回路の場合、この様なエネ
ルギー消費が無い代わりに3端子又は4端子の切換えス
イッチ30又は31が必要となる。尚、実際的には切換スイ
ッチ30に「2つのオン・オフ・スイッチを直列接続した
もの」を使用することが多いから、厳密にはオン・オフ
切換え時に同様なエネルギー消費が少しながら有る。
ルギー消費が無い代わりに3端子又は4端子の切換えス
イッチ30又は31が必要となる。尚、実際的には切換スイ
ッチ30に「2つのオン・オフ・スイッチを直列接続した
もの」を使用することが多いから、厳密にはオン・オフ
切換え時に同様なエネルギー消費が少しながら有る。
従って、『オン・オフ・スイッチを使ってもその様な
エネルギー消費が無いことが望まれる』という第2の問
題点が従来のスイッチング回路に有る。
エネルギー消費が無いことが望まれる』という第2の問
題点が従来のスイッチング回路に有る。
(第2の問題点) そこで、第1、第2の各発明は『その駆動用の直流電
源手段の数が1つで済み、オン・オフ・スイッチを使っ
てもその様なエネルギー消費が無い』スイッチング回路
を提供することも目的としている。
源手段の数が1つで済み、オン・オフ・スイッチを使っ
てもその様なエネルギー消費が無い』スイッチング回路
を提供することも目的としている。
第1発明の開示 即ち、第1発明は、 自己ターン・オフ機能を持つ第1の可制御スイッチング
手段の駆動信号入力用に対を成す制御端子と主端子を制
御端子ct1と主端子mt1aと呼び、そのもう1つの主端子
を主端子mt1bと呼ぶとしたときに、 「第1の直流電圧を供給する第1の直流電源手段」と、 「主端子mt1b・主端子mt1a間のスイッチング制御可能な
方向が前記第1の直流電圧に対して順方向となる様に前
記第1の直流電源手段が主端子mt1bに接続される前記第
1の可制御スイッチング手段」と、 「第2の直流電圧を供給し、前記第1の可制御スイッチ
ング手段と共に前記第1の直流電源手段を挟む様に、し
かも、両前記直流電圧を同じ向きにしてこれらと直列接
続される第2の直流電源手段」と、 「そのスイッチング制御可能な方向が前記第2の直流電
圧に対して順方向となる様に前記第2の直流電源手段の
開放端に接続される第2の可制御スイッチング手段」
と、 「前記第2の直流電圧の方向に合わせて両前記直流電源
手段の接続点と主端子mt1aの間に接続される非可制御ス
イッチング手段」と、 「制御端子ct1・主端子mt1a間に接続され、その逆バイ
アス方向の電流を通す第1の電圧降下手段」と、 「キャパシタンス手段」と、 「前記第2の可制御スイッチング手段がオンのとき前記
第2の直流電源手段が前記キャパシタンス手段を充電す
る第1の閉回路を前記第2の直流電源手段、前記非可制
御スイッチング手段、前記第1の電圧降下手段、前記キ
ャパシタンス手段および前記第2の可制御スイッチング
手段と共に形成する第1の電流制限手段」と、 「前記第2の可制御スイッチング手段がオフのとき前記
キャパシタンス手段がその充電エネルギーによって制御
端子ct1・主端子mt1a間を順バイアスする第2の閉回路
を前記キャパシタンス手段と制御端子ct1・主端子mt1a
間部分と共に形成する第2の電流制限手段」、 を有するスイッチング回路である。
手段の駆動信号入力用に対を成す制御端子と主端子を制
御端子ct1と主端子mt1aと呼び、そのもう1つの主端子
を主端子mt1bと呼ぶとしたときに、 「第1の直流電圧を供給する第1の直流電源手段」と、 「主端子mt1b・主端子mt1a間のスイッチング制御可能な
方向が前記第1の直流電圧に対して順方向となる様に前
記第1の直流電源手段が主端子mt1bに接続される前記第
1の可制御スイッチング手段」と、 「第2の直流電圧を供給し、前記第1の可制御スイッチ
ング手段と共に前記第1の直流電源手段を挟む様に、し
かも、両前記直流電圧を同じ向きにしてこれらと直列接
続される第2の直流電源手段」と、 「そのスイッチング制御可能な方向が前記第2の直流電
圧に対して順方向となる様に前記第2の直流電源手段の
開放端に接続される第2の可制御スイッチング手段」
と、 「前記第2の直流電圧の方向に合わせて両前記直流電源
手段の接続点と主端子mt1aの間に接続される非可制御ス
イッチング手段」と、 「制御端子ct1・主端子mt1a間に接続され、その逆バイ
アス方向の電流を通す第1の電圧降下手段」と、 「キャパシタンス手段」と、 「前記第2の可制御スイッチング手段がオンのとき前記
第2の直流電源手段が前記キャパシタンス手段を充電す
る第1の閉回路を前記第2の直流電源手段、前記非可制
御スイッチング手段、前記第1の電圧降下手段、前記キ
ャパシタンス手段および前記第2の可制御スイッチング
手段と共に形成する第1の電流制限手段」と、 「前記第2の可制御スイッチング手段がオフのとき前記
キャパシタンス手段がその充電エネルギーによって制御
端子ct1・主端子mt1a間を順バイアスする第2の閉回路
を前記キャパシタンス手段と制御端子ct1・主端子mt1a
間部分と共に形成する第2の電流制限手段」、 を有するスイッチング回路である。
尚、非可制御スイッチング手段には例えばダイオード
が有る。また、実施例によっては前記第2の可制御スイ
ッチング手段が前記第1の電流制限手段を兼ねる場合も
有る。
が有る。また、実施例によっては前記第2の可制御スイ
ッチング手段が前記第1の電流制限手段を兼ねる場合も
有る。
このことによって、前記第2の可制御スイッチング手
段がオンのとき、前記第2の直流電源手段が前記非可制
御スイッチング手段、前記第1の電圧降下手段、前記第
1の電流制限手段および前記第2の可制御スイッチング
手段を介して前記キャパシタンス手段を充電する。この
とき、その充電電流が前記第1の電圧降下手段に電圧降
下を生じている間、この電圧降下が逆バイアス電圧とな
って制御端子ct1・主端子mt1a間に供給される。
段がオンのとき、前記第2の直流電源手段が前記非可制
御スイッチング手段、前記第1の電圧降下手段、前記第
1の電流制限手段および前記第2の可制御スイッチング
手段を介して前記キャパシタンス手段を充電する。この
とき、その充電電流が前記第1の電圧降下手段に電圧降
下を生じている間、この電圧降下が逆バイアス電圧とな
って制御端子ct1・主端子mt1a間に供給される。
そして、前記第2の可制御スイッチング手段がオフの
とき、前記キャパシタンス手段が前記第2の電流制限手
段を介して制御端子ct1・主端子mt1a間に順バイアス電
圧あるいは順バイアス電流を供給するので、前記第1の
可制御スイッチング手段はオン駆動される。
とき、前記キャパシタンス手段が前記第2の電流制限手
段を介して制御端子ct1・主端子mt1a間に順バイアス電
圧あるいは順バイアス電流を供給するので、前記第1の
可制御スイッチング手段はオン駆動される。
このため、『駆動用の直流電源手段の数が1つで済
む』という第1の効果が第1発明に有る。
む』という第1の効果が第1発明に有る。
(第1の効果) それから、前記第2の可制御スイッチング手段は、オ
ン、オフすれば用は足りるから、オン・オフ・スイッチ
で済み、第5図のスイッチング回路の様に2つ目の駆動
用の直流電源手段(直流電源1)が必要無いので、前述
した様に抵抗32でエネルギーを消費する閉回路は無くな
る。
ン、オフすれば用は足りるから、オン・オフ・スイッチ
で済み、第5図のスイッチング回路の様に2つ目の駆動
用の直流電源手段(直流電源1)が必要無いので、前述
した様に抵抗32でエネルギーを消費する閉回路は無くな
る。
従って、『オン・オフ・スイッチを使っても前述した
様なエネルギー消費は無い』という第2の効果が第1発
明に有る。
様なエネルギー消費は無い』という第2の効果が第1発
明に有る。
(第2の効果) 尚、制御端子ct1・主端子mt1a間に逆バイアス電圧を
印加できる最長印加期間はほぼその充電期間以内に限ら
れる。
印加できる最長印加期間はほぼその充電期間以内に限ら
れる。
また、前記第1の可制御スイッチング手段が電圧駆動
型ならば、制御端子ct1・主端子mt1a間に逆バイアス電
圧を印加できる最長印加期間は、前記キャパシタンス手
段の充填期間と制御端子ct1・主端子mt1a間抵抗などで
決まる。
型ならば、制御端子ct1・主端子mt1a間に逆バイアス電
圧を印加できる最長印加期間は、前記キャパシタンス手
段の充填期間と制御端子ct1・主端子mt1a間抵抗などで
決まる。
さらに、その最大可能オン駆動期間は前記キャパシタ
ンス手段の充電エネルギーと制御端子ct1・主端子mt1a
間抵抗などで決まる。
ンス手段の充電エネルギーと制御端子ct1・主端子mt1a
間抵抗などで決まる。
第1発明が請求項2記載のスイッチング回路に対応す
る場合、前記第2の可制御スイッチング手段がオンであ
る限り、前記第2の直流電源手段は制御端子ct1・主端
子mt1a間に常に逆バイアス電圧を供給することができ
る。
る場合、前記第2の可制御スイッチング手段がオンであ
る限り、前記第2の直流電源手段は制御端子ct1・主端
子mt1a間に常に逆バイアス電圧を供給することができ
る。
第1発明が請求項3記載のスイッチング回路に対応す
る場合、前記前記第2の可制御スイッチング手段がオン
のとき前記第2の直流電源手段は前記キャパシタンス手
段を充電すると同時に同項記載中のインダクタンス手段
を励磁し、前記前記第2の可制御スイッチング手段がオ
フのとき前記キャパシタンス手段と上記インダクタンス
手段の直列回路が制御端子ct1・主端子mt1a間を順バイ
アスする。その結果、前記キャパシタンス手段の充電電
圧の大きさが制御端子ct1・主端子mt1a間の順バイアス
電圧の大きさと同等以下であっても、その足りない電圧
分を上記インダクタンス手段が補うので大丈夫である。
る場合、前記前記第2の可制御スイッチング手段がオン
のとき前記第2の直流電源手段は前記キャパシタンス手
段を充電すると同時に同項記載中のインダクタンス手段
を励磁し、前記前記第2の可制御スイッチング手段がオ
フのとき前記キャパシタンス手段と上記インダクタンス
手段の直列回路が制御端子ct1・主端子mt1a間を順バイ
アスする。その結果、前記キャパシタンス手段の充電電
圧の大きさが制御端子ct1・主端子mt1a間の順バイアス
電圧の大きさと同等以下であっても、その足りない電圧
分を上記インダクタンス手段が補うので大丈夫である。
第2発明の開示 それから、第2発明は、 自己ターン・オフ機能を持つ第1の可制御スイッチング
手段の駆動信号入力用に対を成す制御端子と主端子を制
御端子ct1と主端子mt1aと呼び、そのもう1つの主端子
を主端子mt1bと呼ぶとしたときに、 「第1の直流電圧を供給する第1の直流電源手段」と、 「主端子mt1b・主端子mt1a間のスイッチング制御可能な
方向が前記第1の直流電圧に対して順方向となる様に前
記第1の直流電源手段が主端子mt1bに接続される前記第
1の可制御スイッチング手段」と、 「第2の直流電圧を供給し、前記第1の可制御スイッチ
ング手段と共に前記第1の直流電源手段を挟む様に、し
かも、両前記直流電圧を同じ向きにしてこれらと直列接
続される第2の直流電源手段」と、 「そのスイッチング制御可能な方向が前記第2の直流電
圧に対して順方向となる様に前記第2の直流電源手段の
開放端に接続される第2の可制御スイッチング手段」
と、 「前記第2の直流電圧の方向に合わせて両前記直流電源
手段の接続点と主端子mt1aの間に接続される非可制御ス
イッチング手段」と、 「前記第1のスイッチング手段の主電流と無関係に動作
し、制御端子ct1・主端子mt1a間に接続されるインダク
タンス手段」と、 「前記第2の可制御スイッチング手段がオンのとき前記
第2の直流電源手段が前記インダクタンス手段を励磁す
る第1の閉回路を前記第2の直流電源手段、前記非可制
御スイッチング手段、前記インダクタンス手段および前
記第2の可制御スイッチング手段と共に形成する第1の
電流制限手段」、 を有し、 前記第2の可制御スイッチング手段がオフのとき前記イ
ンダクタンス手段がその励磁エネルギーによって制御端
子ct1・主端子mt1a間を順バイアスするスイッチング回
路である。
手段の駆動信号入力用に対を成す制御端子と主端子を制
御端子ct1と主端子mt1aと呼び、そのもう1つの主端子
を主端子mt1bと呼ぶとしたときに、 「第1の直流電圧を供給する第1の直流電源手段」と、 「主端子mt1b・主端子mt1a間のスイッチング制御可能な
方向が前記第1の直流電圧に対して順方向となる様に前
記第1の直流電源手段が主端子mt1bに接続される前記第
1の可制御スイッチング手段」と、 「第2の直流電圧を供給し、前記第1の可制御スイッチ
ング手段と共に前記第1の直流電源手段を挟む様に、し
かも、両前記直流電圧を同じ向きにしてこれらと直列接
続される第2の直流電源手段」と、 「そのスイッチング制御可能な方向が前記第2の直流電
圧に対して順方向となる様に前記第2の直流電源手段の
開放端に接続される第2の可制御スイッチング手段」
と、 「前記第2の直流電圧の方向に合わせて両前記直流電源
手段の接続点と主端子mt1aの間に接続される非可制御ス
イッチング手段」と、 「前記第1のスイッチング手段の主電流と無関係に動作
し、制御端子ct1・主端子mt1a間に接続されるインダク
タンス手段」と、 「前記第2の可制御スイッチング手段がオンのとき前記
第2の直流電源手段が前記インダクタンス手段を励磁す
る第1の閉回路を前記第2の直流電源手段、前記非可制
御スイッチング手段、前記インダクタンス手段および前
記第2の可制御スイッチング手段と共に形成する第1の
電流制限手段」、 を有し、 前記第2の可制御スイッチング手段がオフのとき前記イ
ンダクタンス手段がその励磁エネルギーによって制御端
子ct1・主端子mt1a間を順バイアスするスイッチング回
路である。
尚、非可制御スイッチング手段には例えばダイオード
が有る。また、実施例によっては前記第2の可制御スイ
ッチング手段が前記第1の電流制限手段を兼ねる場合も
有る。さらに、実施例によっては前記インダクタンス手
段が制御端子ct1・主端子mt1a間に直接接続されたり、
あるいは、「電圧降下手段もしくは第2の電流制限手
段」を介して接続されたりする。
が有る。また、実施例によっては前記第2の可制御スイ
ッチング手段が前記第1の電流制限手段を兼ねる場合も
有る。さらに、実施例によっては前記インダクタンス手
段が制御端子ct1・主端子mt1a間に直接接続されたり、
あるいは、「電圧降下手段もしくは第2の電流制限手
段」を介して接続されたりする。
このことによって、前記第2の可制御スイッチング手
段がオンのとき、前記第2の直流電源手段が前記非可制
御スイッチング手段、前記第1の電流制限手段および前
記第2の可制御スイッチング手段を介して前記インダク
タンス手段を励磁する。このとき、前記インダクタンス
手段に逆起電力が誘起されている間この逆起電力を利用
することができ、この逆起電力などがその逆バイアス電
圧となって制御端子ct1・主端子mt1a間に供給される。
段がオンのとき、前記第2の直流電源手段が前記非可制
御スイッチング手段、前記第1の電流制限手段および前
記第2の可制御スイッチング手段を介して前記インダク
タンス手段を励磁する。このとき、前記インダクタンス
手段に逆起電力が誘起されている間この逆起電力を利用
することができ、この逆起電力などがその逆バイアス電
圧となって制御端子ct1・主端子mt1a間に供給される。
そして、前記第2の可制御スイッチング手段がオフの
とき、前記インダクタンス手段が制御端子ct1・主端子m
t1a間に順バイアス電圧あるいは順バイアス電流を供給
するので、前記第1の可制御スイッチング手段はオン駆
動される。
とき、前記インダクタンス手段が制御端子ct1・主端子m
t1a間に順バイアス電圧あるいは順バイアス電流を供給
するので、前記第1の可制御スイッチング手段はオン駆
動される。
このため、『駆動用の直流電源手段の数が1つで済
む』という第1の効果が第1発明に有る。
む』という第1の効果が第1発明に有る。
(第1の効果) それから、前記第2の可制御スイッチング手段は、オ
ン、オフすれば用は足りるから、オン・オフ・スイッチ
で済み、第5図のスイッチング回路の様に2つ目の駆動
用の直流電源手段(直流電源1)が必要無いので、前述
した様に抵抗32でエネルギーを消費する閉回路は無くな
る。
ン、オフすれば用は足りるから、オン・オフ・スイッチ
で済み、第5図のスイッチング回路の様に2つ目の駆動
用の直流電源手段(直流電源1)が必要無いので、前述
した様に抵抗32でエネルギーを消費する閉回路は無くな
る。
従って、『オン・オフ・スイッチを使っても前述した
様なエネルギー消費は無い』という第2の効果が第2発
明に有る。
様なエネルギー消費は無い』という第2の効果が第2発
明に有る。
(第2の効果) 尚、その逆バイアス電圧の供給に前記インダクタンス
手段の逆起電力だけしか利用ことができない場合、制御
端子ct1・主端子mt1a間に逆バイアス電圧を印加できる
最長印加期間はほぼその逆起電力の誘起期間以内に限ら
れる。
手段の逆起電力だけしか利用ことができない場合、制御
端子ct1・主端子mt1a間に逆バイアス電圧を印加できる
最長印加期間はほぼその逆起電力の誘起期間以内に限ら
れる。
また、その最大可能オン駆動期間は前記インダクタン
ス手段の励磁エネルギーと制御端子ct1・主端子mt1a間
抵抗あるいは制御端子ct1・主端子mt1a間静電容量など
で決まる。
ス手段の励磁エネルギーと制御端子ct1・主端子mt1a間
抵抗あるいは制御端子ct1・主端子mt1a間静電容量など
で決まる。
発明を実施するための最良の形態 各発明をより詳細に説明するために以下添付図面に従
ってこれを説明する。第1図に示す第1発明の実施例
は、請求項1記載のスイッチング回路に対応し、抵抗13
が接続されていれば請求項2記載のスイッチング回路に
も対応する。この実施例ではそれぞれが以下の通り前述
した各構成要素に相当する。
ってこれを説明する。第1図に示す第1発明の実施例
は、請求項1記載のスイッチング回路に対応し、抵抗13
が接続されていれば請求項2記載のスイッチング回路に
も対応する。この実施例ではそれぞれが以下の通り前述
した各構成要素に相当する。
a)直流電源2が前述した第1の直流電源手段に。
b)直流電源21が前述した第2の直流電源手段に。
c)トランジスタ20が前述した第1の可制御スイッチン
グ手段に。
グ手段に。
d)トランジスタ20のゲート端子、エミッタ端子および
コレクタ端子が前述した制御端子ct1、主端子mt1aおよ
び主端子mt1bに。
コレクタ端子が前述した制御端子ct1、主端子mt1aおよ
び主端子mt1bに。
e)トランジスタ28が前述した第2の可制御スイッチン
グ手段に。
グ手段に。
f)ダイオード12が前述した非可制御スイッチング手段
に。
に。
g)「逆向きに直列接続した両ツェナー・ダイオード
8」が前述した第1の電圧降下手段に。
8」が前述した第1の電圧降下手段に。
h)コンデンサ6が前述したキャパシタンス手段に。
i)トランジスタ28が前述した第1の電流制限手段に。
j)抵抗5が前述した第2の電流制限手段に。
k)抵抗13が請求項2記載中の第2の電圧降下手段に。
l)「トランジスタ28がオンのとき直流電源21、ダイオ
ード12、両ツェナー・ダイオード8、コンデンサ6及び
トランジスタ28が形成する閉回路」が前述した第1の閉
回路に。
ード12、両ツェナー・ダイオード8、コンデンサ6及び
トランジスタ28が形成する閉回路」が前述した第1の閉
回路に。
m)「トランジスタ28がオフのときコンデンサ6がその
充電エネルギーによって抵抗5を介してトランジスタ20
のゲート端子・エミッタ端子間を順バイアスする閉回
路」が前述した第2の閉回路に。
充電エネルギーによって抵抗5を介してトランジスタ20
のゲート端子・エミッタ端子間を順バイアスする閉回
路」が前述した第2の閉回路に。
尚、第1図の実施例ではトランジスタ28が前述した第
2の可制御スイッチング手段と前述した第1の電流制限
手段を兼ねる。
2の可制御スイッチング手段と前述した第1の電流制限
手段を兼ねる。
次に、この回路の動作について延べる。トランジスタ
28がターン・オンすると、直流電源21がダイオード12と
2つのツェナー・ダイオード8等を介してコンデンサ6
を充電する閉回路が形成される。その充電電流が両ツェ
ナー・ダイオード8を流れて電圧降下を生じている間、
トランジスタ20は逆バイアスされ、トランジスタ20のオ
フは安定する。しかし、その充電電流が流れなくなる
と、その逆バイアス電圧は不確実になる。抵抗13が接続
されている場合、トランジスタ28がオンのとき常に直流
電源21がトランジスタ20に逆バイアス電圧を供給する閉
回路が形成される。トランジスタ28がターン・オフする
と、コンデンサ6が抵抗5を介してトランジスタ20を順
バイアスする閉回路が形成される。
28がターン・オンすると、直流電源21がダイオード12と
2つのツェナー・ダイオード8等を介してコンデンサ6
を充電する閉回路が形成される。その充電電流が両ツェ
ナー・ダイオード8を流れて電圧降下を生じている間、
トランジスタ20は逆バイアスされ、トランジスタ20のオ
フは安定する。しかし、その充電電流が流れなくなる
と、その逆バイアス電圧は不確実になる。抵抗13が接続
されている場合、トランジスタ28がオンのとき常に直流
電源21がトランジスタ20に逆バイアス電圧を供給する閉
回路が形成される。トランジスタ28がターン・オフする
と、コンデンサ6が抵抗5を介してトランジスタ20を順
バイアスする閉回路が形成される。
但し、その順バイアスのためには、トランジスタ28の
ターン・オフ時にコンデンサ6の電荷量は少なくともそ
のゲート・ソース間静電容量のそれを上回っている必要
がある。また、その最大可能オン駆動期間はコンデンサ
6の充電エネルギー、そのゲート・ソース間の抵抗値、
トランジスタ20のオン・オフしきい値電圧などで決ま
る。
ターン・オフ時にコンデンサ6の電荷量は少なくともそ
のゲート・ソース間静電容量のそれを上回っている必要
がある。また、その最大可能オン駆動期間はコンデンサ
6の充電エネルギー、そのゲート・ソース間の抵抗値、
トランジスタ20のオン・オフしきい値電圧などで決ま
る。
以上の事から、第1図の第1発明の実施例には『その
駆動用直流電源の数が1つで済む』という効果が有るこ
とが分かる。(第1の効果) また、第1図の実施例には第5図の回路の様にエネル
ギーを消費する「直流電源21、2、1と抵抗32を含む閉
回路」が無い。しかも、トランジスタ28がターン・オフ
すると、直流電源21を通る閉回路も一切無くなる。
駆動用直流電源の数が1つで済む』という効果が有るこ
とが分かる。(第1の効果) また、第1図の実施例には第5図の回路の様にエネル
ギーを消費する「直流電源21、2、1と抵抗32を含む閉
回路」が無い。しかも、トランジスタ28がターン・オフ
すると、直流電源21を通る閉回路も一切無くなる。
従って、第1図の第1発明の実施例には『オン・オフ
・スイッチを使ってもその様なエネルギー消費が無い』
という効果も有る。(第2の効果) 尚、トランジスタ28のコレクタ電流は必ずダイオード
12を流れるとは限らない。端子t4と端子t3又はt5間に負
荷など(図示せず。)が接続されていると、そのコレク
タ電流はそちらの方に流れる場合も有る。この場合、直
流電源21がコンデンサ6を充電する閉回路はその負荷な
どを含み、ダイオード12を含まないことになる。ただ
し、この場合、ダイオード12又はスイッチ10が端子t4、
t5間をクランプすれば、そのコレクタ電流の大きさはほ
とんど変わらない。それから、抵抗5、13のうち少なく
とも1つを定電流素子などの定電流手段に交換しても構
わない。
・スイッチを使ってもその様なエネルギー消費が無い』
という効果も有る。(第2の効果) 尚、トランジスタ28のコレクタ電流は必ずダイオード
12を流れるとは限らない。端子t4と端子t3又はt5間に負
荷など(図示せず。)が接続されていると、そのコレク
タ電流はそちらの方に流れる場合も有る。この場合、直
流電源21がコンデンサ6を充電する閉回路はその負荷な
どを含み、ダイオード12を含まないことになる。ただ
し、この場合、ダイオード12又はスイッチ10が端子t4、
t5間をクランプすれば、そのコレクタ電流の大きさはほ
とんど変わらない。それから、抵抗5、13のうち少なく
とも1つを定電流素子などの定電流手段に交換しても構
わない。
第2図に示す第2発明の実施例は請求項4記載のスイ
ッチング回路に対応する。この実施例ではそれぞれが以
下の通り前述した各構成要素に相当する。
ッチング回路に対応する。この実施例ではそれぞれが以
下の通り前述した各構成要素に相当する。
a)直流電源2が前述した第1の直流電源手段に。
b)直流電源21が前述した第2の直流電源手段に。
c)トランジスタ20が前述した第1の可制御スイッチン
グ手段に。
グ手段に。
d)トランジスタ20のゲート端子、エミッタ端子および
コレクタ端子が前述した制御端子ct1、主端子mt1aおよ
び主端子mt1bに。
コレクタ端子が前述した制御端子ct1、主端子mt1aおよ
び主端子mt1bに。
e)トランジスタ28が前述した第2の可制御スイッチン
グ手段に。
グ手段に。
f)ダイオード12が前述した非可制御スイッチング手段
に。
に。
g)コイル16が前述したインダクタンス手段に。
h)トランジスタ28が前述した第1の電流制限手段に。
i)「トランジスタ28がオンのとき直流電源21、ダイオ
ード12、コイル16及びトランジスタ28が形成する閉回
路」が前述した第1の閉回路に。
ード12、コイル16及びトランジスタ28が形成する閉回
路」が前述した第1の閉回路に。
尚、トランジスタ28は前述した第2の可制御スイッチ
ング手段と前述した第1の電流制限手段を兼ねる。ま
た、両ツェナー・ダイオード8は無くても良いが、有っ
た方が後述する半共振周期に合わせたトランジスタ28の
オフ期間制御とトランジスタ20のゲート・エミッタ間の
絶縁保護の面で容易になる。さらに、そのゲート・エミ
ッタ間の絶縁耐圧に注意するならば、両ツェナー・ダイ
オード8の代わりに抵抗を用いても構わない。それか
ら、ダイオード19も有った方が良い。そうすれば、トラ
ンジスタ20の順バイアス電圧を維持できる期間を長くす
ることができる。この場合、コイル16によるサージ電圧
を吸収するサージ電圧吸収手段を接続した方が良い。
ング手段と前述した第1の電流制限手段を兼ねる。ま
た、両ツェナー・ダイオード8は無くても良いが、有っ
た方が後述する半共振周期に合わせたトランジスタ28の
オフ期間制御とトランジスタ20のゲート・エミッタ間の
絶縁保護の面で容易になる。さらに、そのゲート・エミ
ッタ間の絶縁耐圧に注意するならば、両ツェナー・ダイ
オード8の代わりに抵抗を用いても構わない。それか
ら、ダイオード19も有った方が良い。そうすれば、トラ
ンジスタ20の順バイアス電圧を維持できる期間を長くす
ることができる。この場合、コイル16によるサージ電圧
を吸収するサージ電圧吸収手段を接続した方が良い。
次に第2図の実施例の動作について述べる。トランジ
スタ28がターン・オンすると、直流電源21がダイオード
12等を介して、コイル16を励磁する閉回路とトランジス
タ20のゲート・エミッタ間を逆バイアスする閉回路が形
成される。トランジスタ28がターン・オフすると、コイ
ル16がトランジスタ20をゲート順バイアスする。
スタ28がターン・オンすると、直流電源21がダイオード
12等を介して、コイル16を励磁する閉回路とトランジス
タ20のゲート・エミッタ間を逆バイアスする閉回路が形
成される。トランジスタ28がターン・オフすると、コイ
ル16がトランジスタ20をゲート順バイアスする。
ただし、トランジスタ28のオン期間中にその励磁電流
がトランジスタ20のコレクタ電流飽和値で飽和すると、
コイル16がそのゲート・エミッタ間を短絡するから、ト
ランジスタ20のゲート逆バイアス電圧がゼロになってし
まうことに注意する必要が有る。また、第2図の実施例
の場合、コイル16とそのゲート・エミッタ間静電容量が
共振回路を構成するので、ダイオード19が無いと、その
最大可能オン駆動期間はほぼその半周期以内に制限され
る。しかし、ダイオード19が有ると、その電圧の反転を
防止できるから、その最大可能オン駆動期間は長くな
る。その最大可能オン駆動期間はコイル16の励磁エネル
ギー、そのゲート・エミッタ間の静電容量と抵抗値およ
びトランジスタ20のオン・オフしきい値電圧などで決ま
る。
がトランジスタ20のコレクタ電流飽和値で飽和すると、
コイル16がそのゲート・エミッタ間を短絡するから、ト
ランジスタ20のゲート逆バイアス電圧がゼロになってし
まうことに注意する必要が有る。また、第2図の実施例
の場合、コイル16とそのゲート・エミッタ間静電容量が
共振回路を構成するので、ダイオード19が無いと、その
最大可能オン駆動期間はほぼその半周期以内に制限され
る。しかし、ダイオード19が有ると、その電圧の反転を
防止できるから、その最大可能オン駆動期間は長くな
る。その最大可能オン駆動期間はコイル16の励磁エネル
ギー、そのゲート・エミッタ間の静電容量と抵抗値およ
びトランジスタ20のオン・オフしきい値電圧などで決ま
る。
以上の事から、第2図の第2発明の実施例には『その
駆動用の直流電源の数が1つで済む』という効果が有る
ことが分かる。(第1の効果) また、第2図の実施例には、第5図の回路の様にエネ
ルギーを消費する「直流電源21、2、1と抵抗32を含む
閉回路」が無い。しかも、トランジスタ28がターン・オ
フすると、直流電源21を通る閉回路も一切無くなる。
駆動用の直流電源の数が1つで済む』という効果が有る
ことが分かる。(第1の効果) また、第2図の実施例には、第5図の回路の様にエネ
ルギーを消費する「直流電源21、2、1と抵抗32を含む
閉回路」が無い。しかも、トランジスタ28がターン・オ
フすると、直流電源21を通る閉回路も一切無くなる。
従って、第2図の第2発明の実施例には『オン・オフ
・スイッチを使ってもその様なエネルギー消費が無い』
という効果も有る。(第2の効果) 尚、トランジスタ28のコレクタ電流は必ずダイオード
12を流れるとは限らない。端子t9と端子t8又はt10間に
負荷など(図示せず。)が接続されていると、そのコレ
クタ電流はそちらの方に流れる場合も有る。この場合、
直流電源21がコイル16を励磁する閉回路はその負荷など
を含み、ダイオード12を含まないことになる。ただし、
この場合ダイオード12又はスイッチ10が端子t9、t10間
をクランプすれば、そのコレクタ電流の大きさはほとん
ど変わらない。
・スイッチを使ってもその様なエネルギー消費が無い』
という効果も有る。(第2の効果) 尚、トランジスタ28のコレクタ電流は必ずダイオード
12を流れるとは限らない。端子t9と端子t8又はt10間に
負荷など(図示せず。)が接続されていると、そのコレ
クタ電流はそちらの方に流れる場合も有る。この場合、
直流電源21がコイル16を励磁する閉回路はその負荷など
を含み、ダイオード12を含まないことになる。ただし、
この場合ダイオード12又はスイッチ10が端子t9、t10間
をクランプすれば、そのコレクタ電流の大きさはほとん
ど変わらない。
第6図に示す第1発明の実施例は請求項1又は2記載
のスイッチング回路に対応し、第1図の実施例を利用し
ており、トランジスタ14の内蔵ダイオードが第1図のダ
イオード12の役割を果たす。
のスイッチング回路に対応し、第1図の実施例を利用し
ており、トランジスタ14の内蔵ダイオードが第1図のダ
イオード12の役割を果たす。
第7図に示す第2発明の実施例は請求項4記載のスイ
ッチング回路に対応し、第2図の実施例を利用してお
り、トランジスタ14の内蔵ダイオードが第2図のダイオ
ード12の役割を果たす。コイル16なトランジスタ15のゲ
ート・ソース間に抵抗32、41と共に直列接続されている
ので、スイッチ3のオン期間中にコイル16の逆起電力が
ゼロになっても、そのゲート・ソース間にはゲート逆バ
イアス電圧が供給され続ける。
ッチング回路に対応し、第2図の実施例を利用してお
り、トランジスタ14の内蔵ダイオードが第2図のダイオ
ード12の役割を果たす。コイル16なトランジスタ15のゲ
ート・ソース間に抵抗32、41と共に直列接続されている
ので、スイッチ3のオン期間中にコイル16の逆起電力が
ゼロになっても、そのゲート・ソース間にはゲート逆バ
イアス電圧が供給され続ける。
第8図に示す第1発明の実施例は請求項1又は2記載
のスイッチング回路に対応し、第6図の実施例の変形で
ある。第8図の実施例ではPNP型、NPN型のトランジスタ
24、25が組み合わされているので、そのターン・オフ遅
れによる電源短絡電流対策として2つの抵抗23が接続さ
れている。8つのダイオード22は逆バイアス電圧を大き
くするために接続されている。
のスイッチング回路に対応し、第6図の実施例の変形で
ある。第8図の実施例ではPNP型、NPN型のトランジスタ
24、25が組み合わされているので、そのターン・オフ遅
れによる電源短絡電流対策として2つの抵抗23が接続さ
れている。8つのダイオード22は逆バイアス電圧を大き
くするために接続されている。
尚、トランジスタ25の代わりに第6図のトランジスタ
15を接続することも可能である。この場合、トランジス
タ25側の4つのダイオード22は要らない。この様に、第
6図、第8図の各実施例などでは違った種類の可制御ス
イッチング手段を用いても構わない。
15を接続することも可能である。この場合、トランジス
タ25側の4つのダイオード22は要らない。この様に、第
6図、第8図の各実施例などでは違った種類の可制御ス
イッチング手段を用いても構わない。
第9図に示す第1発明の実施例は請求項1又は2記載
のスイッチング回路に対応し、第6図の実施例を利用し
て改良したものである。トランジスタ14、15は互いに自
分のターン・オンが相手のターン・オフより遅くなる様
にダイオード35、36と抵抗34、37が作用する。
のスイッチング回路に対応し、第6図の実施例を利用し
て改良したものである。トランジスタ14、15は互いに自
分のターン・オンが相手のターン・オフより遅くなる様
にダイオード35、36と抵抗34、37が作用する。
第10図に示す第2発明の実施例は請求項4記載のスイ
ッチング回路に対応し、第7図の実施例を利用して改良
したものである。トランジスタ14、15は互いに自分のタ
ーン・オンが相手のターン・オフより遅くなる様にダイ
オード35、36と抵抗34、37が作用する。
ッチング回路に対応し、第7図の実施例を利用して改良
したものである。トランジスタ14、15は互いに自分のタ
ーン・オンが相手のターン・オフより遅くなる様にダイ
オード35、36と抵抗34、37が作用する。
第11図に示す第1発明の実施例は請求項1、2又は3
記載のスイッチング回路に対応し、コイル16が請求項3
記載中のインダクタンス手段に相当する。トランジスタ
28がオンのとき、直流電源21はコンデンサ6とコイル16
の両方にエネルギーを並列的に供給し、トランジスタ28
がオフのとき、コンデンサ6とコイル16の直列回路がト
ランジスタ14にゲート順バイアス電圧などを供給し、ト
ランジスタ15にゲート逆バイアス電圧などを供給する。
記載のスイッチング回路に対応し、コイル16が請求項3
記載中のインダクタンス手段に相当する。トランジスタ
28がオンのとき、直流電源21はコンデンサ6とコイル16
の両方にエネルギーを並列的に供給し、トランジスタ28
がオフのとき、コンデンサ6とコイル16の直列回路がト
ランジスタ14にゲート順バイアス電圧などを供給し、ト
ランジスタ15にゲート逆バイアス電圧などを供給する。
第12図に示す第1、第2発明の実施例は請求項1、
2、3又は4記載のスイッチング回路に対応する。コン
デンサ6とコイル16両方はトランジスタ14、15両方のゲ
ート・ソース間に直列的にも並列的にも接続されている
ので、「コンデンサ6単独で」あるいは「コイル16単独
で」あるいは「コンデンサ6とコイル16の直列回路で」
各ゲート・ソース間を順バイアスまたは逆バイアスする
ことができる。ダイオード35、36と抵抗34、37の作用は
第9図、第10図の各実施例の場合と同じである。
2、3又は4記載のスイッチング回路に対応する。コン
デンサ6とコイル16両方はトランジスタ14、15両方のゲ
ート・ソース間に直列的にも並列的にも接続されている
ので、「コンデンサ6単独で」あるいは「コイル16単独
で」あるいは「コンデンサ6とコイル16の直列回路で」
各ゲート・ソース間を順バイアスまたは逆バイアスする
ことができる。ダイオード35、36と抵抗34、37の作用は
第9図、第10図の各実施例の場合と同じである。
最後に以下の事を補足する。
a)第1、第2の各発明のスイッチング回路に用いる第
1の可制御スイッチング手段それぞれは自己ターン・オ
フ機能を持つ可制御スイッチング手段ならば、何でも良
い。例えば、バイポーラ・トランジスタ、GTO(ゲート
・ターン・オフ・サイリスタ)、FET、MOS、FET、IGB
T、SIT、SIサイリスタ、BIMOS複合デバイス等がある。
ただし、オフ駆動期間中に逆バイアス電圧を供給できな
い場合、それはノーマリィ・オフ型である必要が有る
が。
1の可制御スイッチング手段それぞれは自己ターン・オ
フ機能を持つ可制御スイッチング手段ならば、何でも良
い。例えば、バイポーラ・トランジスタ、GTO(ゲート
・ターン・オフ・サイリスタ)、FET、MOS、FET、IGB
T、SIT、SIサイリスタ、BIMOS複合デバイス等がある。
ただし、オフ駆動期間中に逆バイアス電圧を供給できな
い場合、それはノーマリィ・オフ型である必要が有る
が。
b)スイッチ3の代わりに自己ターン・オフ機能を持つ
可制御スイッチング手段なら何でも使うことができる。
可制御スイッチング手段なら何でも使うことができる。
c)オン駆動用に少なくともインダクタンス手段を使う
場合、直流電源21の電圧が前述した第1の可制御スイッ
チング手段が必要とする順バイアス電圧より小さくて
も、充分な順バイアス電圧を供給することができる。こ
ういう効果が少なくともインダクタンス手段をオン駆動
用に使う場合に有る。
場合、直流電源21の電圧が前述した第1の可制御スイッ
チング手段が必要とする順バイアス電圧より小さくて
も、充分な順バイアス電圧を供給することができる。こ
ういう効果が少なくともインダクタンス手段をオン駆動
用に使う場合に有る。
d)本第2図の実施例は特開平2−123816号の第1図の
回路に似ているけれども、両者の目的、構成は以下に延
べる通り違っている。後者の第1図の回路構成では可制
御スイッチング手段の駆動信号入力用にその制御端子と
対を成す方の主端子が接地されている。例えば、ソース
接地、エミッタ接地、カソード接地である。後者の目的
は、共振動作を利用して駆動エネルギーを駆動用直流電
源に回生させて、エネルギーを節約することである。従
って、本第2図の実施例の様にダイオード12が接続され
ていると、その回生を行うことはできない。
回路に似ているけれども、両者の目的、構成は以下に延
べる通り違っている。後者の第1図の回路構成では可制
御スイッチング手段の駆動信号入力用にその制御端子と
対を成す方の主端子が接地されている。例えば、ソース
接地、エミッタ接地、カソード接地である。後者の目的
は、共振動作を利用して駆動エネルギーを駆動用直流電
源に回生させて、エネルギーを節約することである。従
って、本第2図の実施例の様にダイオード12が接続され
ていると、その回生を行うことはできない。
一方、本第2図の実施例を含めた第2発明の回路構成
では可制御スイッチング手段の駆動信号入力用にその制
御端子と対を成さない方の主端子が主直流電源に接地さ
れている。例えば、ドレイン接地、コレクタ接地、アノ
ード接地である。その目的は、その様に接地された可制
御スイッチング手段に駆動用直流電源を1つしか使わず
に順バイアス電圧又は順バイアス電流を与えたり、逆バ
イアス電圧又は逆バイアス電流を与えたり、することで
ある。
では可制御スイッチング手段の駆動信号入力用にその制
御端子と対を成さない方の主端子が主直流電源に接地さ
れている。例えば、ドレイン接地、コレクタ接地、アノ
ード接地である。その目的は、その様に接地された可制
御スイッチング手段に駆動用直流電源を1つしか使わず
に順バイアス電圧又は順バイアス電流を与えたり、逆バ
イアス電圧又は逆バイアス電流を与えたり、することで
ある。
e)本第1図の実施例は特開昭63−302217号、第18図の
回路、トランジスタTR22のトリガー回路(トランジスタ
TR17とコンデンサC26等の部分。)と似ているけれど
も、両者の構成は違っている。両者の可制御スイッチン
グ手段の主直流電源に対する接地形式が前述と同様に違
っており、しかも、本第1図の実施例を含めた第1発明
の回路構成では、必ず非可制御スイッチング手段(例:
ダイオード12)が有る。
回路、トランジスタTR22のトリガー回路(トランジスタ
TR17とコンデンサC26等の部分。)と似ているけれど
も、両者の構成は違っている。両者の可制御スイッチン
グ手段の主直流電源に対する接地形式が前述と同様に違
っており、しかも、本第1図の実施例を含めた第1発明
の回路構成では、必ず非可制御スイッチング手段(例:
ダイオード12)が有る。
f)同様に本第2図の実施例と特開平1−117416号の第
8図の回路についても同じ事が言える。
8図の回路についても同じ事が言える。
g)第1図の実施例ではトランジスタ28がターン・オン
すると、電源短絡電流の一部が直流電源21、2からトラ
ンジスタ20のコレクタ・エミッタ間とエミッタ・ゲート
間、コンデンサ6及びトランジスタ28を経て流れるの
で、そのエミッタ・ゲート間が瞬時に逆バイアスされて
トランジスタ20はターン・オフする。このとき、『その
電源短絡電流の一部とそのゲート・エミッタ間の順バイ
アス電荷をコンデンサ6に吸収もしくは回収することが
できる』という追加効果が第1図の実施例を含め、第1
発明のスイッチング回路に有る。
すると、電源短絡電流の一部が直流電源21、2からトラ
ンジスタ20のコレクタ・エミッタ間とエミッタ・ゲート
間、コンデンサ6及びトランジスタ28を経て流れるの
で、そのエミッタ・ゲート間が瞬時に逆バイアスされて
トランジスタ20はターン・オフする。このとき、『その
電源短絡電流の一部とそのゲート・エミッタ間の順バイ
アス電荷をコンデンサ6に吸収もしくは回収することが
できる』という追加効果が第1図の実施例を含め、第1
発明のスイッチング回路に有る。
h)第2図の実施例ではトランジスタ28がターン・オン
すると、電源短絡電流のほとんどが直流電源21、2から
トランジスタ20のコレクタ・エミッタ間のエミッタ・ゲ
ート間およびトランジスタ28を経て流れるため、そのエ
ミッタ・ゲート間が瞬時に逆バイアスされてトランジス
タ20はターン・オフする。このときトランジスタ20のタ
ーン・オフ遅れが有ってそのゲート逆バイアス中もその
電源短絡電流が流れると、その間にその電源短絡電流は
コイル16を励磁するので、『その電源短絡電流の一部を
コイル16に吸収もしくは回収することができる』という
追加効果が第2図の実施例を含め、第2発明のスイッチ
ング回路に有る。
すると、電源短絡電流のほとんどが直流電源21、2から
トランジスタ20のコレクタ・エミッタ間のエミッタ・ゲ
ート間およびトランジスタ28を経て流れるため、そのエ
ミッタ・ゲート間が瞬時に逆バイアスされてトランジス
タ20はターン・オフする。このときトランジスタ20のタ
ーン・オフ遅れが有ってそのゲート逆バイアス中もその
電源短絡電流が流れると、その間にその電源短絡電流は
コイル16を励磁するので、『その電源短絡電流の一部を
コイル16に吸収もしくは回収することができる』という
追加効果が第2図の実施例を含め、第2発明のスイッチ
ング回路に有る。
i)そして、第2図の実施例においてトランジスタ20の
代わりにノーマリィ・オン型スイッチンク手段を使う場
合そのオフ期間は「コイル16の逆起電力が発生している
期間」によって制限されるけれども、そのターン・オフ
時に前述と同様そのゲート逆バイアス中その電源短絡電
流が流れるので、やはり『その電源短絡電流の一部をコ
イル16に吸収もしくは回収することができる』という追
加効果が第2の実施例を含め、第2発明のスイッチング
回路に有る。
代わりにノーマリィ・オン型スイッチンク手段を使う場
合そのオフ期間は「コイル16の逆起電力が発生している
期間」によって制限されるけれども、そのターン・オフ
時に前述と同様そのゲート逆バイアス中その電源短絡電
流が流れるので、やはり『その電源短絡電流の一部をコ
イル16に吸収もしくは回収することができる』という追
加効果が第2の実施例を含め、第2発明のスイッチング
回路に有る。
j)各電流制限手段として各抵抗の代わりに定電流手段
を1つずつ使用しても構わない。
を1つずつ使用しても構わない。
k)各本発明では前述した第2の直流電源手段の電圧方
向は前述した制御端子ct1・主端子mt1a間にとって逆バ
イアス方向であるため、その第2の直流電源手段は単独
では前述した第1の可制御スイッチング手段をオン駆動
できない。
向は前述した制御端子ct1・主端子mt1a間にとって逆バ
イアス方向であるため、その第2の直流電源手段は単独
では前述した第1の可制御スイッチング手段をオン駆動
できない。
その結果、前述した第2の可制御スイッチング手段も
しくは「その第2の可制御スイッチング手段を駆動する
駆動手段」が故障する等してその第2の可制御スイッチ
ング手段が「オンしっ放し」又は「初めからオフしっ放
し」になると、つまり、前記第1の可制御スイッチング
手段の駆動回路部が故障すると、前記第1の可制御スイ
ッチング手段はオン駆動されることは無い。この様に万
が一その駆動回路部が故障しても安全な方向に故障する
フェイル・セーフ機能を持つ。
しくは「その第2の可制御スイッチング手段を駆動する
駆動手段」が故障する等してその第2の可制御スイッチ
ング手段が「オンしっ放し」又は「初めからオフしっ放
し」になると、つまり、前記第1の可制御スイッチング
手段の駆動回路部が故障すると、前記第1の可制御スイ
ッチング手段はオン駆動されることは無い。この様に万
が一その駆動回路部が故障しても安全な方向に故障する
フェイル・セーフ機能を持つ。
先行技術 a)米国特許4125814号 b)特開昭53−099925号 c)特開昭54−132727号 d)特開昭62−147953号 e)特開昭63−099780号 f)特開昭63−299768号 g)特開昭63−302217号 h)特開昭64−074822号 i)特開平1−117416号 j)特開平1−228209号 k)特開平2−026411号 l)特開平2−123816号 m)実開平1−132129号 n)特願平2−096579号 o)特願平2−230724号 p)実願平1−127889号 専門用語に関する参考資料 a)『電気学会 電気専門用語集 No.9 半導体電力変
換装置』、コロナ社発行。
換装置』、コロナ社発行。
b)『半導体電力変換回路』、電気学会発行 c)『電気学会 電気規格調査会標準規格、自励式半導
体電力変換装置、JEC−202−1978』、電気学会発行
体電力変換装置、JEC−202−1978』、電気学会発行
第1図は第1発明の1実施例を示す回路図である。 第2図は第2発明の1実施例を示す回路図である。 第3図〜第5図はそれぞれ従来のスイッチング回路の例
を1つずつ示す回路図である。 第6図は第1発明の1実施例を示す回路図である。 第7図は第2発明の1実施例を示す回路図である。 第8図〜第9図はそれぞれ第1発明の実施例を1ずつ示
す回路図である。 第10図は第2発明の1実施例を示す回路図である。 第11図は第1発明の1実施例を示す回路図である。 第12図は第1、第2発明共通の1実施例を示す回路図で
ある。 (符号の説明) 9……トランジスタ(ノーマリィ・オン型SIT)、 20……トランジスタ(IGBT)、 t3〜t5、t8〜t10……端子、 30、31……切換えスイッチ。
を1つずつ示す回路図である。 第6図は第1発明の1実施例を示す回路図である。 第7図は第2発明の1実施例を示す回路図である。 第8図〜第9図はそれぞれ第1発明の実施例を1ずつ示
す回路図である。 第10図は第2発明の1実施例を示す回路図である。 第11図は第1発明の1実施例を示す回路図である。 第12図は第1、第2発明共通の1実施例を示す回路図で
ある。 (符号の説明) 9……トランジスタ(ノーマリィ・オン型SIT)、 20……トランジスタ(IGBT)、 t3〜t5、t8〜t10……端子、 30、31……切換えスイッチ。
Claims (4)
- 【請求項1】自己ターン・オフ機能を持つ第1の可制御
スイッチング手段の駆動信号入力用に対を成す制御端子
と主端子を制御端子ct1と主端子mt1aと呼び、そのもう
1つの主端子を主端子mt1bと呼ぶとしたときに、 「第1の直流電圧を供給する第1の直流電源手段」と、 「主端子mt1b・主端子mt1a間のスイッチング制御可能な
方向が前記第1の直流電圧に対して順方向となる様に前
記第1の直流電源手段が主端子mt1bに接続される前記第
1の可制御スイッチング手段」と、 「第2の直流電圧を供給し、前記第1の可制御スイッチ
ング手段と共に前記第1の直流電源手段を挟む様に、し
かも、両前記直流電圧を同じ向きにしてこれらと直列接
続される第2の直流電源手段」と、 「そのスイッチング制御可能な方向が前記第2の直流電
圧に対して順方向となる様に前記第2の直流電源手段の
開放端に接続される第2の可制御スイッチング手段」
と、 「前記第2の直流電圧の方向に合わせて両前記直流電源
手段の接続点と主端子mt1aの間に接続される非可制御ス
イッチング手段」と、 「制御端子ct1・主端子mt1a間に接続され、その逆バイ
アス方向の電流を通す第1の電圧降下手段」と、 「キャパシタンス手段」と、 「前記第2の可制御スイッチング手段がオンのとき前記
第2の直流電源手段が前記キャパシタンス手段を充電す
る第1の閉回路を前記第2の直流電源手段、前記非可制
御スイッチング手段、前記第1の電圧降下手段、前記キ
ャパシタンス手段および前記第2の可制御スイッチング
手段と共に形成する第1の電流制限手段」と、 「前記第2の可制御スイッチング手段がオフのとき前記
キャパシタンス手段がその充電エネルギーによって制御
端子ct1・主端子mt1a間を順バイアスする第2の閉回路
を前記キャパシタンス手段と制御端子ct1・主端子mt1a
間部分と共に形成する第2の電流制限手段」、 を有することを特徴とするスイッチング回路。 - 【請求項2】前記キャパシタンス手段に並列接続される
第2の電圧降下手段を有し、 前記第2の可制御スイッチング手段がオンのとき前記第
2の直流電源手段が前記非可制御スイッチング手段、
「前記キャパシタンス手段または前記第2の電圧降下手
段」、前記第1の電流制限手段および前記第2の可制御
スイッチング手段を介して制御端子ct1・主端子mt1a間
を逆バイアスすることを特徴とする請求項1記載のスイ
ッチング回路。 - 【請求項3】前記第2の電流制限手段として抵抗手段と
「前記第1のスイッチング手段の主電流と無関係に動作
するインダクタンス手段」の直列回路を用いたことを特
徴とする請求項1又は2記載のスイッチング回路。 - 【請求項4】自己ターン・オフ機能を持つ第1の可制御
スイッチング手段の駆動信号入力用に対を成す制御端子
と主端子を制御端子ct1と主端子mt1aと呼び、そのもう
1つの主端子を主端子mt1bと呼ぶとしたときに、 「第1の直流電圧を供給する第1の直流電源手段」と、 「主端子mt1b・主端子mt1a間のスイッチング制御可能な
方向が前記第1の直流電圧に対して順方向となる様に前
記第1の直流電源手段が主端子mt1bに接続される前記第
1の可制御スイッチング手段」と、 「第2の直流電圧を供給し、前記第1の可制御スイッチ
ング手段と共に前記第1の直流電源手段を挟む様に、し
かも、両前記直流電圧を同じ向きにしてこれらと直列接
続される第2の直流電源手段」と、 「そのスイッチング制御可能な方向が前記第2の直流電
圧に対して順方向となる様に前記第2の直流電源手段の
開放端に接続される第2の可制御スイッチング手段」
と、 「前記第2の直流電圧の方向に合わせて両前記直流電源
手段の接続点と主端子mt1aの間に接続される非可制御ス
イッチング手段」と、 「前記第1のスイッチング手段の主電流と無関係に動作
し、制御端子ct1・主端子mt1a間に接続されるインダク
タンス手段」と、 「前記第2の可制御スイッチング手段がオンのとき前記
第2の直流電源手段が前記インダクタンス手段を励磁す
る第1の閉回路を前記第2の直流電源手段、前記非可制
御スイッチング手段、前記インダクタンス手段および前
記第2の可制御スイッチング手段と共に形成する第1の
電流制限手段」、 を有し、 前記第2の可制御スイッチング手段がオフのとき前記イ
ンダクタンス手段がその励磁エネルギーによって制御端
子ct1・主端子mt1a間を順バイアスすることを特徴とす
るスイッチング回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29712390A JP3155272B2 (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | スイッチング回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29712390A JP3155272B2 (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | スイッチング回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04170813A JPH04170813A (ja) | 1992-06-18 |
JP3155272B2 true JP3155272B2 (ja) | 2001-04-09 |
Family
ID=17842512
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29712390A Expired - Fee Related JP3155272B2 (ja) | 1990-11-05 | 1990-11-05 | スイッチング回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3155272B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-05 JP JP29712390A patent/JP3155272B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04170813A (ja) | 1992-06-18 |
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