JP3650229B2 - オン・オフ検出回路、３端子スイッチング手段、３端子スイッチング手段の駆動装置、共振型電力変換装置、点火装置、ブリッジ接続型スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、ブリッジ接続型スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、連携スイッチング回路、ブリッジ接続型スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、双方向性スイッチング手段、双方向性３端子スイッチングング手段、双方向性３端子スイッチングング手段の駆動装置、ａｃ−ａｃコンバータ装置、双方向性ブリッジ接続型スイッチング手段、及び、組合せスイッチング手段 - Google Patents
オン・オフ検出回路、３端子スイッチング手段、３端子スイッチング手段の駆動装置、共振型電力変換装置、点火装置、ブリッジ接続型スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、ブリッジ接続型スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、連携スイッチング回路、ブリッジ接続型スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、双方向性スイッチング手段、双方向性３端子スイッチングング手段、双方向性３端子スイッチングング手段の駆動装置、ａｃ−ａｃコンバータ装置、双方向性ブリッジ接続型スイッチング手段、及び、組合せスイッチング手段 Download PDFInfo
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Description
【００１０】
【技術分野】
第１、第２発明は、複数の可制御スイッチング手段と複数の非可制御スイッチング手段を組み合わせた組合せスイッチング手段、もしくは、サイリスタ、ＳＩサイリスタ又はＩＧＢＴの様に等価的にその様な組合せスイッチング手段と見なせるスイッチング手段、のオン、オフを検出するオン・オフ検出回路に関する。
あるいは、「そのオン・オフ検出回路を利用した」もしくは「そのオン・オフ検出回路を用いて同時オンによる電源短絡などを防止した」３端子スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段、連携スイッチング回路、双方向性スイッチング手段もしくは双方向性３端子スイッチング手段、双方向性ブリッジ接続型スイッチング手段に関する。あるいは、「同様に短絡防止した」もしくは「そのオン・オフ検出回路を用いた新トリガー方式の」３端子スイッチング手段の駆動装置、共振型電力変換装置、点火装置、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置、ＡＣ−ＡＣコンバータ装置に関する。例えば、出力部に直列接続される２つのサイリスタ、ＳＩサイリスタもしくはＩＧＢＴ等の同時オンによる貫通電流を第１又は第２発明を利用して阻止した各種の論理回路が実施例に有る。そして、第３、第４発明は第１又は第２発明で使用し、オフ時のオフ安定性を高めたり、ターン・オフを速めたりできる組合せスイッチング手段に関する。
【００２０】
尚、可制御スイッチング手段には例えば各種トランジスタ、各種サイリスタ、各種組合せスイッチング手段などがある。また、非可制御スイッチング手段には例えばＰＮ接合、ダイオード、「コレクタとベースを接続したバイポーラ・トランジスタ」、「ドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアス等で不導通にし、ドレインとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ・ＦＥＴ」、可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合（例：ベース・エミッタ間ＰＮ接合、ゲート・ソース間ＰＮ接合、ゲート・カソード間ＰＮ接合など。）等がある。さらに、前述の組合せスイッチング手段には例えば複数のＰＮＰ又はＮＰＮトランジスタをダーリントン接続したもの、バイポーラ・トランジスタに限らず同種または異種の可制御スイッチング手段をカスケード接続したスイッチング手段、ＢＩ−ＭＯＳ複合素子、ＩＧＢＴ、サイリスタの等価回路などがある。それから、本物のサイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ、ＩＧＢＴ等もここでは前述の組合せスイッチング手段として取り扱う。
【００３０】
第１発明にはそのオン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる、という効果が有る。この効果は、エネルギー損失を低減できたり、無駄な発熱を抑制できたり、放熱設計を楽にできたり、そのオン電圧低減ぶん電源電圧を節約できたり、する効果に結び付く。例えば主回路の電源電圧が数ボルトと低い場合に効果的である。また、第１発明のうち特定の限定をしたものにはサイリスタの様に自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段のオン、オフを検出する際にラッチ・アップの心配が無い、という効果が有る。この効果は、そのオン・オフ検出用電流をその保持電流値未満に抑える必要が無いので、例えば、そのオン・オフ検出用電流を大きくすれば、その組合せスイッチング手段を構成する各可制御スイッチング手段のオフ時のもれ電流（遮断電流）が温度上昇などで増加しても、そのもれ電流が引き起こすオン・オフ検出ミスを無くすことができる、という効果に結び付く。
【００４０】
第２発明にはサイリスタの様に自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段のオン、オフを検出する際にラッチ・アップの心配が無い、という効果が有る。この効果は、同じく例えばそのオン・オフ検出用電流を大きくすれば、同様に各もれ電流が増加しても、そのもれ電流が引き起こすオン・オフ検出ミスを無くすことができる、という効果に結び付く。また、第２発明のうち特定の限定をしたものにはそのオン、オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる、という効果が有る。この効果はエネルギー損失の低減、無駄な発熱の抑制、楽な放熱設計、電源電圧の節約に役に立つ、という効果に結び付く。例えば主回路の電源電圧が数ボルトと低い場合に効果的である。
【００５０】
【第１、第２発明の背景技術】
従来技術のオン・オフ検出回路を図２〜図１７に示す。ただし、図１４、図１５の各回路の様にサイリスタの様な自己保持機能を持つ可制御スイッチング手段のオン、オフを検出するときは、各抵抗１０の電流が各サイリスタ１００をラッチ・アップし放し、つまり、オンしっ放しにしない様にその電流値はその保持電流値より（充分に）小さく設定する必要が有る。また、図１４〜図１７の各オン・オフ検出回路ではオン・オフ検出用電流をエミッタ接地のＰＮＰトランジスタ１０２等が検出する様に図示しているが、図３、図６の各回路と同様にベース接地のＮＰＮトランジスタ等が検出する場合もあるし、あるいは、図８〜図１１の各回路と同様にトランジスタ１０２の代わりにソース接地もしくはゲート接地の接合型ＦＥＴ、ノーマリィ・オン又はノーマリィ・オフのＭＯＳ・ＦＥＴ等のトランジスタ等が検出する場合もあるし、あるいは、図１２〜図１３の各回路と同様にオン、オフ検出される可制御スイッチング手段とオン、オフ検出する可制御スイッチング手段のオン、オフが正反対の場合もある。そのオン、オフ検出する可制御スイッチング手段は自己ターン・オフ機能（＝自己消弧機能）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。要するに、各オン・オフ検出の結果をそのトランジスタや可制御スイッチング手段の動作抵抗の変化やオン・オフ変化あるいはオフ・オン変化として出力することができれば良いのである。さらに、図１７の回路では両ダイオード１０１をトランジスタ４４、４５と一緒にして１つの組合せスイッチング手段としているが、この様に両ダイオード１０１をその組合せスイッチング手段に組み込んでもオン電圧の大きさに関して図１６の回路と同じであり、オン電圧の低減に関して効果は無く、部品点数が多くなるだけある。ただこういう回路構成も可能であるということを示した。
【００６０】
図１８、図１９両図に図１４のオン・オフ検出回路を利用した点火装置の回路を示す。ただし、サイリスタ１００側のオン・オフ検出回路では抵抗１０、１９の抵抗比を最適に選んだり、あるいは、ツェナー・ダイオード１０６を追加接続したりして直流電源１０５の電圧だけでトランジスタ９がターン・オンしない様に、直流電源１０４、１０５の両電圧和ではトランジスタ９がターン・オンする様になっている。この点火装置ではサイリスタ１００、１０３の同時オンによる電源短絡防止のためサイリスタ１００、１０３は互いに相手がオンである限り自分はゲート逆バイアスによって強固にオフ制御され、自分のターン・オンは完全に阻止される。そして、本発明者が考え出したトリガー方式（参考：特開昭６２−５０１９号。本発明者はターン・オフ・トリガー方式と呼ぶが。）を利用しており、両サイリスタがオフである休止期間をできるだけ短くしたり、互いに相手のオン期間の延び縮みやターン・オフ遅れ等に応じて最適なトリガー・タイミングを得たりするためにサイリスタ１００、１０３は互いに相手のターン・オフによってトリガーされる。その詳細な動作説明は最後の補足説明の ）項で行う。
【００７０】
しかしながら、図２〜図１７のどの回路もオン・オフ検出用電流（抵抗１０又は１２０の電流）がオン、オフ検出される可制御スイッチング手段（スイッチ２１６もしくはサイリスタ１００もしくはトランジスタ４４又は４５）以外に流れない様にするためにその可制御スイッチング手段に非可制御スイッチング手段（ダイオード１０１）を直列接続する必要が有るので、『そのオン・オフ検出回路部を含めた可制御スイッチング手段の総オン電圧が増加してしまう』という第１の間題点が有る。 （ 第 １ の 問 題 点 ）
当然の事ながら、複数の可制御スイッチング手段を組み合わせた組合せスイッチング手段も可制御スイッチング手段であるから、この事は当てはまる。
【００８０】
さらに、この第１の問題点は『エネルギー損失を増加させたり、無駄な発熱を増加させたり、放熱設計の手間を多くさせたり、あるいは、そのオン電圧増加ぶん余計に主回路の電源電圧を高くする必要が有ったり』するという問題点に結び付く。例えば主回路の電源電圧が数ボルトと低い場合、負荷などに充分な電圧を供給することはできない。 （ 付 随 す る 問 題 点 ）
【００９０】
そして、図１４、図１５各回路の様にサイリスタの様な『自己保持機能を持つ可制御スイッチング手段のオン、オフを検出する際にラッチ・アップの心配が有る』という第２の問題点が有る。 （ 第 ２ の 問 題 点 ）
尚、複数の可制御スイッチング手段を組み合わせた組合せスイッチング手段も可制御スイッチング手段であるが、本発明ではサイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ等も組合せスイッチング手段として扱っている。
図２〜図１７各回路の様にオン、オフ検出される可制御スイッチング手段の両主端子（例：アノード端子、カソード端子。）間にオン・オフ検出用電流を流す必要があるが、サイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ、各サイリスタの等価回路、もしくは、サイリスタの様に自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段などの場合その保持電流の大きさがそのオン・オフ検出用電流の大きさより小さくなったり、あるいは、逆にそのオン・オフ検出用電流の大きさがその保持電流の大きさより大きくなったり、すると、その可制御スイッチング手段はラッチ・アップしてしまう。つまり、オンしっ放しになって自然消弧できない。
【０１００】
尚、保持電流値の低下要因として例えば接合温度の変化、ゲート・カソード間抵抗の大きさ、負荷抵抗の大きさ、又は、使用する可制御スイッチング手段の特性のばらつき等がある。（参考：オーム社発行の『サイリスタの基礎と応用』）
一方、オン・オフ検出用電流の増加要因としては例えばオン・オフ検出用電源の電圧が何らかの原因（例：サージ電圧の重畳、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力変化、自動車の交流発電機の動作中に蓄電池との接続不良によって発電電圧が直に回路に供給される時など。）で上がる場合、また、各抵抗１０又は１２０が厳寒時など温度低下によってその抵抗値が小さくなる場合、さらに、各抵抗１０又は１２０に半導体の抵抗手段（例：そのコレクタ・ベース間に抵抗もしくは定電流ダイオードを接続したバイポーラ・トランジスタ、そのドレイン又はコレクタとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ−ＦＥＴやＳＩＴやＩＧＢＴ、定電流ダイオード、定電流手段、そのゲートとソースを接続した接合型ＦＥＴやノーマリィ・オン型ＭＯＳ・ＦＥＴやＳＩＴ等。）を使い、温度上昇あるいは温度低下によってその抵抗値が小さくなる場合などである。
【０１１０】
その第２の問題点は、オフ状態にもかかわらずオン検出してしまうという『オン・オフ検出ミスの発生』という問題点に結び付く。
（付 随 す る 問 題 点 ）
あらゆる使用条件下においてラッチ・アップ防止のためにそのオン・オフ検出用電流の大きさをその保持電流の大きさ未満に抑えようとしてそのオン・オフ検出用電流をできるだけ小さく設定しようとすると、オン、オフ検出される可制御スイッチング手段のオフ時のもれ電流（遮断電流）が温度上昇などで増加してそのオン・オフ検出用電流の大きさ位になると、今度は「その可制御スイッチング手段がオフ状態にもかかわらずオン検出されてしまう」という問題が生じる。
【０１２０】
【第１発明の目的】
そこで、第１発明は、複数の可制御スイッチング手段を組み合わせた『組合せスイッチング手段の、オン・オフ検出回路部を含めた総オン電圧を小さくできる』オン・オフ検出回路を提供することを目的としている。
あるいは、第１発明のうち特定の限定つまり「その個々の可制御スイッチング手段はどれも自己保持機能を持たないが、その組合せスイッチング手段全体として自己保持機能を持つ」という限定をした発明ではさらにその目的に加えて『オン・オフ検出によるラッチ・アップの心配が無い』オン・オフ検出回路を提供することを目的としている。
あるいは、これらのオン・オフ検出回路を利用した３端子スイッチング手段、３端子スイッチング手段の駆動装置、共振型電力変換装置、点火装置、ブリッジ接続型スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、連携スイッチング回路、双方向性スイッチング手段、双方向性３端子スイッチング手段、双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置、ＡＣ−ＡＣコンバータ装置もしくは双方向性ブリッジ接続型スイッチング手段を提供することを目的としている。
【０１３０】
【第２発明の目的】
そこで、第２発明は、オン、オフ検出される組合せスイッチング手段が自己保持機能を持つ場合、『オン・オフ検出によるラッチ・アップの心配が無い』オン・オフ検出回路を提供することを目的としている。
あるいは、第２発明のうち特定の限定つまり「その組合せスイッチング手段の構成要素である非可制御スイッチング手段のうち、その構成要素であるどの可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間にも構成されていない独立の非可制御スイッチング手段はどれも前記組合せスイッチング手段のオン電圧を増加させる様に組み込まれていない」という限定、又は、「その組合せスイッチング手段のどちらの主端子をとってもその構成要素である可制御スイッチング手段の全てが非可制御スイッチング手段を介して同じ前記主端子に接続されていない」という限定をした発明ではさらにその目的に加えて『オン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくできる』オン・オフ検出回路を提供することを目的としている。
あるいは、これらのオン・オフ検出回路を利用した３端子スイッチング手段、３端子スイッチング手段の駆動装置、共振型電力変換装置、点火装置、ブリッジ接続型スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、連携スイッチング回路、双方向性スイッチング手段、双方向性３端子スイッチング手段、双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置、ＡＣ−ＡＣコンバータ装置もしくは双方向性ブリッジ接続型スイッチング手段を提供することを目的としている。
【０１４０】
【第３、第４発明の背景技術】
第１又は第２発明を実施するとき、その組合せスイッチング手段の構成要素である各可制御スイッチング手段のオン、オフを検出する際に、そのオフ安定性あるいはターン・オフ高速化などのためにその制御電極・主電極間に接続してある抵抗あるいは抵抗手段などを取り外す場合が有る。この場合『そのオフ安定性あるいはターン・オフ高速化などが損なわれてしまう』という第３の問題点が有る。 （ 第 ３ の 問 題 点）
【０１５０】
【第３、第４発明の目的】
そこで、第３、第４の各発明は、第１又は第２発明を実施するとき『そのオフ安定性あるいはターン・オフ高速化などを改善できる』組合せスイッチング手段を提供することを目的としている。
【０１６０】
【第１発明の開示】
即ち、第１発明は、
可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせて、そのうちの１つの可制御スイッチング手段がその残りの可制御スイッチング手段を制御し、少なくとも１つの前記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電極と主電極の間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として使用し、前記非可制御スイッチング手段のうち、どの前記可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間にも構成されていない独立の前記非可制御スイッチング手段はどれもそのオン電圧を増加させる様に組み込まれていない組合せスイッチング手段が有り、
各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段にその直列回路の方向に電流を流す電流供給手段を設け、
前記電流が１つも流れていないかどうかを検出する電流検出手段を設けたオン・オフ検出回路である。
【０１７０】
あるいは、第１発明は、
その制御電極の順バイアス電圧がプラスである少なくとも１つの可制御スイッチング手段、その制御電極の順バイアス電圧がマイナスである少なくとも１つの可制御スイッチング手段、及び、複数の非可制御スイッチング手段を組み合わせて、そのうちの１つの可制御スイッチング手段がその残りの可制御スイッチング手段のオン、オフを制御する組合せスイッチング手段が有り、
どの前記可制御スイッチング手段をとってもその駆動信号入力用に前述した制御電極と対を成さない主電極の側に接続された前記非可制御スイッチング手段を１つずつ介して前記組合せスイッチング手段の両主端子の間に接続されており、各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段に電流を流す電流供給手段を１つずつ設け、
前記電流が１つも流れていないかどうか検出する電流検出手段を設け、
どちらの前記主端子をとっても全ての前記可制御スイッチング手段が非可制御スイッチング手段を介して同じ前記主端子に接続されていないオン・オフ検出回路である。
【０１８０】
ただし、前記非可制御スイッチング手段にはＰＮ接合やダイオード等の他に「印加電圧範囲でダイオードとして機能するツェナー・ダイオード」、「ドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアス等で不導通にし、ドレインとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ・ＦＥＴ」、「コレクタとベースを接続したバイポーラ・トランジスタ」等が有る。
加えて前記可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合なども前記非可制御スイッチング手段に含まれる。例えば、エミッタ接合（ベース・エミッタ間ＰＮ接合）、接合型ＦＥＴやＳＩＴ等のゲート・ソース間ＰＮ接合、「サイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ等のカソード側ゲート・カソード間ＰＮ接合、アノード・アノード側ゲート間ＰＮ接合」、後述する図１２７〜図１２９の様にＭＯＳ・ＦＥＴのゲート・ソース間に接続されたダイオード又は「印加電圧範囲でダイオードとして機能するツェナー・ダイオード」もしくは「ドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアス等で不導通にし、ドレインとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ・ＦＥＴ」もしくは「コレクタとベースを接続したバイポーラ・トランジスタ」等である。
【０１９０】
また、制御電極としては例えばベース電極、ゲート電極などが有り、主電極としては例えばコレクタ電極、エミッタ電極、ドレイン電極、ソース電極、アノード電極、カソード電極などが有り、主端子としては例えばＩＧＢＴのコレクタ端子、エミッタ端子、サイリスタのアノード端子、カソード端子などが有る。
さらに、前記可制御スイッチング手段が複数の制御電極（例：カソード側ゲート電極とアノード側ゲート電極）を持っていても１つしか使わない場合もある。それから、各前記可制御スイッチング手段は一部又は全部が同種類でも異種類でも構わないし、それ自体が組合せスイッチング手段の場合もある。例えばバイポーラ・トランジスタ同士の組合せ、ＭＯＳ・ＦＥＴ同士の組合せ、ＳＩＴ同士の組合せ、バイポーラ・トランジスタ、ＭＯＳ・ＦＥＴ又はＳＩＴの組合せ等。
【０２００】
このことによって、前記組合せスイッチング手段は前記可制御スイッチング手段と前記非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個並列接続した様な構成になるので、前記組合せスイッチング手段のオン・オフ検出は、前記可制御スイッチング手段１つ１つに対してオン・オフ検出手段を構成し、前記可制御スイッチング手段が１つもオンでないかどうかを検出することにより行うことができる。ただし、１つの前記可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合などの非可制御スイッチング手段が、オン・オフ検出用の前記非可制御スイッチング手段を兼ね、他の１つ又は複数の前記可制御スイッチング手段と対を成す構成が少なくとも１つあるので、従来技術（例：図１６の回路）の様に前記組合せスイッチング手段にオン・オフ検出用に新しく非可制御スイッチング手段を直列接続する必要が無い。従って、『そのオン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる。』 （ 効 果 ）
従来の図１７の回路ではトランジスタ４４、４５どちらのエミッタ接合も相手のオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段として活用されておらず、両ダイオード１０１は第１発明と異なりただ組合せスイッチング手段４７の総オン電圧を増加させる様にそれに組み込まれているだけである。
【０２１０】
この効果は『エネルギー損失を低減できたり、無駄な発熱を抑制できたり、放熱設計を楽にできたり、そのオン電圧低減ぶん主回路の電源電圧を節約できたり、する』という効果に結び付く。例えば主回路の電源電圧が数ボルトと低い場合に効果的である。 （ 付 随 効 果 ）
【０２２０】
第１発明が請求項３記載のオン・オフ検出回路などに対応する場合、自己保持機能を持たない前記可制御スイッチング手段１つ１つをオン、オフ検出する際にそのオン・オフ検出用電流によってどれもラッチ・アップすることは全く無いし、自己保持機能を持つ前記組合せスイッチング手段の両主端子間のラッチ・アップする電流経路にはオン・オフ検出用電流は流れないから、『オン・オフ検出によるラッチ・アップの心配が無い』という効果が有る。 （ 効 果 ）
【０２３０】
この効果は、各前記可制御スイッチング手段のオン・オフ検出用電流の大きさを前記組合せスイッチング手段の保持電流の大きさ未満に抑える必要が全く無いので、そのオン・オフ検出用電流を大きくすれば、温度上昇等で増加してしまう各前記可制御スイッチング手段のオフ時のもれ電流（遮断電流）が引き起こす『（オフにもかかわらずオン検出してしまうという）オン・オフ検出ミスを無くすことができる』という効果に結び付く。 （ 付 随 効 果 ）
【０２４０】
第１発明が請求項５記載のオン・オフ検出回路などに対応する場合、全ての前記電流供給手段が互いに一定の電位関係になったり、直結されたりするので、『前記電流検出手段を形成する際に（信号のやり取りに発光・受光ダイオード対を含むフォト・カプラーや変圧器や圧電変圧器の様な）絶縁信号伝達手段を使わなくて済む』という効果が有る。 （ 効 果 ）
発光・受光ダイオード対の様なフォト・カプラー等は使用温度範囲が狭いし、信号エネルギー変換効率が低く、動作速度が遅いなど使い難いので、できれば使用したくない。変圧器や圧電変圧器も定常的に信号を伝達するには交流電源手段などが必要で回路構成が複雑になるので、やはりできれば使用したくない。
【０２５０】
【第２発明の開示】
即ち、第２発明は、
自己保持機能を持たない可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせた自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段が有り、
各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段にその直列回路の方向に電流を流す電流供給手段を設け、
前記電流が１つも流れていないかどうか検出する電流検出手段を設けたオン・オフ検出回路である。
【０２６０】
あるいは、第２発明は、
その制御電極の順バイアス電圧がプラスで、自己保持機能を持たない少なくとも１つの可制御スイッチング手段、その制御電極の順バイアス電圧がマイナスで、自己保持機能を持たない少なくとも１つの可制御スイッチング手段、及び、複数の非可制御スイッチング手段を組み合わせた自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段が有り、
どの前記可制御スイッチング手段をとってもその駆動信号入力用に前述した制御電極と対を成さない主電極の側に接続された前記非可制御スイッチング手段を１つずつ介して前記組合せスイッチング手段の両主端子の間に接続されており、各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段に電流を流す電流供給手段を１つずつ設け、
前記電流が１つも流れていないかどうか検出する電流検出手段を設けたオン・オフ検出回路である。
【０２７０】
ただし、前記非可制御スイッチング手段にはＰＮ接合やダイオード等の他に「印加電圧範囲でダイオードとして機能するツェナー・ダイオード」、「ドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアス等で不導通にし、ドレインとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ・ＦＥＴ」、「コレクタとベースを接続したバイポーラ・トランジスタ」等が有る。
加えて前記可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合等も前記非可制御スイッチング手段に含まれる。例えば、エミッタ接合（ベース・エミッタ間ＰＮ接合）、接合型ＦＥＴやＳＩＴ等のゲート・ソース間ＰＮ接合、後述する図１２７〜図１２９の様にＭＯＳ・ＦＥＴのゲート・ソース間に接続されたダイオード又は「印加電圧範囲でダイオードとして機能するツェナー・ダイオード」もしくは「ドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアス等で不導通にし、ドレインとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ・ＦＥＴ」もしくは「コレクタとベースを接続したバイポーラ・トランジスタ」等である。
【０２８０】
また、ＳＩサイリスタ、サイリスタの各等価回路は前記組合せスイッチング手段に含まれるから、サイリスタ、ＳＩサイリスタ、バイポーラ トランジスタとＳＩＴを組んだ様なサイリスタも前記組合せスイッチング手段に含まれる。
さらに、制御電極としては例えばベース電極、ゲート電極などが有り、主電極としては例えばコレクタ電極、エミッタ電極、ドレイン電極、ソース電極などが有り、主端子としては例えばアノード端子、カソード端子などが有る。
それから、各前記可制御スイッチング手段は一部又は全部が同種類でも異種類でも構わないし、それ自体が組合せスイッチング手段の場合もある。例えばバイポーラ・トランジスタ同士の組合せ、ＭＯＳ・ＦＥＴ同士の組合せ、ＳＩＴ同士の組合せ、バイポーラ・トランジスタ、ＭＯＳ・ＦＥＴ又はＳＩＴの組合せ等。そして、前記可制御スイッチング手段が複数の制御電極（例：ダーリントン接続のバイポーラ・トランジスタ）を持っていても１つしか使わない場合もある。
【０２９０】
このことによって、前記組合せスイッチング手段は前記可制御スイッチング手段と前記非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個接続した構成になるので、前記組合せスイッチング手段のオン・オフ検出は、前記可制御スイッチング手段１つ１つに対してオン・オフ検出手段を構成し、前記可制御スイッチング手段が１つもオンでないかどうかを検出することにより行うことができる。
このため、自己保持機能を持たない前記可制御スイッチング手段１つ１つをオン、オフ検出する際にそのオン・オフ検出用電流によってどれもラッチ・アップすることは全く無いし、自己保持機能を持つ前記組合せスイッチング手段の両主端子間のラッチ・アップする電流経路にはオン・オフ検出用電流は流れないから、『オン・オフ検出によるラッチ・アップの心配が無い』という効果が第２発明に有る。 （ 効 果 ）
【０３００】
この効果は、各前記可制御スイッチング手段のオン・オフ検出用電流の大きさを前記組合せスイッチング手段の保持電流の大きさ未満に抑える必要が無いので、そのオン・オフ検出用電流を大きくすれば、温度上昇などで増加してしまう各前記可制御スイッチング手段のオフ時のもれ電流（遮断電流）が引き起こす『（オフ状態にもかかわらずオン検出してしまうという）オン・オフ検出ミスを無くすことができる』という効果に結び付く。 （ 付 随 効 果 ）
尚、１つの前記可制御スイッチング手段がその制御電極・主電極間に構成するＰＮ接合等の非可制御スイッチング手段が他の１つ又は複数の前記可制御スイッチング手段と対を成し、このＰＮ接合等の非可制御スイッチング手段をそのオン・オフ検出用の前記非可制御スイッチング手段として利用できる構成が少なくとも１つ有る場合も有るし、そうでない場合も有る。そうである場合が次である。
【０３１０】
第２発明が請求項７記載のオン・オフ検出回路などに対応する場合、少なくとも１つの前記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電極と主電極の間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として利用し、しかも、前記非可制御スイッチング手段のうち、どの前記可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間に構成されていない独立の前記非可制御スイッチング手段はどれも前記組合せスイッチング手段のオン電圧を増加させる様に組み込まれていない。このため、『そのオン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる』という効果が有る。 （ 効 果 ）
尚、従来技術（例：図１６の回路）で組合せスイッチング手段のオン、オフを検出しようとすると、その組合せスイッチング手段にオン・オフ検出用に新しく非可制御スイッチング手段を直列接続する必要が有るため、そのオン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくできない。また、図１７の回路の様に可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合などの非可制御スイッチング手段をオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段として１つも利用せず、それに内蔵されていない独立の非可制御スイッチング手段（ダイオード１０１）だけを利用する場合もその様に総オン電圧を小さくできない。
【０３２０】
第２発明が請求項９記載のオン・オフ検出回路などに対応する場合、どちらの前記主端子をとっても全ての前記可制御スイッチング手段が「共通の、もしくは、個々に共通の、もしくは、個々の非可制御スイッチング手段」を介して同じ前記主端子に接続されていない。つまり、そのオン・オフ検出用に利用できるけれども不必要にただオン電圧を増加させるだけの「共通の、もしくは、個々に共通の、もしくは、個々の非可制御スイッチング手段」が同じ主端子にどちらの前記主端子に対しても接続されていない。しかも、前述した通り少なくとも１つの前記可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合などの非可制御スイッチング手段をオン・オフ検出用の前記非可制御スイッチング手段として利用できるので、従来技術（例：図１６の回路）の様に前記組合せスイッチング手段にオン・オフ検出用に新しく非可制御スイッチング手段を直列接続する必要が無い。
従って、『そのオン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる』という効果が有る。（ 効 果 ）
尚、図１７の回路の様に前記可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合等の非可制御スイッチング手段をオン・オフ検出用の前記非可制御スイッチング手段として１つも利用せず、それに内蔵されない独立の非可制御スイッチング手段（ダイオード１０１）だけを利用する場合その様に総オン電圧を小さくできない。
【０３３０】
その総オン電圧の低減効果は、『エネルギー損失を低減できたり、無駄な発熱を抑制できたり、放熱設計を楽にできたり、あるいは、そのオン電圧低減ぶん電源電圧を節約できたり、する』という効果に結び付く。例えば主回路の電源電圧が数ボルトと低い場合に効果的である。 （ 付 随 効 果 ）
【０３４０】
第２発明が請求項１１記載のオン・オフ検出回路などに対応する場合、全ての前記電流供給手段が互いに一定の電位関係になったり、あるいは、直結されたりするので、『前記電流検出手段を形成する際に（信号のやり取りに発光・受光ダイオード対を含むフォト・カプラーや変圧器や圧電変圧器などの様な）絶縁信号伝達手段を使わなくて済む』という効果が有る。 （ 効 果 ）
発光・受光ダイオード対の様なフォト・カプラー等は使用温度範囲が狭いし、信号エネルギー変換効率が低く、動作速度が遅いなど使い難いので、できれば使用したくない。変圧器や圧電変圧器も定常的に信号を伝達するには交流電源手段などが必要で回路構成が複雑になるので、やはりできれば使用したくない。
【０３５０】
【第３発明の開示】
即ち、第３発明は、
可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせ、
そのうちの１つの可制御スイッチング手段がその残りの可制御スイッチング手段を制御し、
少なくとも１つの前記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電極と主電極の間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として使用し、
前記非可制御スイッチング手段のうち、どの前記可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間にも構成されていない独立の前記非可制御スイッチング手段はどれもそのオン電圧を増加させる様に組み込まれておらず、
その間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として使用される前述した制御電極・主電極間の少なくとも１つに非可制御スイッチング手段を介して逆バイアスする逆バイアス手段を設けた組合せスイッチング手段である。
【０３６０】
このことによって、第３発明の組合せスイッチング手段を第１又は第２発明の構成要素の組合せスイッチング手段に使うと、そのオン・オフ検出用電流が前記逆バイアス手段に洩れ流れるのをその逆バイアス用の非可制御スイッチング手段が阻止するので、前記逆バイアス手段の接続によって生じるオン・オフ検出ミスを起こさずに前記逆バイアス手段は前記組合せスイッチング手段のオフ安定性を高めたり、あるいは、そのターン・オフ速度を速くしたり等の改善を行うことができる。 （ 効 果 ）
【０３７０】
【第４発明の開示】
即ち、第４発明は、
自己保持機能を持たない可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせて自己保持機能を持たせ、
その間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として使用される前記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電極と主電極の間の少なくとも１つに非可制御スイッチング手段を介して逆バイアスする逆バイアス手段を設けた組合せスイッチング手段である。
【０３８０】
このことによって、第４発明の組合せスイッチング手段を第１又は第２発明の構成要素の組合せスイッチング手段に使うと、そのオン・オフ検出用電流が前記逆バイアス手段に洩れ流れるのをその逆バイアス用の非可制御スイッチング手段が阻止するので、前記逆バイアス手段の接続によって生じるオン・オフ検出ミスを起こさずに前記逆バイアス手段は前記組合せスイッチング手段のオフ安定性を高めたり、そのターン・オフ速度を速くしたり、あるいは、その保持電流値を大きくしたり等の改善を行うことができる。 （ 効 果 ）
【０３９０】
【発明を実施するための最良の形態】
本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。図１に示す第１発明の実施例では以下の通り図１の各構成要素が前述した第１発明の各構成要素に相当する。
ａ）組合せスイッチング手段１が前述した組合せスイッチング手段に。
ｂ）トランジスタ２、３が前述した各可制御スイッチング手段に。
ｃ）トランジスタ２のゲート電極とトランジスタ３のベース電極が前述した順バイアス電圧がプラスの制御電極とマイナスの制御電極に。
ｄ）ダイオード４とトランジスタ３のエミッタ接合（エミッタ・ベース間ＰＮ接合）が前述した各非可制御スイッチング手段に。
ｅ）トランジスタ３のエミッタ接合が前述した「少なくとも１つの前記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電極と主電極の間に構成される非可制御スイッチング手段」に。
ｆ）ダイオード４が前述した「前記非可制御スイッチング手段のうち、どの前記可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間にも構成されていない独立の前記非可制御スイッチング手段」に。
ｇ）「トランジスタ３のエミッタ接合とトランジスタ２の直列回路」と「トランジスタ３とダイオード４の直列回路」が前述した直列回路に。
ｈ）トランジスタ３のコレクタ電極とトランジスタ２のドレイン電極が前述の「その駆動信号入力用に前述した制御電極と対を成さない主電極」それぞれに。
ｉ）組合せスイッチング手段１の主端子５、６が前述した組合せスイッチング手段の両主端子に。
ｊ）「ダイオード１１、抵抗１０、トランジスタ９のエミッタ接合等及び直流電源７の直列回路」と「直流電源１６、トランジスタ１５のエミッタ接合等、抵抗１３及びダイオード１２の直列回路」が前述した各電流供給手段に。
ｋ）直流電源７、１６、トランジスタ９、１５、発光ダイオード８及び受光ダイオード１４等が前述した電流検出手段に。
【０４００】
尚、トランジスタ２は、主端子５にトランジスタ３のエミッタ接合を介して接続されているけれども、主端子６にはいかなる非可制御スイッチング手段も介さずに直接接続されている。そして、トランジスタ３は、主端子６にダイオード４を介して接続されているけれども、主端子５にはいかなる非可制御スイッチング手段も介さずに直接接続されている。すなわち、主端子５、６どちらをとってもトランジスタ２、３両方は非可制御スイッチング手段を介して同じ主端子５又は６に接続されていない。もし、組合せスイッチング手段１がトランジスタ２のソースと主端子６の間にダイオードが接続されている組合せスイッチング手段であれば、この追加ダイオードとダイオード４それぞれをオン・オフ検出用に使っても、トランジスタ３のエミッタ接合とダイオード４それぞれをオン・オフ検出用に使っても、組合せスイッチング手段１の総オン電圧はどちらも同じであり、第１発明独特の効果が有るとは言えない。しかし、その追加ダイオードが無い場合、その追加ダイオードを使ったオン・オフ検出はできないし、その順電圧分だけ総オン電圧は小さくなるから、第１発明独特の効果が生じる。
【０４１０】
図１の実施例の動作は次の通りである。直流電源７、トランジスタ９、トランジスタ３のエミッタ接合、ダイオード１１及び抵抗１０等がトランジスタ２のオン、オフを検出し、直流電源１６、トランジスタ１５、ダイオード４、１２及び抵抗１３等がトランジスタ３のオン、オフを検出し、さらにトランジスタ１５等が両オン・オフ出力のオアー回路になっている。その際、その両オン・オフ検出手段の間は電位が不定なので、両者間を絶縁信号伝達手段を使って一方のオン・オフ検出出力を他方へ転送する必要が有り、発光ダイオード８と受光ダイオード１４のペアーが両者間の信号のやり取りを行う。その結果、トランジスタ１５等がトランジスタ２、３どちらもオンでないかどうか検出することによって組合せスイッチング手段１のオン、オフを検出する。つまり、トランジスタ２、３どちらもオンでなければ、組合せスイッチング手段１はオフであり、トランジスタ２、３どちらか一方でもオンであれば、組合せスイッチング手段１はオンである。
【０４２０】
ところで、図１の回路からも分かる様に組合せスイッチング手段１単独でも、あるいは、第１発明のオン・オフ検出回路が構成されていても、両スイッチ端子ｓｔ１・ｓｔ２間の総オン電圧はどちらも同じであり、図２〜図１７に示す従来のオン・オフ検出回路の様に増えない。これはトランジスタ３のエミッタ接合がトランジスタ２に対してオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段を兼ねているからである。こういう『オン・オフ検出部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる』という独特の効果が図１の実施例を含め第１発明に有る。
（効果）
【０４３０】
しかも、この効果は『エネルギー損失の低減、無駄な発熱の抑制、楽な放熱設計、あるいは、オン電圧低減分の電源電圧の節約又は有効利用』という効果に結び付く。特に主電源電圧が数ボルトと低い場合に効果的である。（付随効果）
【０４４０】
図２０に示す第１発明の実施例は請求項５記載のオン・オフ検出回路などに対応し、ダイオード１８が同項記載中の逆並列接続の非可制御スイッチング手段に相当する。抵抗１０、トランジスタ９のエミッタ接合等、直流電源７及びダイオード１８の直列回路がトランジスタ３の電流供給手段を形成し、トランジスタ１７のエミッタ接合がトランジスタ３のオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段を兼ねており、これらが「図１５の様な回路と電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にあるオン・オフ検出回路」を形成している。このため、トランジスタ３、１７の両電流供給手段は図１の実施例の場合と異なり、直結されて互いに一定の電位関係位に有るので、トランジスタ９、１５は発光・受光ダイオード対やフォト・カプラーの様な『絶縁信号伝達手段を使わなくても直接信号のやり取りができ、そのために絶縁信号伝達手段は要らない』という効果が図２０の実施例を含め請求項５記載のオン・オフ検出回路などに有る。
（効果）
【０４５０】
尚、「元の回路に対して電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にある回路」とは、元の回路において電圧極性あるいは電圧方向の有る各構成要素（例：直流電源、ダイオード等。）の向きを逆にし、各可制御スイッチング手段をこれと相補関係にある可制御スイッチング手段（例：ＰＮＰトランジスタに対してＮＰＮトランジスタ等。）で１つずつ置き換えた回路のことである。
また、トランジスタ１７のエミッタ接合がトランジスタ３のオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段を兼ねており、そのためにそのエミッタ接合には抵抗が並列接続されていないが、トランジスタ３のオン・オフ検出手段の一部（直流電源７、抵抗１０、１９等）がトランジスタ１７を逆バイアスするので、そのオフ状態が安定化したり、そのターン・オフが速くなったりする。この事は請求項５記載のオン・オフ検出回路などすべてについて言える。もっとトランジスタ１７に対する逆バイアス作用を強化したければ、抵抗４９を接続すれば良い。
しかし、トランジスタ１７のエミッタ接合に抵抗を並列接続することは可能である。その場合、その並列抵抗を流れる電流だけによってトランジスタ９がターン・オンしない様にそのオン・オフしきい値電圧との関係で抵抗１０、１９の値を設定すれば良い。その電流とダイオード１８を流れるオン・オフ検出用電流の和によってトランジスタ９がターン・オンする様に抵抗１０、１９の値を設定すれば良い。この事は後述する図２１、図２２、図２４、図２５、図２９〜図３４、図３７〜図４０の各実施例などでも同じであるし、また、後述する図６５〜図６７の各実施例で各抵抗４０を接続する場合などでも同じである。
【０４６０】
図２１、図２２各図に図２０の実施例の回路構成を一部変えた実施例を１つずつ示す。これらの様にオン・オフ検出用の両直流電源７、１６を直結する必要は必ずしも無いし、オン・オフ検出結果をベース接地のトランジスタ１１５から出力しても構わない。仮に図２０、図２１の各実施例においてトランジスタ１５と９又は１１５の間の電位差が変化するのであれば、各抵抗６０の代わりに定電流ダイオード又は定電流手段などを使えば良い。また、図２１、図２２の各実施例において直流電源１２１、ダイオード１２２及び抵抗４９が接続されている場合これらを含めトランジスタ３、１７及びダイオード４が構成する組合せスイッチング手段は第３発明の組合せスイッチング手段に対応する。
【０４７０】
図２３〜図３４各図に示す実施例もまた可能である。図中ＰＣ１、ＰＣ２はフォト・カプラーである。図２３〜図３４の各実施例においてトランジスタ４４の代わりにＰＮＰトランジスタ、「ＰチャネルもしくはＮチャネルの接合型ＦＥＴ、ＭＯＳ・ＦＥＴ、ＳＩＴ、ＩＧＢＴもしくはＳＩサイリスタ」あるいはサイリスタ等、可制御スイッチング手段なら何でも使うことができる。この様な置換え、変更などにより各実施例から新実施例（派生実施例）が派生する。図２３、図２５〜図２８、図３２〜図３４の各実施例もしくはその派生実施例において直流電源１２１、ダイオード１２２及び抵抗４９が接続されていれば、それらを含めた各組合せスイッチング手段は第３発明の組合せスイッチング手段に対応する。
【０４８０】
図３５に示す第２発明の実施例は請求項６又は８記載のオン・オフ検出回路などに対応する。以下の通り図３５の各構成要素は前述した第２発明の各構成要素に相当する。
ａ）組合せスイッチング手段４３が前述した組合せスイッチング手段に。
ｂ）トランジスタ３、１７が前述した各可制御スイッチング手段に。
ｃ）トランジスタ１７のベース電極とトランジスタ３のベース電極が前述した順バイアス電圧がプラスの制御電極とマイナスの制御電極に。
ｄ）各ダイオード４が前述した各非可制御スイッチング手段に。
ｅ）トランジスタ３、１７の各コレクタ電極が前述した「その駆動信号入力用に前述した制御電極と対を成さない主電極」それぞれに。
ｆ）組合せスイッチング手段４３の主端子５１、５２が前述した組合せスイッチング手段の両主端子に。
ｇ）「直流電源７、トランジスタ１５のエミッタ接合等、抵抗１０及びダイオード１１の直列回路」と「ダイオード１２、抵抗１３、トランジスタ９のエミッタ接合など及び直流電源１６の直列回路」が前述した各電流供給手段に。
ｈ）直流電源７、１６、トランジスタ１５、９、発光ダイオード８及び受光ダイオード１４等が前述した電流検出手段に。
【０４９０】
トランジスタ３、１７の各オン・オフ検出手段に従来の図１４のオン・オフ検出回路および「これと電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にあるオン・オフ検出回路」が使われており、トランジスタ１５の出力信号が発光ダイオード８と受光ダイオード１４のペアーによってトランジスタ９に転送され、両オン・オフ出力が論理和され、組合せスイッチング手段４３のオン、オフが検出される。ただし、「元の回路に対して電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にある回路」とは、元の回路において電圧極性もしくは電圧方向の有る各構成要素（例：直流電源、ダイオード等。）の向きを逆にし、各可制御スイッチング手段をこれと相補関係にある可制御スイッチング手段（例：ＰＮＰトランジスタに対してＮＰＮトランジスタ等。）で１つずつ置き換えた回路のことである。
【０５００】
この様に自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段４３をオン、オフ検出する場合、組合せスイッチング手段４３を構成する、自己保持機能を持たないトランジスタ３、１７に分けて別々にオン、オフ検出するので、図１４、図１５等に示す従来のオン・オフ検出回路の様にそれぞれのオン・オフ検出用電流が組合せスイッチング手段４３をラッチ・アップさせてしまう心配は無い、という効果が図３５の実施例を含め第２発明のオン・オフ検出回路などに有る。
（効果）
しかも、この効果は、各オン・オフ検出用電流の大きさを組合せスイッチング手段４３の保持電流の大きさ未満に抑える必要が無いということなので、そのオン・オフ検出用電流を大きくすれば、トランジスタ３、１７個々のオフ時のもれ電流（コレクタ遮断電流など。）が温度変化、コレクタ・エミッタ間の印加電圧あるいはベース逆バイアス電圧の低下などによって増加しても『（オフにもかかわらずオン検出してしまう）というオン・オフ検出ミスを無くすことができる』という効果に結び付く。 （付随効果）
【０５１０】
尚、組合せスイッチング手段４３はトランジスタ３、１７が構成するサイリスタの等価回路の様なものであるが、抵抗５０の一方または両方を接続したり、「その駆動信号入力用に対を成す制御電極・主電極間にＰＮ接合などの非可制御スイッチング手段を構成しておらず、その制御電極・主電極間に抵抗などの通流手段を接続してあるＰチャネル型ＭＯＳ・ＦＥＴ又はＩＧＢＴ」をトランジスタ３の代わりに用いたり、あるいは、同様な構成のＮチャネル型ＭＯＳ・ＦＥＴ又はＩＧＢＴをトランジスタ１７の代わりに用いたりすることもできる。
当然の事ながら、トランジスタ３の代わりに「その制御電極・主電極間にＰＮ接合を構成するＰチャネルの接合型ＦＥＴ、ＳＩＴ等」の自己保持機能を持たず、その制御電極・主電極間の順バイアス電圧極性が同じ可制御スイッチング手段なら何でも使うことができる。あるいは、トランジスタ１７の代わりに「その制御電極・主電極間にＰＮ接合を構成するＮチャネルの接合型ＦＥＴ、ＳＩＴ等」の自己保持機能を持たず、その制御電極・主電極間の順バイアス電圧極性が同じ可制御スイッチング手段なら何でも使うことができる。この様な置換え、変更などにより各実施例から新しい各実施例（派生実施例）が派生する。
【０５２０】
図３６に示す第２発明の実施例は請求項６、７、８、９又は１０記載のオン・オフ検出などに対応するが、第１発明の請求項１、２、３又は４記載のオン・オフ検出回路などにも対応する。組合せスイッチング手段２０はＰＮＰ、ＮＰＮトランジスタ３、１７が構成するサイリスタの等価回路であるが、その代わりに本物のサイリスタ、ＳＩサイリスタあるいは後述する図１２４〜図１３１の自己保持機能を持つ各組合せスイッチング手段を使うこともできる。トランジスタ３とダイオード１１の接続点とトランジスタ１７の間を一旦切り離した後ダイオードで接続し直し、トランジスタ１７とダイオード１２の接続点とトランジスタ３の間を一旦切り離した後ダイオードで接続し直して図３５の実施例の様にした実施例も可能であるが、この場合、図３６の実施例は第１発明に対応しなくなる。
【０５３０】
尚、サイリスタの等価回路を構成するトランジスタ３、１７は、互いに相手を制御し合う他に、互いに自分のエミッタ接合がオン・オフ検出用に相手に直列接続される非可制御スイッチング手段の役割を果たすので、図２〜図１６の従来回路の様に新しく非可制御スイッチング手段をトランジスタ３、１７それぞれに接続する必要が無い。このため、オン・オフ検出回路部を含む組合せスイッチング手段２０の総オン電圧を従来より小さくできたり、オン電圧によるエネルギー損失を低減したり、無駄な発熱を低く抑えたり、放熱設計を楽にできたり、あるいは、そのオン電圧低減ぶん電源電圧を節約もしくは有効利用できたり、する。
【０５４０】
図３７〜図４０各図に示す第２発明の実施例は請求項６、７、８、９、１０又は１１記載のオン・オフ検出回路などに対応するが、第１発明の請求項１、２、３、４又は５記載のオン・オフ検出回路などにも対応し、ダイオード１８が請求項５又は１１項記載中の逆並列接続の非可制御スイッチング手段に相当する。このため、トランジスタ３、１７等の両電流供給手段は図３５、図３６の各実施例の場合と異なり、直結されて互いに一定の電位関係に有るので、トランジスタ９、１５は発光・受光ダイオード対やフォト・カプラーの様な絶縁信号伝達手段を使わなくても直接信号のやり取りができ、そのために絶縁信号伝達手段は要らない、という効果が図３７〜図４０の各実施例を含め請求項５又は１１記載のオン・オフ検出回路などに有る。
（効果）
【０５５０】
尚、図３７、図３８の各実施例ではトランジスタ３のエミッタ接合がトランジスタ１７のオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段を兼ねており、そのためにそのエミッタ接合には抵抗が並列接続されていないが、トランジスタ１７のオン・オフ検出手段の一部（直流電源１６、抵抗１３等）がトランジスタ３を逆バイアスするので、そのオフ状態が安定化したり、そのターン・オフが速くなったりする。この事は請求項１１記載のオン・オフ検出回路などすべてについて言える。図３８の実施例は図３７の実施例を利用したスイッチング回路であるが、さらにトランジスタ１７も直流電源７及び抵抗１０等のトランジスタ３のオン・オフ検出手段によって逆バイアスされるので、組合せスイッチング手段のオフ状態がより安定化したり、そのターン・オフが速くなったり、その保持電流値が大きくなったり等する。もっとトランジスタ３に対する逆バイアス作用を強化したければ、図３７や図３８の様に抵抗４９を接続すれば良い。
【０５６０】
もっともトランジスタ３のエミッタ接合に抵抗を並列接続することも可能である。その場合、その並列抵抗を流れる電流だけによってトランジスタ１５がターン・オンしない様に、しかも、その電流とダイオード１８を流れるオン・オフ検出用電流の和によってトランジスタ１５がターン・オンする様にそのオン・オフしきい値電圧との関係で抵抗１３、１９の各抵抗値を設定すれば良い。この抵抗並列接続については図３９、図４０の各実施例においてＳＩＴのトランジスタ５３、５４にノーマリィ・オフ型を使う場合も同様である。ただし、その様に各抵抗値を設定すると、そのオン・オフ検出用電流をかなり大きくする必要があり、そのために電流消費が多くなるので、やはり上述した逆バイアスの方法が良い。
【０５７０】
図３９、図４０の各実施例において直流電源１２１それぞれがトランジスタ５３、５４に充分な逆バイアス電圧を供給できるなら、それらはノーマリィ・オン型でも構わない。図４０の実施例ではトランジスタ５３、５４がＳＩサイリスタの等価回路を構成するが、それらの代わりに本物のＳＩサイリスタを使っても良い。尚、トランジスタ５３とトランジスタ１７又は５４の組合せスイッチング手段またはその本物のＳＩサイリスタに直流電源１２１、ダイオード１２２及び抵抗９を１組または２組接続したものは第３、第４発明に対応する。
【０５８０】
図４１の実施例は図３７の実施例に対して電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にあるが、ダイオード１８は組合せスイッチング手段１０７中に組み込まれている。図４２〜図４４の各実施例ではトランジスタ１７又は５４を逆バイアスする代わりに「そのドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアスしたＮＭＯＳのトランジスタ１０８又はＰＭＯＳのトランジスタ１０９」を１方向性の抵抗手段としてそのベース・エミッタ間またはゲート・ソース間に接続して組合せスイッチング手段１１０、１１１又は１１２のオフ状態をより安定化したり、そのターン・オフを速くしたり、その保持電流値を大きくしたり等する。トランジスタ１０８又は１０９の逆バイアス用電源はトランジスタ１７又は５４の逆バイアス用電源より電流容量は小さくて済む。
【０５９０】
図４５の実施例において組合せスイッチング手段２３がＮＭＯＳによるオン駆動の等価サイリスタ又は本物のサイリスタで、トランジスタ３、１７によるラッチ・アップを積極的に利用する場合、図４５の実施例は第１、第２発明の実施例で、請求項１、２、３、４、６、７、８、９又は１０記載のオン・オフ検出回路等に対応する。一方、図４５の実施例において組合せスイッチング手段２３がＩＧＢＴの等価回路もしくは本物のＩＧＢＴで、トランジスタ３、１７によるラッチ・アップを阻止するためにトランジスタ１７をオフに保つ等する場合、図４５の実施例は第１発明だけの実施例で、請求項１、２、３又は４記載のオン・オフ検出回路などに対応する。その等価サイリスタ等のオフ状態を安定化したり、そのターン・オフを速くしたり等するには、あるいは、その等価ＩＧＢＴ等のトランジスタ１７をオフに保つには図４０の実施例の様に直流電源１２１をダイオード１２２と抵抗４９等を介してトランジスタ１７のベース・エミッタ間を逆バイアスすれば良い。あるいは、図４６と同様に両オン・オフ検出用直流電源を直結する検出回路構成にしてトランジスタ１７を逆バイアスすれば良い。あるいは、図４７又は図４８と同様にトランジスタ１７のベース・エミッタ間にトランジスタ１０８又は１０９の様な１方向性の抵抗手段を接続すれば良い。トランジスタ１７に対するオフ制御の強さによって組合せスイッチング手段２３はサイリスタ動作させたり、あるいは、ＩＧＢＴ動作させたりすることができる。
【０６００】
図４６〜図５４の各実施例は、前述した様にサイリスタ作用によるラッチ・アップを積極的に利用する場合、第１、第２発明の実施例で、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のオン・オフ検出回路等に対応する。一方、図４６〜図５４の各実施例は、前述した様にサイリスタ作用によるラッチ・アップを阻止し、ＩＧＢＴ動作させる場合、第１発明だけの実施例で、請求項１、２、３、４又は５記載のオン・オフ検出回路などに対応する。
【０６１０】
図５５〜図６４の各実施例はＧＴＯサイリスタやＳＩサイリスタの様に自己保持機能と自己ターン・オフ機能（＝自己消弧機能）を持つ組合せスイッチング手段２４〜２６、１２３〜１２９それぞれのオン・オフ検出回路である。図５５、図６１、図６４の各実施例では組み合わせる４つのトランジスタそれぞれのオン、オフを検出し、４つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン、オフ検出している。図５６、図５９の各実施例では２つのトランジスタ２７、２８をまとめてオン・オフ検出しているので、３つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン、オフ検出している。これらの場合トランジスタ２７、２８を１つの可制御スイッチング手段として考えることもできるし、あるいは、トランジスタ２７、２８は別々の可制御スイッチング手段で、オン・オフ検出用のダイオード４と電流供給手段が両者共通であると考えることもできる。図５７、図５８、図６０、図６２、図６３の各実施例も同様に３つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン、オフ検出している。図６０、図６２の各実施例については蛇足ながら点線で図示する通り４つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン、オフ検出することもできるが。
尚、図５５〜図５６の各実施例では抵抗４０がトランジスタ２８のベース・エミッタ間に接続されているが、抵抗４０を接続しなくても又は抵抗４０をトランジスタ２７のベース・エミッタ間側に接続し換えても構わない。（参考：特公昭５６−５０９８号、特開昭５７−１１８４３８号、ＷＯ ８８／０１８０５号）
【０６２０】
図６５〜図６７の各実施例は、第１発明、第２発明の実施例で、請求項１２記載の３端子スイッチング手段などにも対応し、それぞれの両オン・オフ検出回路はオン・オフ検出用の両直流電源を共通化している。
各実施例においてサイリスタ２９、３０のカソード側ゲート・カソード間あるいはアノード・アノード側ゲート間に抵抗４０を接続する場合、図２０の実施例の説明で述べた通り抵抗４０を流れる電流だけによって各トランジスタ９又は１５がターン・オンしない様に、しかも、抵抗４０の電流とダイオード１８を流れるオン・オフ検出用電流の和によって各トランジスタ９又は１５がターン・オンする様に抵抗１０、１９の各抵抗値を設定すれば良い。電流消費は多くなるが。あるいは、図３７の実施例のトランジスタ３や図４１の実施例のトランジスタ１７の様に各カソード側ゲートと各アノード側ゲートを逆バイアスしても構わない。あるいは、カソード側ゲート・カソード間、アノード・アノード側ゲート間それぞれに図４２、図４４の各実施例のトランジスタ１７の様に１方向性の抵抗手段を１つずつ接続しても構わない。これらの事は後述する図７１〜図７５、図７７〜図７９、図８３、図８４等の各実施例についても同様に当てはまる。
【０６３０】
尚、図６６〜図６７の各実施例は、その３端子のうち中点端子（各図右側の真中の端子）を使用せず、両外側端子（各図右側の上下の両端子）だけを使用して２端子スイッチとして利用すれば、どちらも双方向性スイッチング手段になり、請求項３２記載の双方向性スイッチング手段にも対応する様になる。この場合、双方向に対してその双方向性スイッチング手段がオフであるかどうかを検出するには、両トランジスタ１５のコレクタ同士を接続しても良いし、あるいは、両トランジスタ１５のコレクタ出力をＯＲ回路に入力しても良いし、あるいは、両トランジスタ１５のベース同士を接続し、一方のトランジスタ１５と抵抗１９を取り外すことによって両トランジスタ１５を共通化して後述する図７３〜図７４の各実施例の様に１つにまとめても良い。これらのとき図６６〜図６７の各実施例は請求項３３又は３４記載の双方向性スイッチング手段にも対応する様になる。また、各実施例を双方向にオン、オフ制御するには例えば「その中点端子側に向いたサイリスタ２９のゲートと同じく向いたサイリスタ３０のゲートの間」を順バイアスしたり、逆バイアスしたりすれば良い。これらの事は後述する図６９〜図７０の各実施例についても同様である。
【０６４０】
図６８〜図７０の各実施例は、請求項１２記載の３端子スイッチング手段などに対応し、各組合せスイッチング手段をＩＧＢＴ動作させるならば第１発明だけの実施例であり、各組合せスイッチング手段をサイリスタ動作させるならば第１、第２両発明の実施例である。それぞれの両オン・オフ検出回路は図６５〜図６７の各実施例と同様にオン・オフ検出用の両直流電源を共通化している。
【０６５０】
図７１〜図７２の各実施例は、請求項３１又は３４記載の双方向性スイッチング手段などに対応し、４つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン・オフ検出出力を１本化している。図７２の実施例では前述した様に各組合せスイッチング手段に対する逆バイアスの強さに応じて各組合せスイッチング手段をＩＧＢＴ動作させたり、あるいは、サイリスタ動作させたりすることができる。
【０６６０】
図７３〜図７４の各実施例は、請求項３２又は３４記載の双方向性スイッチング手段などに対応し、図６６〜図６７の各実施例を利用している。どちらの実施例も両オン・オフ検出回路のオン・オフ検出用の４つの直流電源を共通化して２つにし、４つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン・オフ検出出力を１本化している。尚、これらを３端子スイッチング手段として使用し、両サイリスタがオフであるかどうかをチェックしたり、電力変換装置にその３端子スイッチング手段を使用して動作停止してるかどうか検出したり等の使い方も可能である。
【０６７０】
図７５〜図７６の各実施例は請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応する。サイリスタ２９ａ、３０ｂ又は組合せスイッチング手段２３、１３０それぞれはオン・オフ検出の際に逆並列接続ダイオードを１つずつ必要としないので、各実施例をそのまま又は複数個ブリッジ接続して交流回路、単相、３相、多相の各種交流装置、ＡＣ−ＡＣコンバータ、ＡＣ−ＤＣコンバータ等に利用することができる。また、図７５又は図７６の実施例２つを両外側端子同士で逆並列接続し、中点端子同士を接続すれば、それは請求項３５記載の双方向性３端子スイッチング手段に対応する双方向性３端子スイッチング手段になる。さらに、図７５の実施例においてトランジスタ４２のドレインをサイリスタ２９ａのカソード側ゲートから切り離し、トランジスタ４１のドレインをサイリスタ３０ｂのアノード側ゲートから切り離し、外側端子同士を接続した双方向性スイッチング手段も可能である。この事は図７６の実施例においても同様である。
【０６８０】
尚、図６６、図６７、図６９、図７０、図７５又は図７６の実施例を双方向性化した双方向性スイッチング手段、図７１〜図７４の双方向性スイッチング手段のいずれか２つ（同じ２つでも違う２つでも構わないが。）を直列接続した双方向性３端子スイッチング手段もまた可能である。それは請求項３５又は３６記載の双方向性３端子スイッチング手段に対応する。また、その両双方向性スイッチング手段が互いに自分が１方向でもオンである限り相手のターン・オンを阻止する双方向オン阻止手段をそれぞれに設ければ、それは請求項３７記載の双方向性３端子スイッチング手段に対応する様になる。さらに、一方の双方向性スイッチング手段が双方向にオフになったことが検出されたとき他方の双方向性スイッチング手段を双方向にターン・オンさせるオン信号を出力する他方の双方向オン信号出力手段を設ければ、それは請求項３８記載の双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置に対応する様になる。それから、他方の双方向性スイッチング手段が双方向にオフになったことが検出されたとき一方の双方向性スイッチング手段を双方向にターン・オンさせるオン信号を出力する一方の双方向オン信号出力手段を設ければ、それは請求項３９記載の双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置に対応する様になる。そして、その双方向性３端子スイッチング手段の両外側端子間に交流電源手段を接続し、負荷と共に直列共振回路を直接又は等価的に構成する負荷共振手段を一方の双方向性スイッチング手段に並列接続すれば、それは請求項４０記載のＡＣ−ＡＣコンバータ装置に対応する様になる。
【０６９０】
図７７〜図７９の各実施例は、図６５〜図６７の各実施例を利用した３端子スイッチング手段で、請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応する。サイリスタ２９ａ又は２９ｂとサイリスタ３０ａ又は３０ｂは互いに相手がオンである限り自分のターン・オンが阻止される。各トランジスタ４１又は４２それぞれが請求項１３記載中のオン阻止手段に相当する。（参考：特開昭５８−８１３３２号、特願昭６２−５００８３１号、特願平６−２７４２２３号）
【０７００】
図８０〜図８２の各実施例は、図６８〜図７０の各実施例を利用した３端子スイッチング手段で、請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応する。組合せスイッチング手段２３又は１３０それぞれは互いに相手がオンである限り自分のターン・オンが阻止される。
【０７１０】
図８３の実施例も請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応する。その主回路の電源を直流電源にし、これを各オン・オフ検出回路のオン・オフ検出用の直流電源に利用しているので、直流電源の数を２つ節約できた。
【０７２０】
図８４の実施例も請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応し、図３８の実施例を利用した主直流電源付き３端子スイッチング手段である。図８３の実施例と同様に両サイリスタがその主直流電源を短絡しない様にする場合、各オン阻止手段となるバイポーラ型のトランジスタ９、１５の電流容量が足りないときは、それぞれの代わりにダーリントン接続型トランジスタ、ＩＧＢＴ、パワーＭＯＳ・ＦＥＴ等を使えば良い。
【０７３０】
図８５〜図８９の各実施例も請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応し、図４２〜図４４、図４７〜図４９、図５１〜図５４の各実施例を利用した主直流電源付き３端子スイッチング手段である
【０７４０】
図９０、図９１両図に示す実施例、図９２、図９３両図に示す実施例、図９４に示す実施例は、どれも請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応し、請求項１４又は１５記載の３端子スイッチング手段の駆動装置などに対応し、この駆動装置を用いた請求項１６記載の共振型電力変換装置などに対応する。符号ａ〜ｈで示す各導線は同じ符号同士の導線はそれぞれ接続状態にある。図９２、図９３両図に示す実施例だけが２つの主回路用の直流電源を持ち、他は１つの主回路用の直流電源だけを持つ。
【０７５０】
これらどの実施例においても、４端子のサイリスタ２９ａとサイリスタ３０ａ又は３０ｂの同時オンによる電源短絡を防止するために両サイリスタは互いに相手がオンであることが検出される限り、自分はゲート逆バイアスによって強固にオフ制御され、自分のターン・オンは完全に阻止される。
しかも、本発明者が考え出したターン・オフ・トリガー方式（参考：特開昭６２−５０１９号）を用いており、電力変換の時間効率を上げる等ために両サイリスタがオフである休止期間をできるだけ短くしたり、互いに相手のオン期間の延び縮みやターン・オフ遅れに応じて最適なトリガー・タイミングを得たり等するために、両サイリスタは互いに相手がオンからオフになったことが検出されると自分がトリガーされる。その結果、起動・停止信号用の各入力端子（３４〜３６）に起動信号が入っている限り、例えば、起動・停止信号電圧がハイ・レベルもしくはロー・レベルである限り、両サイリスタのトリガー動作は交互に繰り返され、各実施例は自己発振し、連続して電力変換動作を行うことができる。
【０７６０】
図９０、図９１両図に示す実施例の両トリガー回路（請求項１４又は１５記載中のオン信号出力手段に相当。）と起動・停止手段は次の様になっている。図９０に示す様に入力端子３４を開放した状態でこの実施例は簡単に起動・停止手段を構成している。入力端子３４に入力される起動・停止信号をロー・レベルにすると自己発振し始め、ロー・レベルの間その自己発振は継続され、その起動・停止信号をハイ・レベルにすると発振停止する様になっている。その起動・ 停上信号がハイ・レベルの間トランジスタ５５〜５７及びコンデンサ５９等が構成するサイリスタ３０ｂのトリガー回路の中の信号伝達が阻止され、その起動・停止信号がロー・レベルの間その信号伝達が行われる。サイリスタ２９ａのトリガー回路はトランジスタ６１〜６２及びコンデンサ６４等が構成する。
【０７７０】
図９０、図９１両図に示す実施例のトリガー動作は以下の通りである。入力端子３４に入力される起動・停止信号が立ち下がると、トランジスタ５５がターン・オンするので、コンデンサ５９の充電電流が一時的にトランジスタ５７をターン・オンさせ、サイリスタ３０ｂをトリガーする。サイリスタ３０ｂのオン期間中そのオン、オフを検出するトランジスタ６３等がトランジスタ６２を介してサイリスタ２９ａを逆バイアスし、同時にトランジスタ６２を介してコンデンサ６４を充電してサイリスタ２９ａの次のトリガー動作を準備する。
その後、サイリスタ３０ｂと共にトランジスタ６３、６２がターン・オフすると、コンデンサ６４の放電電流が一時的にトランジスタ６１をターン・オンさせ、サイリスタ２９ａをトリガーする。サイリスタ２９ａのオン期間中そのオン、オフを検出するトランジスタ５８等がトランジスタ５６を介してサイリスタ３０ｂを逆バイアスし、この間その起動・停止信号がロー・レベルであればトランジスタ５６を介してトランジスタ５５をオフに保つ。このため、そのオン期間中コンデンサ５９は放電してサイリスタ３０ｂの次のトリガー動作を準備する。
その後、サイリスタ２９ａと共にトランジスタ５８、５６がターン・オフする時その起動・停止信号がロー・レベルであれば再びトランジスタ５５がターンオンして以後同様に同じ事が繰り返され、この装置は発振する。しかし、サイリスタ２９ａと共にトランジスタ５８、５６がターン・オフする時その起動・停止信号がハイ・レベルであればトランジスタ５５はオフのままで発振は停止する。
【０７８０】
図９２、図９３両図に示す実施例のトリガー動作も図９４に示す実施例のトリガー動作も図９０、図９１両図に示す実施例のトリガー動作と同様である。これらは主回路構成の違いによる従来の電力変換動作の違いが有るだけである。
尚、図９０、図９１両図と図９２、図９３両図それぞれに示す実施例において、図９４に示す実施例の様に負荷３２を共振用コンデンサ３３に並列接続しても構わないし、負荷３２を共振用コイル３１に並列接続しても構わないし、負荷３２をその直列共振回路に直列接続しても構わない。また、入力端子３４と符号ａで示す電源線との間、入力端子３５と符号ｅで示す電源線との間それぞれに図９４の実施例中の入力端子３６と同様にＳＵＳ（シリコン・ユニラテラル・スイッチ）を接続すれば、電源スイッチ（図示せず。）のオンで自動的に各入力端子３４、３５の起動・停止信号がロー・レベルになり、各回路は起動する様になる。
【０７９０】
図９５〜図９７の三図を左から右へ順番に並べて示す実施例は、請求項１８又は１９記載のブリッジ接続型スイッチング手段などに対応し、請求項２０又は２１記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置などに対応し、請求項２２記載のブリッジ接続型共振型電力変換装置などに対応する。図中、符号ｉ１〜ｚ１〜ａ２〜ｂ２で示す各導線は同じ符号同士の導線はそれぞれ接続状態にある。この実施例ではサイリスタ２９ａ、２９ｂを組ませてどちらもオフであるかどうかを検出し、そして、サイリスタ３０ｂ、３０ｂを組ませてどちらもオフであるかどうかを検出している。両組は互いに相手組のどちらかかオンである限り自分組のどちらのターン・オンも阻止される。さらに、両組は互いに相手組がどちらもオンで無くなったときに自分組の両方がトリガーされる。
【０８００】
図９８〜図１００の三図を左から右へ順番に並べて示す実施例は、請求項２６記載の連携スイッチング回路などに対応し、請求項２７又は２８記載のブリッジ接続型スイッチング手段などに対応し、請求項２９記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置などに対応し、請求項３０記載のブリッジ接続型共振型電力変換装置などに対応する。図中、符号ｃ２〜ｑ２で示す各導線は同じ符号同士の導線はそれぞれ接続状態にある。この実施例ではサイリスタ２９ａ、２９ｂを連携させてサイリスタ２９ａがオンの間サイリスタ２９ｂをトリガーし続け、サイリスタ２９ｂのオン・オフ検出からどちらもオフであるかとうか検出し、そして、サイリスタ３０ａ、３０ｂを連携させてサイリスタ３０ａがオンの間サイリスタ３０ｂをトリガーし続け、サイリスタ３０ｂのオン・オフ検出からどちらもオフであるかどうか検出している。サイリスタ２９ｂがオンである限りサイリスタ３０ａ、３０ｂはどちらもターン・オンを阻止され、サイリスタ３０ｂがオンてある限りサイリスタ２９ａ、２９ｂはどちらもターン・オンを阻止される。さらに、サイリスタ２９ｂがターン・オフするとサイリスタ３０ａがトリガーされ、サイリスタ３０ｂがターン・オフするとサイリスタ２９ａがトリガーされる。
【０８１０】
図１０１〜図１０３の三図を左から右へ順番に並べて示す実施例は、請求項２３記載のブリッジ接続型スイッチング手段などに対応し、請求項２４記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置などに対応し、請求項２５記載のブリッジ接続型共振型電力変換装置などに対応する。図中、符号ｒ２〜ｚ２で示す各導線は同じ符号同士の導線はそれぞれ接続状態にある。この実施例ではサイリスタ２９ａ、２９ｂの組とサイリスタ３０ｂ、３０ｂの組が互いに独立しており、それぞれでトリガー動作が行われる。サイリスタ２９ａ、２９ｂは互いに相手がオンである限り自分のターン・オンが阻止され、さらに、互いに相手がターン・オフすると自分がトリガーされる。サイリスタ３０ｂ、３０ｂも互いに相手がオンである限り自分のターン・オンが阻止され、さらに、互いに相手がターン・オフすると自分がトリガーされる。両組の連携したトリガー動作はコンデンサ３３、コイル３１及び負荷３２が形成する負荷共振手段の共振動作によっている。ただし、起動時と動作停止時に両トリガー動作の同期を取るためにトランジスタ６５、６６等が形成するトリガー同期手段を設けている。
【０８２０】
図１０４の実施例は図９４の実施例においてコイル３１をその負荷共振手段から取り出し、電源とプッシュ・プル型スイッチング回路の間に接続し直した共振型電力変換装置である。図９５〜図９７の実施例などにおいてもコイル３１をその負荷共振手段から取り出し、電源とブリッジ接続型スイッチング手段の間に接続し直したブリッジ接続型共振型電力変換装置も可能である。ただし、その場合、コイル３１に接続される２つのサイリスタの両主端子の電位は一定ではないから、フォト・カプラー等の絶縁信号伝達手段が必要になる。
（参考：特開平１−１１７４１６号の第９図。）
【０８３０】
図１０５〜図１０８の四図を左から右へ順番に並べて示す実施例は、請求項１４又は１５記載の３端子スイッチング手段の駆動装置などに対応し、この駆動装置を用いた請求項１６記載の共振型電力変換装置などに対応し、請求項１７記載の点火装置などに対応する。図中、符号ｉ〜ｘで示す各導線は同じ符号同士の導線がそれぞれ接続状態にある。図１０７中の３８、３９は３端子レギュレータの様な定電圧手段である。トランジスタ６８、６９等がＤＣ−ＤＣコンバータ回路を構成する。トランジスタ７０、７１等は入力電源電圧が低いときに前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の変圧器から倍電圧を符号ｉで示す電源線に供給するものである。トランジスタ７２等は電源コンデンサ７３の電圧が低くてサイリスタ２９ａを充分に逆バイアスできないときにその点火装置の点火動作を停止する安全装置である。トランジスタ７４、７５等が構成するシュミット・トリガー回路は前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の構成要素で、その出力電圧を制御する。トランジスタ７６等は突入電流防止手段を構成し、電源投入時に前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の起動を助ける。この実施例においてもサイリスタ２９ａ、２９ｂは互いに相手のターン・オフが検出されると自分がトリガーされるので、入力端子３７に入力される起動・停止信号がハイ・レベルである限り両トリガー動作は交互に繰返され、連続して点火動作（この場合の電力変換動作）を行うことができる。
【０８４０】
図１０９〜図１１０両図に別の点火装置の実施例を示す。図中、符号ａ１〜ｄ１等で示す各導線は同じ符号同士の導線がそれぞれ接続状態にある。サイリスタ３０ｂのアノード・アノード側ゲート間の逆耐電圧が低い場合ツェナー・ダイオード６７で保護する。
【０８５０】
図１１１〜図１２３各図に本発明の３端子スイッチング手段を利用し、電源短絡（貫通電流）防止機能を持つ各種の論理回路の実施例を１つずつ示す。
【０８６０】
図１２４〜図１３５各図に第１又は第２発明の構成要素である組合せスイッチング手段を１例ずつ、あるいは、第３又は第４発明の組合せスイッチング手段の実施例を１つずつ示す。各組合せスイッチング手段において点線で接続を示す直流電源、ダイオード及び抵抗が有れば、それぞれは第３又は第４発明の組合せスイッチング手段の実施例になる。
【０８７０】
最後に以下の事を補足する。
ａ）各実施例あるいはその一部を置換え又は変更などして新しくできた各実施例（各派生実施例）において、電圧極性もしくは電圧方向のある各構成要素（例：直流電源、ダイオード等。）の向きを逆にし、各可制御スイッチング手段をこれと相補関係にある可制御スイッチング手段（例：ＰＮＰトランジスタに対してＮＰＮトランジスタ。）で１つずつ入れ換えた「元の実施例に対して電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にある実施例」も当然の事ながらまた可能である。この実施例もまた新・派生実施例である。
ｂ）特公昭４５−１５０８８号には本発明と似たオン・オフ検出回路が開示されているけれども、こちらの場合サイリスタの一方のトランジスタだけをオン、オフ検出しているので、図３６の実施例を見れば分かる通り常にそのサイリスタのオン、オフを完全に検出することは出来ない。
ｃ）本発明では本物のＩＧＢＴも、本物のサイリスタも、ＧＴＯサイリスタも、ＳＩサイリスタも組合せスイッチング手段と見なしている。各実施例においてサイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ又はどれかの等価回路を組合せスイッチング手段として使用している場合、図１２４〜図１３１のいずれかをその代わりに使用する実施例も可能であるし、ＩＧＢＴ又はその等価回路を組合せスイッチング手段として使用している場合、図１３０〜図１３１のいずれかをＩＧＢＴ動作させてその代わりに使用する実施例も可能である
【０８８０】
ｄ）図６５、図６８、図７５〜図７７、図８０、図８３〜図８９に示すいずれか１つの３端子スイッチング手段と、図６５、図６８、図７５〜図７７、図８０、図８３〜図８９に示すいずれか１つの３端子スイッチング手段を同じ向きに並列接続したブリッジ接続型スイッチング手段の実施例もまた可能である。この実施例の駆動装置には各３端子スイッチング手段が独立して図１０１〜図１０３の実施例の様に駆動する装置が有る。これが請求項２４記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置などに対応する。
ｅ）上記ｄ）のブリッジ接続型スイッチング手段の実施例の駆動装置には特開平１−１１７４１６号の第３図や第８図に示す回路の様に「『隣り同士に接続されない前記組合せスイッチング手段２つずつ２組のうち、一方組の両オン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、これら出力信号から一方組の組合せスイッチング手段がどちらもオンからオフになったことを検出したとき他方組の両組合せスイッチング手段にオン信号を出力する他方組のオン信号出力手段』と『他方組の両オン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、これら出力信号から他方組の組合せスイッチング手段がどちらもオンからオフになったことを検出したとき一方組の両組合せスイッチング手段にオン信号を出力する一方組のオン信号出力手段』」が有る駆動装置が有る。これが請求項２０又は２１記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置に対応する。
【０８９０】
ｆ）上記ｄ）のブリッジ接続型スイッチング手段の実施例の駆動装置には特開平１−１１７４１６号の第４図〜第５図に示す回路の様に「『隣り同士に接続されない前記組合せスイッチング手段２つずつ２組のうち、一方組の一方のオン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、この一方のオン・オフ検出回路が一方組の一方の組合せスイッチング手段のオン状態を検出する限り一方組の他方の組合せスイッチング手段にオン信号を出力し続ける一方組の連携オン手段』と『他方組の一方のオン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、この一方のオン・オフ検出回路が他方組の一方の組合せスイッチング手段のオン状態を検出する限り他方組の他方の組合せスイッチング手段にオン信号を出力し続ける他方組の連携オン手段』と『一方組の他方のオン・ オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、この出力信号から一方組の他方の組合せスイッチング手段がオンからオフになったことを検出したとき他方組の一方の組合せスイッチング手段にオン信号を出力する他方組のオン信号出力手段』と『他方組の他方のオン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、この出力信号から他方組の他方の組合せスイッチング手段がオンからオフになったことを検出したとき一方組の一方の組合せスイッチング手段にオン信号を出力する一方組のオン信号出力手段』が有る駆動装置が有る。これが請求項２９記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置に対応する。この様な駆動装置は１つのサイリスタから別のサイリスタへ転流する場合に特に効果的に使用できる。
（参考：特開平１−１１７４１６号の第１０図〜第１１図、第１３図など。）
【０９００】
ｇ）上記ｄ）項〜ｆ）項の各ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置に、「『負荷と共に直列共振回路を直接又は等価的に構成する負荷共振手段』と『両組の組合せスイッチング手段２つずつの交互のオン、オフに基づいて４つの前記組合せスイッチング手段と共に前記負荷共振手段の両端電圧を直接又は等価的に切り換える直流電源手段』」が有れば、その駆動装置はブリッジ接続型共振型電力変換装置になる。これが請求項２２、２５又は３０記載のブリッジ接続型スイッチング手段のブリッジ接続型共振型電力変換装置などに対応する。
ｈ）上記ｄ）項〜ｆ）項の各ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置において、特開平１−１１７４１６号の第９図の様にそのブリッジ接続型スイッチング手段の両中点端子間にコンデンサと負荷の直列回路もしくは並列回路を接続し、そのブリッジ接続型スイッチング手段の両外側端子間に直流電源とコイルを順方向に直列接続した直列インバータも可能である。
ｉ）前述した各双方向性３端子スイッチング手段の両外側端子間に交流電源を接続し、一方の双方向性スイッチング手段に図９４中に示す負荷共振手段（負荷３２と直列共振回路の接続体）を並列接続したＡＣ−ＡＣコンバータ装置も可能である。この場合、両双方向性スイッチング手段は互いに相手がター・オフしたことが検出されたとき自分がトリガーされるターン・オフ・トリガー方式が可能であるし、互いに相手がオンである限り自分のオンが阻止される電源短絡防止方法も可能である。（参考：特開平１−１１７４１６号の第６図。）
ｊ）本発明のオン・オフ検出回路をサイリスタの劣化度の診断に応用できる。
【０９１０】
【先行技術】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明のオン・オフ検出回路の１実施例を示す回路図である。
【図２〜図１７】各図は従来のオン・オフ検出回路を１つずつ示す回路図である。
【図１８〜図１９】両図で従来の点火装置の回路を示す回路図である。
【図２０〜図３４】各図は第１発明のオン・オフ検出回路の実施例などを１つずつ示す回路図である。
【図３５】第２発明のオン・オフ検出回路の１実施例を示す回路図である。
【図３６〜図６４】各図は第１、第２発明のオン・オフ検出回路の実施例などを１つずつ示す回路図である。
【図６５〜図８９】各図は第１、第２発明の３端子スイッチング手段あるいは双方向性スイッチング手段の実施例などを１つずつ示す回路図である。
【図９０〜図９１】両図で第１、第２発明の共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図９２〜図９３】両図で第１、第２発明の共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図９４】第１、第２発明の共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図９５〜図９７】三図を左から右へ順番に並べて第１、第２発明のブリッジ接続型共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図９８〜図１００】三図を左から右へ順番に並べて第１、第２発明のブリッジ接続型共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図１０１〜図１０３】三図を左から右へ順番に並べて第１、第２発明のブリッジ接続型共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図１０４】第１、第２発明の共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図１０５〜図１０８】４図を左から右へ順番に並べて第１、第２発明の点火装置などの実施例の回路を示す回路図である。
【図１０９〜図１１０】両図で第１、第２発明の点火装置などの実施例の回路を示す回路図である。
【図１１１〜図１２３】各図は第１、第２発明の３端子スイッチング手段の実施例なとを利用した各種の論理回路を１つずつ示す回路図である。
【図１２４〜図１３５】各図は第１又は第２発明の構成要素である組合せスイッチング手段あるいは第３又は第４発明の実施例を１つずつ示す回路図である。
【符号の説明】
３１ 共振用コイル
３２ 負荷
３３ 共振用コンデンサ
【技術分野】
第１、第２発明は、複数の可制御スイッチング手段と複数の非可制御スイッチング手段を組み合わせた組合せスイッチング手段、もしくは、サイリスタ、ＳＩサイリスタ又はＩＧＢＴの様に等価的にその様な組合せスイッチング手段と見なせるスイッチング手段、のオン、オフを検出するオン・オフ検出回路に関する。
あるいは、「そのオン・オフ検出回路を利用した」もしくは「そのオン・オフ検出回路を用いて同時オンによる電源短絡などを防止した」３端子スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段、連携スイッチング回路、双方向性スイッチング手段もしくは双方向性３端子スイッチング手段、双方向性ブリッジ接続型スイッチング手段に関する。あるいは、「同様に短絡防止した」もしくは「そのオン・オフ検出回路を用いた新トリガー方式の」３端子スイッチング手段の駆動装置、共振型電力変換装置、点火装置、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置、ＡＣ−ＡＣコンバータ装置に関する。例えば、出力部に直列接続される２つのサイリスタ、ＳＩサイリスタもしくはＩＧＢＴ等の同時オンによる貫通電流を第１又は第２発明を利用して阻止した各種の論理回路が実施例に有る。そして、第３、第４発明は第１又は第２発明で使用し、オフ時のオフ安定性を高めたり、ターン・オフを速めたりできる組合せスイッチング手段に関する。
【００２０】
尚、可制御スイッチング手段には例えば各種トランジスタ、各種サイリスタ、各種組合せスイッチング手段などがある。また、非可制御スイッチング手段には例えばＰＮ接合、ダイオード、「コレクタとベースを接続したバイポーラ・トランジスタ」、「ドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアス等で不導通にし、ドレインとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ・ＦＥＴ」、可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合（例：ベース・エミッタ間ＰＮ接合、ゲート・ソース間ＰＮ接合、ゲート・カソード間ＰＮ接合など。）等がある。さらに、前述の組合せスイッチング手段には例えば複数のＰＮＰ又はＮＰＮトランジスタをダーリントン接続したもの、バイポーラ・トランジスタに限らず同種または異種の可制御スイッチング手段をカスケード接続したスイッチング手段、ＢＩ−ＭＯＳ複合素子、ＩＧＢＴ、サイリスタの等価回路などがある。それから、本物のサイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ、ＩＧＢＴ等もここでは前述の組合せスイッチング手段として取り扱う。
【００３０】
第１発明にはそのオン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる、という効果が有る。この効果は、エネルギー損失を低減できたり、無駄な発熱を抑制できたり、放熱設計を楽にできたり、そのオン電圧低減ぶん電源電圧を節約できたり、する効果に結び付く。例えば主回路の電源電圧が数ボルトと低い場合に効果的である。また、第１発明のうち特定の限定をしたものにはサイリスタの様に自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段のオン、オフを検出する際にラッチ・アップの心配が無い、という効果が有る。この効果は、そのオン・オフ検出用電流をその保持電流値未満に抑える必要が無いので、例えば、そのオン・オフ検出用電流を大きくすれば、その組合せスイッチング手段を構成する各可制御スイッチング手段のオフ時のもれ電流（遮断電流）が温度上昇などで増加しても、そのもれ電流が引き起こすオン・オフ検出ミスを無くすことができる、という効果に結び付く。
【００４０】
第２発明にはサイリスタの様に自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段のオン、オフを検出する際にラッチ・アップの心配が無い、という効果が有る。この効果は、同じく例えばそのオン・オフ検出用電流を大きくすれば、同様に各もれ電流が増加しても、そのもれ電流が引き起こすオン・オフ検出ミスを無くすことができる、という効果に結び付く。また、第２発明のうち特定の限定をしたものにはそのオン、オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる、という効果が有る。この効果はエネルギー損失の低減、無駄な発熱の抑制、楽な放熱設計、電源電圧の節約に役に立つ、という効果に結び付く。例えば主回路の電源電圧が数ボルトと低い場合に効果的である。
【００５０】
【第１、第２発明の背景技術】
従来技術のオン・オフ検出回路を図２〜図１７に示す。ただし、図１４、図１５の各回路の様にサイリスタの様な自己保持機能を持つ可制御スイッチング手段のオン、オフを検出するときは、各抵抗１０の電流が各サイリスタ１００をラッチ・アップし放し、つまり、オンしっ放しにしない様にその電流値はその保持電流値より（充分に）小さく設定する必要が有る。また、図１４〜図１７の各オン・オフ検出回路ではオン・オフ検出用電流をエミッタ接地のＰＮＰトランジスタ１０２等が検出する様に図示しているが、図３、図６の各回路と同様にベース接地のＮＰＮトランジスタ等が検出する場合もあるし、あるいは、図８〜図１１の各回路と同様にトランジスタ１０２の代わりにソース接地もしくはゲート接地の接合型ＦＥＴ、ノーマリィ・オン又はノーマリィ・オフのＭＯＳ・ＦＥＴ等のトランジスタ等が検出する場合もあるし、あるいは、図１２〜図１３の各回路と同様にオン、オフ検出される可制御スイッチング手段とオン、オフ検出する可制御スイッチング手段のオン、オフが正反対の場合もある。そのオン、オフ検出する可制御スイッチング手段は自己ターン・オフ機能（＝自己消弧機能）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。要するに、各オン・オフ検出の結果をそのトランジスタや可制御スイッチング手段の動作抵抗の変化やオン・オフ変化あるいはオフ・オン変化として出力することができれば良いのである。さらに、図１７の回路では両ダイオード１０１をトランジスタ４４、４５と一緒にして１つの組合せスイッチング手段としているが、この様に両ダイオード１０１をその組合せスイッチング手段に組み込んでもオン電圧の大きさに関して図１６の回路と同じであり、オン電圧の低減に関して効果は無く、部品点数が多くなるだけある。ただこういう回路構成も可能であるということを示した。
【００６０】
図１８、図１９両図に図１４のオン・オフ検出回路を利用した点火装置の回路を示す。ただし、サイリスタ１００側のオン・オフ検出回路では抵抗１０、１９の抵抗比を最適に選んだり、あるいは、ツェナー・ダイオード１０６を追加接続したりして直流電源１０５の電圧だけでトランジスタ９がターン・オンしない様に、直流電源１０４、１０５の両電圧和ではトランジスタ９がターン・オンする様になっている。この点火装置ではサイリスタ１００、１０３の同時オンによる電源短絡防止のためサイリスタ１００、１０３は互いに相手がオンである限り自分はゲート逆バイアスによって強固にオフ制御され、自分のターン・オンは完全に阻止される。そして、本発明者が考え出したトリガー方式（参考：特開昭６２−５０１９号。本発明者はターン・オフ・トリガー方式と呼ぶが。）を利用しており、両サイリスタがオフである休止期間をできるだけ短くしたり、互いに相手のオン期間の延び縮みやターン・オフ遅れ等に応じて最適なトリガー・タイミングを得たりするためにサイリスタ１００、１０３は互いに相手のターン・オフによってトリガーされる。その詳細な動作説明は最後の補足説明の ）項で行う。
【００７０】
しかしながら、図２〜図１７のどの回路もオン・オフ検出用電流（抵抗１０又は１２０の電流）がオン、オフ検出される可制御スイッチング手段（スイッチ２１６もしくはサイリスタ１００もしくはトランジスタ４４又は４５）以外に流れない様にするためにその可制御スイッチング手段に非可制御スイッチング手段（ダイオード１０１）を直列接続する必要が有るので、『そのオン・オフ検出回路部を含めた可制御スイッチング手段の総オン電圧が増加してしまう』という第１の間題点が有る。 （ 第 １ の 問 題 点 ）
当然の事ながら、複数の可制御スイッチング手段を組み合わせた組合せスイッチング手段も可制御スイッチング手段であるから、この事は当てはまる。
【００８０】
さらに、この第１の問題点は『エネルギー損失を増加させたり、無駄な発熱を増加させたり、放熱設計の手間を多くさせたり、あるいは、そのオン電圧増加ぶん余計に主回路の電源電圧を高くする必要が有ったり』するという問題点に結び付く。例えば主回路の電源電圧が数ボルトと低い場合、負荷などに充分な電圧を供給することはできない。 （ 付 随 す る 問 題 点 ）
【００９０】
そして、図１４、図１５各回路の様にサイリスタの様な『自己保持機能を持つ可制御スイッチング手段のオン、オフを検出する際にラッチ・アップの心配が有る』という第２の問題点が有る。 （ 第 ２ の 問 題 点 ）
尚、複数の可制御スイッチング手段を組み合わせた組合せスイッチング手段も可制御スイッチング手段であるが、本発明ではサイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ等も組合せスイッチング手段として扱っている。
図２〜図１７各回路の様にオン、オフ検出される可制御スイッチング手段の両主端子（例：アノード端子、カソード端子。）間にオン・オフ検出用電流を流す必要があるが、サイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ、各サイリスタの等価回路、もしくは、サイリスタの様に自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段などの場合その保持電流の大きさがそのオン・オフ検出用電流の大きさより小さくなったり、あるいは、逆にそのオン・オフ検出用電流の大きさがその保持電流の大きさより大きくなったり、すると、その可制御スイッチング手段はラッチ・アップしてしまう。つまり、オンしっ放しになって自然消弧できない。
【０１００】
尚、保持電流値の低下要因として例えば接合温度の変化、ゲート・カソード間抵抗の大きさ、負荷抵抗の大きさ、又は、使用する可制御スイッチング手段の特性のばらつき等がある。（参考：オーム社発行の『サイリスタの基礎と応用』）
一方、オン・オフ検出用電流の増加要因としては例えばオン・オフ検出用電源の電圧が何らかの原因（例：サージ電圧の重畳、ＤＣ−ＤＣコンバータの出力変化、自動車の交流発電機の動作中に蓄電池との接続不良によって発電電圧が直に回路に供給される時など。）で上がる場合、また、各抵抗１０又は１２０が厳寒時など温度低下によってその抵抗値が小さくなる場合、さらに、各抵抗１０又は１２０に半導体の抵抗手段（例：そのコレクタ・ベース間に抵抗もしくは定電流ダイオードを接続したバイポーラ・トランジスタ、そのドレイン又はコレクタとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ−ＦＥＴやＳＩＴやＩＧＢＴ、定電流ダイオード、定電流手段、そのゲートとソースを接続した接合型ＦＥＴやノーマリィ・オン型ＭＯＳ・ＦＥＴやＳＩＴ等。）を使い、温度上昇あるいは温度低下によってその抵抗値が小さくなる場合などである。
【０１１０】
その第２の問題点は、オフ状態にもかかわらずオン検出してしまうという『オン・オフ検出ミスの発生』という問題点に結び付く。
（付 随 す る 問 題 点 ）
あらゆる使用条件下においてラッチ・アップ防止のためにそのオン・オフ検出用電流の大きさをその保持電流の大きさ未満に抑えようとしてそのオン・オフ検出用電流をできるだけ小さく設定しようとすると、オン、オフ検出される可制御スイッチング手段のオフ時のもれ電流（遮断電流）が温度上昇などで増加してそのオン・オフ検出用電流の大きさ位になると、今度は「その可制御スイッチング手段がオフ状態にもかかわらずオン検出されてしまう」という問題が生じる。
【０１２０】
【第１発明の目的】
そこで、第１発明は、複数の可制御スイッチング手段を組み合わせた『組合せスイッチング手段の、オン・オフ検出回路部を含めた総オン電圧を小さくできる』オン・オフ検出回路を提供することを目的としている。
あるいは、第１発明のうち特定の限定つまり「その個々の可制御スイッチング手段はどれも自己保持機能を持たないが、その組合せスイッチング手段全体として自己保持機能を持つ」という限定をした発明ではさらにその目的に加えて『オン・オフ検出によるラッチ・アップの心配が無い』オン・オフ検出回路を提供することを目的としている。
あるいは、これらのオン・オフ検出回路を利用した３端子スイッチング手段、３端子スイッチング手段の駆動装置、共振型電力変換装置、点火装置、ブリッジ接続型スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、連携スイッチング回路、双方向性スイッチング手段、双方向性３端子スイッチング手段、双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置、ＡＣ−ＡＣコンバータ装置もしくは双方向性ブリッジ接続型スイッチング手段を提供することを目的としている。
【０１３０】
【第２発明の目的】
そこで、第２発明は、オン、オフ検出される組合せスイッチング手段が自己保持機能を持つ場合、『オン・オフ検出によるラッチ・アップの心配が無い』オン・オフ検出回路を提供することを目的としている。
あるいは、第２発明のうち特定の限定つまり「その組合せスイッチング手段の構成要素である非可制御スイッチング手段のうち、その構成要素であるどの可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間にも構成されていない独立の非可制御スイッチング手段はどれも前記組合せスイッチング手段のオン電圧を増加させる様に組み込まれていない」という限定、又は、「その組合せスイッチング手段のどちらの主端子をとってもその構成要素である可制御スイッチング手段の全てが非可制御スイッチング手段を介して同じ前記主端子に接続されていない」という限定をした発明ではさらにその目的に加えて『オン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくできる』オン・オフ検出回路を提供することを目的としている。
あるいは、これらのオン・オフ検出回路を利用した３端子スイッチング手段、３端子スイッチング手段の駆動装置、共振型電力変換装置、点火装置、ブリッジ接続型スイッチング手段、ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置、ブリッジ接続型共振型電力変換装置、連携スイッチング回路、双方向性スイッチング手段、双方向性３端子スイッチング手段、双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置、ＡＣ−ＡＣコンバータ装置もしくは双方向性ブリッジ接続型スイッチング手段を提供することを目的としている。
【０１４０】
【第３、第４発明の背景技術】
第１又は第２発明を実施するとき、その組合せスイッチング手段の構成要素である各可制御スイッチング手段のオン、オフを検出する際に、そのオフ安定性あるいはターン・オフ高速化などのためにその制御電極・主電極間に接続してある抵抗あるいは抵抗手段などを取り外す場合が有る。この場合『そのオフ安定性あるいはターン・オフ高速化などが損なわれてしまう』という第３の問題点が有る。 （ 第 ３ の 問 題 点）
【０１５０】
【第３、第４発明の目的】
そこで、第３、第４の各発明は、第１又は第２発明を実施するとき『そのオフ安定性あるいはターン・オフ高速化などを改善できる』組合せスイッチング手段を提供することを目的としている。
【０１６０】
【第１発明の開示】
即ち、第１発明は、
可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせて、そのうちの１つの可制御スイッチング手段がその残りの可制御スイッチング手段を制御し、少なくとも１つの前記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電極と主電極の間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として使用し、前記非可制御スイッチング手段のうち、どの前記可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間にも構成されていない独立の前記非可制御スイッチング手段はどれもそのオン電圧を増加させる様に組み込まれていない組合せスイッチング手段が有り、
各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段にその直列回路の方向に電流を流す電流供給手段を設け、
前記電流が１つも流れていないかどうかを検出する電流検出手段を設けたオン・オフ検出回路である。
【０１７０】
あるいは、第１発明は、
その制御電極の順バイアス電圧がプラスである少なくとも１つの可制御スイッチング手段、その制御電極の順バイアス電圧がマイナスである少なくとも１つの可制御スイッチング手段、及び、複数の非可制御スイッチング手段を組み合わせて、そのうちの１つの可制御スイッチング手段がその残りの可制御スイッチング手段のオン、オフを制御する組合せスイッチング手段が有り、
どの前記可制御スイッチング手段をとってもその駆動信号入力用に前述した制御電極と対を成さない主電極の側に接続された前記非可制御スイッチング手段を１つずつ介して前記組合せスイッチング手段の両主端子の間に接続されており、各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段に電流を流す電流供給手段を１つずつ設け、
前記電流が１つも流れていないかどうか検出する電流検出手段を設け、
どちらの前記主端子をとっても全ての前記可制御スイッチング手段が非可制御スイッチング手段を介して同じ前記主端子に接続されていないオン・オフ検出回路である。
【０１８０】
ただし、前記非可制御スイッチング手段にはＰＮ接合やダイオード等の他に「印加電圧範囲でダイオードとして機能するツェナー・ダイオード」、「ドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアス等で不導通にし、ドレインとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ・ＦＥＴ」、「コレクタとベースを接続したバイポーラ・トランジスタ」等が有る。
加えて前記可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合なども前記非可制御スイッチング手段に含まれる。例えば、エミッタ接合（ベース・エミッタ間ＰＮ接合）、接合型ＦＥＴやＳＩＴ等のゲート・ソース間ＰＮ接合、「サイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ等のカソード側ゲート・カソード間ＰＮ接合、アノード・アノード側ゲート間ＰＮ接合」、後述する図１２７〜図１２９の様にＭＯＳ・ＦＥＴのゲート・ソース間に接続されたダイオード又は「印加電圧範囲でダイオードとして機能するツェナー・ダイオード」もしくは「ドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアス等で不導通にし、ドレインとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ・ＦＥＴ」もしくは「コレクタとベースを接続したバイポーラ・トランジスタ」等である。
【０１９０】
また、制御電極としては例えばベース電極、ゲート電極などが有り、主電極としては例えばコレクタ電極、エミッタ電極、ドレイン電極、ソース電極、アノード電極、カソード電極などが有り、主端子としては例えばＩＧＢＴのコレクタ端子、エミッタ端子、サイリスタのアノード端子、カソード端子などが有る。
さらに、前記可制御スイッチング手段が複数の制御電極（例：カソード側ゲート電極とアノード側ゲート電極）を持っていても１つしか使わない場合もある。それから、各前記可制御スイッチング手段は一部又は全部が同種類でも異種類でも構わないし、それ自体が組合せスイッチング手段の場合もある。例えばバイポーラ・トランジスタ同士の組合せ、ＭＯＳ・ＦＥＴ同士の組合せ、ＳＩＴ同士の組合せ、バイポーラ・トランジスタ、ＭＯＳ・ＦＥＴ又はＳＩＴの組合せ等。
【０２００】
このことによって、前記組合せスイッチング手段は前記可制御スイッチング手段と前記非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個並列接続した様な構成になるので、前記組合せスイッチング手段のオン・オフ検出は、前記可制御スイッチング手段１つ１つに対してオン・オフ検出手段を構成し、前記可制御スイッチング手段が１つもオンでないかどうかを検出することにより行うことができる。ただし、１つの前記可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合などの非可制御スイッチング手段が、オン・オフ検出用の前記非可制御スイッチング手段を兼ね、他の１つ又は複数の前記可制御スイッチング手段と対を成す構成が少なくとも１つあるので、従来技術（例：図１６の回路）の様に前記組合せスイッチング手段にオン・オフ検出用に新しく非可制御スイッチング手段を直列接続する必要が無い。従って、『そのオン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる。』 （ 効 果 ）
従来の図１７の回路ではトランジスタ４４、４５どちらのエミッタ接合も相手のオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段として活用されておらず、両ダイオード１０１は第１発明と異なりただ組合せスイッチング手段４７の総オン電圧を増加させる様にそれに組み込まれているだけである。
【０２１０】
この効果は『エネルギー損失を低減できたり、無駄な発熱を抑制できたり、放熱設計を楽にできたり、そのオン電圧低減ぶん主回路の電源電圧を節約できたり、する』という効果に結び付く。例えば主回路の電源電圧が数ボルトと低い場合に効果的である。 （ 付 随 効 果 ）
【０２２０】
第１発明が請求項３記載のオン・オフ検出回路などに対応する場合、自己保持機能を持たない前記可制御スイッチング手段１つ１つをオン、オフ検出する際にそのオン・オフ検出用電流によってどれもラッチ・アップすることは全く無いし、自己保持機能を持つ前記組合せスイッチング手段の両主端子間のラッチ・アップする電流経路にはオン・オフ検出用電流は流れないから、『オン・オフ検出によるラッチ・アップの心配が無い』という効果が有る。 （ 効 果 ）
【０２３０】
この効果は、各前記可制御スイッチング手段のオン・オフ検出用電流の大きさを前記組合せスイッチング手段の保持電流の大きさ未満に抑える必要が全く無いので、そのオン・オフ検出用電流を大きくすれば、温度上昇等で増加してしまう各前記可制御スイッチング手段のオフ時のもれ電流（遮断電流）が引き起こす『（オフにもかかわらずオン検出してしまうという）オン・オフ検出ミスを無くすことができる』という効果に結び付く。 （ 付 随 効 果 ）
【０２４０】
第１発明が請求項５記載のオン・オフ検出回路などに対応する場合、全ての前記電流供給手段が互いに一定の電位関係になったり、直結されたりするので、『前記電流検出手段を形成する際に（信号のやり取りに発光・受光ダイオード対を含むフォト・カプラーや変圧器や圧電変圧器の様な）絶縁信号伝達手段を使わなくて済む』という効果が有る。 （ 効 果 ）
発光・受光ダイオード対の様なフォト・カプラー等は使用温度範囲が狭いし、信号エネルギー変換効率が低く、動作速度が遅いなど使い難いので、できれば使用したくない。変圧器や圧電変圧器も定常的に信号を伝達するには交流電源手段などが必要で回路構成が複雑になるので、やはりできれば使用したくない。
【０２５０】
【第２発明の開示】
即ち、第２発明は、
自己保持機能を持たない可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせた自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段が有り、
各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段にその直列回路の方向に電流を流す電流供給手段を設け、
前記電流が１つも流れていないかどうか検出する電流検出手段を設けたオン・オフ検出回路である。
【０２６０】
あるいは、第２発明は、
その制御電極の順バイアス電圧がプラスで、自己保持機能を持たない少なくとも１つの可制御スイッチング手段、その制御電極の順バイアス電圧がマイナスで、自己保持機能を持たない少なくとも１つの可制御スイッチング手段、及び、複数の非可制御スイッチング手段を組み合わせた自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段が有り、
どの前記可制御スイッチング手段をとってもその駆動信号入力用に前述した制御電極と対を成さない主電極の側に接続された前記非可制御スイッチング手段を１つずつ介して前記組合せスイッチング手段の両主端子の間に接続されており、各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段に電流を流す電流供給手段を１つずつ設け、
前記電流が１つも流れていないかどうか検出する電流検出手段を設けたオン・オフ検出回路である。
【０２７０】
ただし、前記非可制御スイッチング手段にはＰＮ接合やダイオード等の他に「印加電圧範囲でダイオードとして機能するツェナー・ダイオード」、「ドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアス等で不導通にし、ドレインとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ・ＦＥＴ」、「コレクタとベースを接続したバイポーラ・トランジスタ」等が有る。
加えて前記可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合等も前記非可制御スイッチング手段に含まれる。例えば、エミッタ接合（ベース・エミッタ間ＰＮ接合）、接合型ＦＥＴやＳＩＴ等のゲート・ソース間ＰＮ接合、後述する図１２７〜図１２９の様にＭＯＳ・ＦＥＴのゲート・ソース間に接続されたダイオード又は「印加電圧範囲でダイオードとして機能するツェナー・ダイオード」もしくは「ドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアス等で不導通にし、ドレインとゲートを接続したノーマリィ・オフ型ＭＯＳ・ＦＥＴ」もしくは「コレクタとベースを接続したバイポーラ・トランジスタ」等である。
【０２８０】
また、ＳＩサイリスタ、サイリスタの各等価回路は前記組合せスイッチング手段に含まれるから、サイリスタ、ＳＩサイリスタ、バイポーラ トランジスタとＳＩＴを組んだ様なサイリスタも前記組合せスイッチング手段に含まれる。
さらに、制御電極としては例えばベース電極、ゲート電極などが有り、主電極としては例えばコレクタ電極、エミッタ電極、ドレイン電極、ソース電極などが有り、主端子としては例えばアノード端子、カソード端子などが有る。
それから、各前記可制御スイッチング手段は一部又は全部が同種類でも異種類でも構わないし、それ自体が組合せスイッチング手段の場合もある。例えばバイポーラ・トランジスタ同士の組合せ、ＭＯＳ・ＦＥＴ同士の組合せ、ＳＩＴ同士の組合せ、バイポーラ・トランジスタ、ＭＯＳ・ＦＥＴ又はＳＩＴの組合せ等。そして、前記可制御スイッチング手段が複数の制御電極（例：ダーリントン接続のバイポーラ・トランジスタ）を持っていても１つしか使わない場合もある。
【０２９０】
このことによって、前記組合せスイッチング手段は前記可制御スイッチング手段と前記非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個接続した構成になるので、前記組合せスイッチング手段のオン・オフ検出は、前記可制御スイッチング手段１つ１つに対してオン・オフ検出手段を構成し、前記可制御スイッチング手段が１つもオンでないかどうかを検出することにより行うことができる。
このため、自己保持機能を持たない前記可制御スイッチング手段１つ１つをオン、オフ検出する際にそのオン・オフ検出用電流によってどれもラッチ・アップすることは全く無いし、自己保持機能を持つ前記組合せスイッチング手段の両主端子間のラッチ・アップする電流経路にはオン・オフ検出用電流は流れないから、『オン・オフ検出によるラッチ・アップの心配が無い』という効果が第２発明に有る。 （ 効 果 ）
【０３００】
この効果は、各前記可制御スイッチング手段のオン・オフ検出用電流の大きさを前記組合せスイッチング手段の保持電流の大きさ未満に抑える必要が無いので、そのオン・オフ検出用電流を大きくすれば、温度上昇などで増加してしまう各前記可制御スイッチング手段のオフ時のもれ電流（遮断電流）が引き起こす『（オフ状態にもかかわらずオン検出してしまうという）オン・オフ検出ミスを無くすことができる』という効果に結び付く。 （ 付 随 効 果 ）
尚、１つの前記可制御スイッチング手段がその制御電極・主電極間に構成するＰＮ接合等の非可制御スイッチング手段が他の１つ又は複数の前記可制御スイッチング手段と対を成し、このＰＮ接合等の非可制御スイッチング手段をそのオン・オフ検出用の前記非可制御スイッチング手段として利用できる構成が少なくとも１つ有る場合も有るし、そうでない場合も有る。そうである場合が次である。
【０３１０】
第２発明が請求項７記載のオン・オフ検出回路などに対応する場合、少なくとも１つの前記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電極と主電極の間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として利用し、しかも、前記非可制御スイッチング手段のうち、どの前記可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間に構成されていない独立の前記非可制御スイッチング手段はどれも前記組合せスイッチング手段のオン電圧を増加させる様に組み込まれていない。このため、『そのオン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる』という効果が有る。 （ 効 果 ）
尚、従来技術（例：図１６の回路）で組合せスイッチング手段のオン、オフを検出しようとすると、その組合せスイッチング手段にオン・オフ検出用に新しく非可制御スイッチング手段を直列接続する必要が有るため、そのオン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくできない。また、図１７の回路の様に可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合などの非可制御スイッチング手段をオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段として１つも利用せず、それに内蔵されていない独立の非可制御スイッチング手段（ダイオード１０１）だけを利用する場合もその様に総オン電圧を小さくできない。
【０３２０】
第２発明が請求項９記載のオン・オフ検出回路などに対応する場合、どちらの前記主端子をとっても全ての前記可制御スイッチング手段が「共通の、もしくは、個々に共通の、もしくは、個々の非可制御スイッチング手段」を介して同じ前記主端子に接続されていない。つまり、そのオン・オフ検出用に利用できるけれども不必要にただオン電圧を増加させるだけの「共通の、もしくは、個々に共通の、もしくは、個々の非可制御スイッチング手段」が同じ主端子にどちらの前記主端子に対しても接続されていない。しかも、前述した通り少なくとも１つの前記可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合などの非可制御スイッチング手段をオン・オフ検出用の前記非可制御スイッチング手段として利用できるので、従来技術（例：図１６の回路）の様に前記組合せスイッチング手段にオン・オフ検出用に新しく非可制御スイッチング手段を直列接続する必要が無い。
従って、『そのオン・オフ検出回路部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる』という効果が有る。（ 効 果 ）
尚、図１７の回路の様に前記可制御スイッチング手段が内蔵するＰＮ接合等の非可制御スイッチング手段をオン・オフ検出用の前記非可制御スイッチング手段として１つも利用せず、それに内蔵されない独立の非可制御スイッチング手段（ダイオード１０１）だけを利用する場合その様に総オン電圧を小さくできない。
【０３３０】
その総オン電圧の低減効果は、『エネルギー損失を低減できたり、無駄な発熱を抑制できたり、放熱設計を楽にできたり、あるいは、そのオン電圧低減ぶん電源電圧を節約できたり、する』という効果に結び付く。例えば主回路の電源電圧が数ボルトと低い場合に効果的である。 （ 付 随 効 果 ）
【０３４０】
第２発明が請求項１１記載のオン・オフ検出回路などに対応する場合、全ての前記電流供給手段が互いに一定の電位関係になったり、あるいは、直結されたりするので、『前記電流検出手段を形成する際に（信号のやり取りに発光・受光ダイオード対を含むフォト・カプラーや変圧器や圧電変圧器などの様な）絶縁信号伝達手段を使わなくて済む』という効果が有る。 （ 効 果 ）
発光・受光ダイオード対の様なフォト・カプラー等は使用温度範囲が狭いし、信号エネルギー変換効率が低く、動作速度が遅いなど使い難いので、できれば使用したくない。変圧器や圧電変圧器も定常的に信号を伝達するには交流電源手段などが必要で回路構成が複雑になるので、やはりできれば使用したくない。
【０３５０】
【第３発明の開示】
即ち、第３発明は、
可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせ、
そのうちの１つの可制御スイッチング手段がその残りの可制御スイッチング手段を制御し、
少なくとも１つの前記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電極と主電極の間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として使用し、
前記非可制御スイッチング手段のうち、どの前記可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間にも構成されていない独立の前記非可制御スイッチング手段はどれもそのオン電圧を増加させる様に組み込まれておらず、
その間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として使用される前述した制御電極・主電極間の少なくとも１つに非可制御スイッチング手段を介して逆バイアスする逆バイアス手段を設けた組合せスイッチング手段である。
【０３６０】
このことによって、第３発明の組合せスイッチング手段を第１又は第２発明の構成要素の組合せスイッチング手段に使うと、そのオン・オフ検出用電流が前記逆バイアス手段に洩れ流れるのをその逆バイアス用の非可制御スイッチング手段が阻止するので、前記逆バイアス手段の接続によって生じるオン・オフ検出ミスを起こさずに前記逆バイアス手段は前記組合せスイッチング手段のオフ安定性を高めたり、あるいは、そのターン・オフ速度を速くしたり等の改善を行うことができる。 （ 効 果 ）
【０３７０】
【第４発明の開示】
即ち、第４発明は、
自己保持機能を持たない可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせて自己保持機能を持たせ、
その間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として使用される前記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電極と主電極の間の少なくとも１つに非可制御スイッチング手段を介して逆バイアスする逆バイアス手段を設けた組合せスイッチング手段である。
【０３８０】
このことによって、第４発明の組合せスイッチング手段を第１又は第２発明の構成要素の組合せスイッチング手段に使うと、そのオン・オフ検出用電流が前記逆バイアス手段に洩れ流れるのをその逆バイアス用の非可制御スイッチング手段が阻止するので、前記逆バイアス手段の接続によって生じるオン・オフ検出ミスを起こさずに前記逆バイアス手段は前記組合せスイッチング手段のオフ安定性を高めたり、そのターン・オフ速度を速くしたり、あるいは、その保持電流値を大きくしたり等の改善を行うことができる。 （ 効 果 ）
【０３９０】
【発明を実施するための最良の形態】
本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。図１に示す第１発明の実施例では以下の通り図１の各構成要素が前述した第１発明の各構成要素に相当する。
ａ）組合せスイッチング手段１が前述した組合せスイッチング手段に。
ｂ）トランジスタ２、３が前述した各可制御スイッチング手段に。
ｃ）トランジスタ２のゲート電極とトランジスタ３のベース電極が前述した順バイアス電圧がプラスの制御電極とマイナスの制御電極に。
ｄ）ダイオード４とトランジスタ３のエミッタ接合（エミッタ・ベース間ＰＮ接合）が前述した各非可制御スイッチング手段に。
ｅ）トランジスタ３のエミッタ接合が前述した「少なくとも１つの前記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電極と主電極の間に構成される非可制御スイッチング手段」に。
ｆ）ダイオード４が前述した「前記非可制御スイッチング手段のうち、どの前記可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間にも構成されていない独立の前記非可制御スイッチング手段」に。
ｇ）「トランジスタ３のエミッタ接合とトランジスタ２の直列回路」と「トランジスタ３とダイオード４の直列回路」が前述した直列回路に。
ｈ）トランジスタ３のコレクタ電極とトランジスタ２のドレイン電極が前述の「その駆動信号入力用に前述した制御電極と対を成さない主電極」それぞれに。
ｉ）組合せスイッチング手段１の主端子５、６が前述した組合せスイッチング手段の両主端子に。
ｊ）「ダイオード１１、抵抗１０、トランジスタ９のエミッタ接合等及び直流電源７の直列回路」と「直流電源１６、トランジスタ１５のエミッタ接合等、抵抗１３及びダイオード１２の直列回路」が前述した各電流供給手段に。
ｋ）直流電源７、１６、トランジスタ９、１５、発光ダイオード８及び受光ダイオード１４等が前述した電流検出手段に。
【０４００】
尚、トランジスタ２は、主端子５にトランジスタ３のエミッタ接合を介して接続されているけれども、主端子６にはいかなる非可制御スイッチング手段も介さずに直接接続されている。そして、トランジスタ３は、主端子６にダイオード４を介して接続されているけれども、主端子５にはいかなる非可制御スイッチング手段も介さずに直接接続されている。すなわち、主端子５、６どちらをとってもトランジスタ２、３両方は非可制御スイッチング手段を介して同じ主端子５又は６に接続されていない。もし、組合せスイッチング手段１がトランジスタ２のソースと主端子６の間にダイオードが接続されている組合せスイッチング手段であれば、この追加ダイオードとダイオード４それぞれをオン・オフ検出用に使っても、トランジスタ３のエミッタ接合とダイオード４それぞれをオン・オフ検出用に使っても、組合せスイッチング手段１の総オン電圧はどちらも同じであり、第１発明独特の効果が有るとは言えない。しかし、その追加ダイオードが無い場合、その追加ダイオードを使ったオン・オフ検出はできないし、その順電圧分だけ総オン電圧は小さくなるから、第１発明独特の効果が生じる。
【０４１０】
図１の実施例の動作は次の通りである。直流電源７、トランジスタ９、トランジスタ３のエミッタ接合、ダイオード１１及び抵抗１０等がトランジスタ２のオン、オフを検出し、直流電源１６、トランジスタ１５、ダイオード４、１２及び抵抗１３等がトランジスタ３のオン、オフを検出し、さらにトランジスタ１５等が両オン・オフ出力のオアー回路になっている。その際、その両オン・オフ検出手段の間は電位が不定なので、両者間を絶縁信号伝達手段を使って一方のオン・オフ検出出力を他方へ転送する必要が有り、発光ダイオード８と受光ダイオード１４のペアーが両者間の信号のやり取りを行う。その結果、トランジスタ１５等がトランジスタ２、３どちらもオンでないかどうか検出することによって組合せスイッチング手段１のオン、オフを検出する。つまり、トランジスタ２、３どちらもオンでなければ、組合せスイッチング手段１はオフであり、トランジスタ２、３どちらか一方でもオンであれば、組合せスイッチング手段１はオンである。
【０４２０】
ところで、図１の回路からも分かる様に組合せスイッチング手段１単独でも、あるいは、第１発明のオン・オフ検出回路が構成されていても、両スイッチ端子ｓｔ１・ｓｔ２間の総オン電圧はどちらも同じであり、図２〜図１７に示す従来のオン・オフ検出回路の様に増えない。これはトランジスタ３のエミッタ接合がトランジスタ２に対してオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段を兼ねているからである。こういう『オン・オフ検出部を含めた組合せスイッチング手段の総オン電圧を小さくすることができる』という独特の効果が図１の実施例を含め第１発明に有る。
（効果）
【０４３０】
しかも、この効果は『エネルギー損失の低減、無駄な発熱の抑制、楽な放熱設計、あるいは、オン電圧低減分の電源電圧の節約又は有効利用』という効果に結び付く。特に主電源電圧が数ボルトと低い場合に効果的である。（付随効果）
【０４４０】
図２０に示す第１発明の実施例は請求項５記載のオン・オフ検出回路などに対応し、ダイオード１８が同項記載中の逆並列接続の非可制御スイッチング手段に相当する。抵抗１０、トランジスタ９のエミッタ接合等、直流電源７及びダイオード１８の直列回路がトランジスタ３の電流供給手段を形成し、トランジスタ１７のエミッタ接合がトランジスタ３のオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段を兼ねており、これらが「図１５の様な回路と電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にあるオン・オフ検出回路」を形成している。このため、トランジスタ３、１７の両電流供給手段は図１の実施例の場合と異なり、直結されて互いに一定の電位関係位に有るので、トランジスタ９、１５は発光・受光ダイオード対やフォト・カプラーの様な『絶縁信号伝達手段を使わなくても直接信号のやり取りができ、そのために絶縁信号伝達手段は要らない』という効果が図２０の実施例を含め請求項５記載のオン・オフ検出回路などに有る。
（効果）
【０４５０】
尚、「元の回路に対して電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にある回路」とは、元の回路において電圧極性あるいは電圧方向の有る各構成要素（例：直流電源、ダイオード等。）の向きを逆にし、各可制御スイッチング手段をこれと相補関係にある可制御スイッチング手段（例：ＰＮＰトランジスタに対してＮＰＮトランジスタ等。）で１つずつ置き換えた回路のことである。
また、トランジスタ１７のエミッタ接合がトランジスタ３のオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段を兼ねており、そのためにそのエミッタ接合には抵抗が並列接続されていないが、トランジスタ３のオン・オフ検出手段の一部（直流電源７、抵抗１０、１９等）がトランジスタ１７を逆バイアスするので、そのオフ状態が安定化したり、そのターン・オフが速くなったりする。この事は請求項５記載のオン・オフ検出回路などすべてについて言える。もっとトランジスタ１７に対する逆バイアス作用を強化したければ、抵抗４９を接続すれば良い。
しかし、トランジスタ１７のエミッタ接合に抵抗を並列接続することは可能である。その場合、その並列抵抗を流れる電流だけによってトランジスタ９がターン・オンしない様にそのオン・オフしきい値電圧との関係で抵抗１０、１９の値を設定すれば良い。その電流とダイオード１８を流れるオン・オフ検出用電流の和によってトランジスタ９がターン・オンする様に抵抗１０、１９の値を設定すれば良い。この事は後述する図２１、図２２、図２４、図２５、図２９〜図３４、図３７〜図４０の各実施例などでも同じであるし、また、後述する図６５〜図６７の各実施例で各抵抗４０を接続する場合などでも同じである。
【０４６０】
図２１、図２２各図に図２０の実施例の回路構成を一部変えた実施例を１つずつ示す。これらの様にオン・オフ検出用の両直流電源７、１６を直結する必要は必ずしも無いし、オン・オフ検出結果をベース接地のトランジスタ１１５から出力しても構わない。仮に図２０、図２１の各実施例においてトランジスタ１５と９又は１１５の間の電位差が変化するのであれば、各抵抗６０の代わりに定電流ダイオード又は定電流手段などを使えば良い。また、図２１、図２２の各実施例において直流電源１２１、ダイオード１２２及び抵抗４９が接続されている場合これらを含めトランジスタ３、１７及びダイオード４が構成する組合せスイッチング手段は第３発明の組合せスイッチング手段に対応する。
【０４７０】
図２３〜図３４各図に示す実施例もまた可能である。図中ＰＣ１、ＰＣ２はフォト・カプラーである。図２３〜図３４の各実施例においてトランジスタ４４の代わりにＰＮＰトランジスタ、「ＰチャネルもしくはＮチャネルの接合型ＦＥＴ、ＭＯＳ・ＦＥＴ、ＳＩＴ、ＩＧＢＴもしくはＳＩサイリスタ」あるいはサイリスタ等、可制御スイッチング手段なら何でも使うことができる。この様な置換え、変更などにより各実施例から新実施例（派生実施例）が派生する。図２３、図２５〜図２８、図３２〜図３４の各実施例もしくはその派生実施例において直流電源１２１、ダイオード１２２及び抵抗４９が接続されていれば、それらを含めた各組合せスイッチング手段は第３発明の組合せスイッチング手段に対応する。
【０４８０】
図３５に示す第２発明の実施例は請求項６又は８記載のオン・オフ検出回路などに対応する。以下の通り図３５の各構成要素は前述した第２発明の各構成要素に相当する。
ａ）組合せスイッチング手段４３が前述した組合せスイッチング手段に。
ｂ）トランジスタ３、１７が前述した各可制御スイッチング手段に。
ｃ）トランジスタ１７のベース電極とトランジスタ３のベース電極が前述した順バイアス電圧がプラスの制御電極とマイナスの制御電極に。
ｄ）各ダイオード４が前述した各非可制御スイッチング手段に。
ｅ）トランジスタ３、１７の各コレクタ電極が前述した「その駆動信号入力用に前述した制御電極と対を成さない主電極」それぞれに。
ｆ）組合せスイッチング手段４３の主端子５１、５２が前述した組合せスイッチング手段の両主端子に。
ｇ）「直流電源７、トランジスタ１５のエミッタ接合等、抵抗１０及びダイオード１１の直列回路」と「ダイオード１２、抵抗１３、トランジスタ９のエミッタ接合など及び直流電源１６の直列回路」が前述した各電流供給手段に。
ｈ）直流電源７、１６、トランジスタ１５、９、発光ダイオード８及び受光ダイオード１４等が前述した電流検出手段に。
【０４９０】
トランジスタ３、１７の各オン・オフ検出手段に従来の図１４のオン・オフ検出回路および「これと電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にあるオン・オフ検出回路」が使われており、トランジスタ１５の出力信号が発光ダイオード８と受光ダイオード１４のペアーによってトランジスタ９に転送され、両オン・オフ出力が論理和され、組合せスイッチング手段４３のオン、オフが検出される。ただし、「元の回路に対して電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にある回路」とは、元の回路において電圧極性もしくは電圧方向の有る各構成要素（例：直流電源、ダイオード等。）の向きを逆にし、各可制御スイッチング手段をこれと相補関係にある可制御スイッチング手段（例：ＰＮＰトランジスタに対してＮＰＮトランジスタ等。）で１つずつ置き換えた回路のことである。
【０５００】
この様に自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段４３をオン、オフ検出する場合、組合せスイッチング手段４３を構成する、自己保持機能を持たないトランジスタ３、１７に分けて別々にオン、オフ検出するので、図１４、図１５等に示す従来のオン・オフ検出回路の様にそれぞれのオン・オフ検出用電流が組合せスイッチング手段４３をラッチ・アップさせてしまう心配は無い、という効果が図３５の実施例を含め第２発明のオン・オフ検出回路などに有る。
（効果）
しかも、この効果は、各オン・オフ検出用電流の大きさを組合せスイッチング手段４３の保持電流の大きさ未満に抑える必要が無いということなので、そのオン・オフ検出用電流を大きくすれば、トランジスタ３、１７個々のオフ時のもれ電流（コレクタ遮断電流など。）が温度変化、コレクタ・エミッタ間の印加電圧あるいはベース逆バイアス電圧の低下などによって増加しても『（オフにもかかわらずオン検出してしまう）というオン・オフ検出ミスを無くすことができる』という効果に結び付く。 （付随効果）
【０５１０】
尚、組合せスイッチング手段４３はトランジスタ３、１７が構成するサイリスタの等価回路の様なものであるが、抵抗５０の一方または両方を接続したり、「その駆動信号入力用に対を成す制御電極・主電極間にＰＮ接合などの非可制御スイッチング手段を構成しておらず、その制御電極・主電極間に抵抗などの通流手段を接続してあるＰチャネル型ＭＯＳ・ＦＥＴ又はＩＧＢＴ」をトランジスタ３の代わりに用いたり、あるいは、同様な構成のＮチャネル型ＭＯＳ・ＦＥＴ又はＩＧＢＴをトランジスタ１７の代わりに用いたりすることもできる。
当然の事ながら、トランジスタ３の代わりに「その制御電極・主電極間にＰＮ接合を構成するＰチャネルの接合型ＦＥＴ、ＳＩＴ等」の自己保持機能を持たず、その制御電極・主電極間の順バイアス電圧極性が同じ可制御スイッチング手段なら何でも使うことができる。あるいは、トランジスタ１７の代わりに「その制御電極・主電極間にＰＮ接合を構成するＮチャネルの接合型ＦＥＴ、ＳＩＴ等」の自己保持機能を持たず、その制御電極・主電極間の順バイアス電圧極性が同じ可制御スイッチング手段なら何でも使うことができる。この様な置換え、変更などにより各実施例から新しい各実施例（派生実施例）が派生する。
【０５２０】
図３６に示す第２発明の実施例は請求項６、７、８、９又は１０記載のオン・オフ検出などに対応するが、第１発明の請求項１、２、３又は４記載のオン・オフ検出回路などにも対応する。組合せスイッチング手段２０はＰＮＰ、ＮＰＮトランジスタ３、１７が構成するサイリスタの等価回路であるが、その代わりに本物のサイリスタ、ＳＩサイリスタあるいは後述する図１２４〜図１３１の自己保持機能を持つ各組合せスイッチング手段を使うこともできる。トランジスタ３とダイオード１１の接続点とトランジスタ１７の間を一旦切り離した後ダイオードで接続し直し、トランジスタ１７とダイオード１２の接続点とトランジスタ３の間を一旦切り離した後ダイオードで接続し直して図３５の実施例の様にした実施例も可能であるが、この場合、図３６の実施例は第１発明に対応しなくなる。
【０５３０】
尚、サイリスタの等価回路を構成するトランジスタ３、１７は、互いに相手を制御し合う他に、互いに自分のエミッタ接合がオン・オフ検出用に相手に直列接続される非可制御スイッチング手段の役割を果たすので、図２〜図１６の従来回路の様に新しく非可制御スイッチング手段をトランジスタ３、１７それぞれに接続する必要が無い。このため、オン・オフ検出回路部を含む組合せスイッチング手段２０の総オン電圧を従来より小さくできたり、オン電圧によるエネルギー損失を低減したり、無駄な発熱を低く抑えたり、放熱設計を楽にできたり、あるいは、そのオン電圧低減ぶん電源電圧を節約もしくは有効利用できたり、する。
【０５４０】
図３７〜図４０各図に示す第２発明の実施例は請求項６、７、８、９、１０又は１１記載のオン・オフ検出回路などに対応するが、第１発明の請求項１、２、３、４又は５記載のオン・オフ検出回路などにも対応し、ダイオード１８が請求項５又は１１項記載中の逆並列接続の非可制御スイッチング手段に相当する。このため、トランジスタ３、１７等の両電流供給手段は図３５、図３６の各実施例の場合と異なり、直結されて互いに一定の電位関係に有るので、トランジスタ９、１５は発光・受光ダイオード対やフォト・カプラーの様な絶縁信号伝達手段を使わなくても直接信号のやり取りができ、そのために絶縁信号伝達手段は要らない、という効果が図３７〜図４０の各実施例を含め請求項５又は１１記載のオン・オフ検出回路などに有る。
（効果）
【０５５０】
尚、図３７、図３８の各実施例ではトランジスタ３のエミッタ接合がトランジスタ１７のオン・オフ検出用の非可制御スイッチング手段を兼ねており、そのためにそのエミッタ接合には抵抗が並列接続されていないが、トランジスタ１７のオン・オフ検出手段の一部（直流電源１６、抵抗１３等）がトランジスタ３を逆バイアスするので、そのオフ状態が安定化したり、そのターン・オフが速くなったりする。この事は請求項１１記載のオン・オフ検出回路などすべてについて言える。図３８の実施例は図３７の実施例を利用したスイッチング回路であるが、さらにトランジスタ１７も直流電源７及び抵抗１０等のトランジスタ３のオン・オフ検出手段によって逆バイアスされるので、組合せスイッチング手段のオフ状態がより安定化したり、そのターン・オフが速くなったり、その保持電流値が大きくなったり等する。もっとトランジスタ３に対する逆バイアス作用を強化したければ、図３７や図３８の様に抵抗４９を接続すれば良い。
【０５６０】
もっともトランジスタ３のエミッタ接合に抵抗を並列接続することも可能である。その場合、その並列抵抗を流れる電流だけによってトランジスタ１５がターン・オンしない様に、しかも、その電流とダイオード１８を流れるオン・オフ検出用電流の和によってトランジスタ１５がターン・オンする様にそのオン・オフしきい値電圧との関係で抵抗１３、１９の各抵抗値を設定すれば良い。この抵抗並列接続については図３９、図４０の各実施例においてＳＩＴのトランジスタ５３、５４にノーマリィ・オフ型を使う場合も同様である。ただし、その様に各抵抗値を設定すると、そのオン・オフ検出用電流をかなり大きくする必要があり、そのために電流消費が多くなるので、やはり上述した逆バイアスの方法が良い。
【０５７０】
図３９、図４０の各実施例において直流電源１２１それぞれがトランジスタ５３、５４に充分な逆バイアス電圧を供給できるなら、それらはノーマリィ・オン型でも構わない。図４０の実施例ではトランジスタ５３、５４がＳＩサイリスタの等価回路を構成するが、それらの代わりに本物のＳＩサイリスタを使っても良い。尚、トランジスタ５３とトランジスタ１７又は５４の組合せスイッチング手段またはその本物のＳＩサイリスタに直流電源１２１、ダイオード１２２及び抵抗９を１組または２組接続したものは第３、第４発明に対応する。
【０５８０】
図４１の実施例は図３７の実施例に対して電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にあるが、ダイオード１８は組合せスイッチング手段１０７中に組み込まれている。図４２〜図４４の各実施例ではトランジスタ１７又は５４を逆バイアスする代わりに「そのドレイン・バックゲート間、ソース・バックゲート間それぞれを逆バイアスしたＮＭＯＳのトランジスタ１０８又はＰＭＯＳのトランジスタ１０９」を１方向性の抵抗手段としてそのベース・エミッタ間またはゲート・ソース間に接続して組合せスイッチング手段１１０、１１１又は１１２のオフ状態をより安定化したり、そのターン・オフを速くしたり、その保持電流値を大きくしたり等する。トランジスタ１０８又は１０９の逆バイアス用電源はトランジスタ１７又は５４の逆バイアス用電源より電流容量は小さくて済む。
【０５９０】
図４５の実施例において組合せスイッチング手段２３がＮＭＯＳによるオン駆動の等価サイリスタ又は本物のサイリスタで、トランジスタ３、１７によるラッチ・アップを積極的に利用する場合、図４５の実施例は第１、第２発明の実施例で、請求項１、２、３、４、６、７、８、９又は１０記載のオン・オフ検出回路等に対応する。一方、図４５の実施例において組合せスイッチング手段２３がＩＧＢＴの等価回路もしくは本物のＩＧＢＴで、トランジスタ３、１７によるラッチ・アップを阻止するためにトランジスタ１７をオフに保つ等する場合、図４５の実施例は第１発明だけの実施例で、請求項１、２、３又は４記載のオン・オフ検出回路などに対応する。その等価サイリスタ等のオフ状態を安定化したり、そのターン・オフを速くしたり等するには、あるいは、その等価ＩＧＢＴ等のトランジスタ１７をオフに保つには図４０の実施例の様に直流電源１２１をダイオード１２２と抵抗４９等を介してトランジスタ１７のベース・エミッタ間を逆バイアスすれば良い。あるいは、図４６と同様に両オン・オフ検出用直流電源を直結する検出回路構成にしてトランジスタ１７を逆バイアスすれば良い。あるいは、図４７又は図４８と同様にトランジスタ１７のベース・エミッタ間にトランジスタ１０８又は１０９の様な１方向性の抵抗手段を接続すれば良い。トランジスタ１７に対するオフ制御の強さによって組合せスイッチング手段２３はサイリスタ動作させたり、あるいは、ＩＧＢＴ動作させたりすることができる。
【０６００】
図４６〜図５４の各実施例は、前述した様にサイリスタ作用によるラッチ・アップを積極的に利用する場合、第１、第２発明の実施例で、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のオン・オフ検出回路等に対応する。一方、図４６〜図５４の各実施例は、前述した様にサイリスタ作用によるラッチ・アップを阻止し、ＩＧＢＴ動作させる場合、第１発明だけの実施例で、請求項１、２、３、４又は５記載のオン・オフ検出回路などに対応する。
【０６１０】
図５５〜図６４の各実施例はＧＴＯサイリスタやＳＩサイリスタの様に自己保持機能と自己ターン・オフ機能（＝自己消弧機能）を持つ組合せスイッチング手段２４〜２６、１２３〜１２９それぞれのオン・オフ検出回路である。図５５、図６１、図６４の各実施例では組み合わせる４つのトランジスタそれぞれのオン、オフを検出し、４つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン、オフ検出している。図５６、図５９の各実施例では２つのトランジスタ２７、２８をまとめてオン・オフ検出しているので、３つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン、オフ検出している。これらの場合トランジスタ２７、２８を１つの可制御スイッチング手段として考えることもできるし、あるいは、トランジスタ２７、２８は別々の可制御スイッチング手段で、オン・オフ検出用のダイオード４と電流供給手段が両者共通であると考えることもできる。図５７、図５８、図６０、図６２、図６３の各実施例も同様に３つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン、オフ検出している。図６０、図６２の各実施例については蛇足ながら点線で図示する通り４つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン、オフ検出することもできるが。
尚、図５５〜図５６の各実施例では抵抗４０がトランジスタ２８のベース・エミッタ間に接続されているが、抵抗４０を接続しなくても又は抵抗４０をトランジスタ２７のベース・エミッタ間側に接続し換えても構わない。（参考：特公昭５６−５０９８号、特開昭５７−１１８４３８号、ＷＯ ８８／０１８０５号）
【０６２０】
図６５〜図６７の各実施例は、第１発明、第２発明の実施例で、請求項１２記載の３端子スイッチング手段などにも対応し、それぞれの両オン・オフ検出回路はオン・オフ検出用の両直流電源を共通化している。
各実施例においてサイリスタ２９、３０のカソード側ゲート・カソード間あるいはアノード・アノード側ゲート間に抵抗４０を接続する場合、図２０の実施例の説明で述べた通り抵抗４０を流れる電流だけによって各トランジスタ９又は１５がターン・オンしない様に、しかも、抵抗４０の電流とダイオード１８を流れるオン・オフ検出用電流の和によって各トランジスタ９又は１５がターン・オンする様に抵抗１０、１９の各抵抗値を設定すれば良い。電流消費は多くなるが。あるいは、図３７の実施例のトランジスタ３や図４１の実施例のトランジスタ１７の様に各カソード側ゲートと各アノード側ゲートを逆バイアスしても構わない。あるいは、カソード側ゲート・カソード間、アノード・アノード側ゲート間それぞれに図４２、図４４の各実施例のトランジスタ１７の様に１方向性の抵抗手段を１つずつ接続しても構わない。これらの事は後述する図７１〜図７５、図７７〜図７９、図８３、図８４等の各実施例についても同様に当てはまる。
【０６３０】
尚、図６６〜図６７の各実施例は、その３端子のうち中点端子（各図右側の真中の端子）を使用せず、両外側端子（各図右側の上下の両端子）だけを使用して２端子スイッチとして利用すれば、どちらも双方向性スイッチング手段になり、請求項３２記載の双方向性スイッチング手段にも対応する様になる。この場合、双方向に対してその双方向性スイッチング手段がオフであるかどうかを検出するには、両トランジスタ１５のコレクタ同士を接続しても良いし、あるいは、両トランジスタ１５のコレクタ出力をＯＲ回路に入力しても良いし、あるいは、両トランジスタ１５のベース同士を接続し、一方のトランジスタ１５と抵抗１９を取り外すことによって両トランジスタ１５を共通化して後述する図７３〜図７４の各実施例の様に１つにまとめても良い。これらのとき図６６〜図６７の各実施例は請求項３３又は３４記載の双方向性スイッチング手段にも対応する様になる。また、各実施例を双方向にオン、オフ制御するには例えば「その中点端子側に向いたサイリスタ２９のゲートと同じく向いたサイリスタ３０のゲートの間」を順バイアスしたり、逆バイアスしたりすれば良い。これらの事は後述する図６９〜図７０の各実施例についても同様である。
【０６４０】
図６８〜図７０の各実施例は、請求項１２記載の３端子スイッチング手段などに対応し、各組合せスイッチング手段をＩＧＢＴ動作させるならば第１発明だけの実施例であり、各組合せスイッチング手段をサイリスタ動作させるならば第１、第２両発明の実施例である。それぞれの両オン・オフ検出回路は図６５〜図６７の各実施例と同様にオン・オフ検出用の両直流電源を共通化している。
【０６５０】
図７１〜図７２の各実施例は、請求項３１又は３４記載の双方向性スイッチング手段などに対応し、４つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン・オフ検出出力を１本化している。図７２の実施例では前述した様に各組合せスイッチング手段に対する逆バイアスの強さに応じて各組合せスイッチング手段をＩＧＢＴ動作させたり、あるいは、サイリスタ動作させたりすることができる。
【０６６０】
図７３〜図７４の各実施例は、請求項３２又は３４記載の双方向性スイッチング手段などに対応し、図６６〜図６７の各実施例を利用している。どちらの実施例も両オン・オフ検出回路のオン・オフ検出用の４つの直流電源を共通化して２つにし、４つのオン・オフ出力の論理和を取ってオン・オフ検出出力を１本化している。尚、これらを３端子スイッチング手段として使用し、両サイリスタがオフであるかどうかをチェックしたり、電力変換装置にその３端子スイッチング手段を使用して動作停止してるかどうか検出したり等の使い方も可能である。
【０６７０】
図７５〜図７６の各実施例は請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応する。サイリスタ２９ａ、３０ｂ又は組合せスイッチング手段２３、１３０それぞれはオン・オフ検出の際に逆並列接続ダイオードを１つずつ必要としないので、各実施例をそのまま又は複数個ブリッジ接続して交流回路、単相、３相、多相の各種交流装置、ＡＣ−ＡＣコンバータ、ＡＣ−ＤＣコンバータ等に利用することができる。また、図７５又は図７６の実施例２つを両外側端子同士で逆並列接続し、中点端子同士を接続すれば、それは請求項３５記載の双方向性３端子スイッチング手段に対応する双方向性３端子スイッチング手段になる。さらに、図７５の実施例においてトランジスタ４２のドレインをサイリスタ２９ａのカソード側ゲートから切り離し、トランジスタ４１のドレインをサイリスタ３０ｂのアノード側ゲートから切り離し、外側端子同士を接続した双方向性スイッチング手段も可能である。この事は図７６の実施例においても同様である。
【０６８０】
尚、図６６、図６７、図６９、図７０、図７５又は図７６の実施例を双方向性化した双方向性スイッチング手段、図７１〜図７４の双方向性スイッチング手段のいずれか２つ（同じ２つでも違う２つでも構わないが。）を直列接続した双方向性３端子スイッチング手段もまた可能である。それは請求項３５又は３６記載の双方向性３端子スイッチング手段に対応する。また、その両双方向性スイッチング手段が互いに自分が１方向でもオンである限り相手のターン・オンを阻止する双方向オン阻止手段をそれぞれに設ければ、それは請求項３７記載の双方向性３端子スイッチング手段に対応する様になる。さらに、一方の双方向性スイッチング手段が双方向にオフになったことが検出されたとき他方の双方向性スイッチング手段を双方向にターン・オンさせるオン信号を出力する他方の双方向オン信号出力手段を設ければ、それは請求項３８記載の双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置に対応する様になる。それから、他方の双方向性スイッチング手段が双方向にオフになったことが検出されたとき一方の双方向性スイッチング手段を双方向にターン・オンさせるオン信号を出力する一方の双方向オン信号出力手段を設ければ、それは請求項３９記載の双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置に対応する様になる。そして、その双方向性３端子スイッチング手段の両外側端子間に交流電源手段を接続し、負荷と共に直列共振回路を直接又は等価的に構成する負荷共振手段を一方の双方向性スイッチング手段に並列接続すれば、それは請求項４０記載のＡＣ−ＡＣコンバータ装置に対応する様になる。
【０６９０】
図７７〜図７９の各実施例は、図６５〜図６７の各実施例を利用した３端子スイッチング手段で、請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応する。サイリスタ２９ａ又は２９ｂとサイリスタ３０ａ又は３０ｂは互いに相手がオンである限り自分のターン・オンが阻止される。各トランジスタ４１又は４２それぞれが請求項１３記載中のオン阻止手段に相当する。（参考：特開昭５８−８１３３２号、特願昭６２−５００８３１号、特願平６−２７４２２３号）
【０７００】
図８０〜図８２の各実施例は、図６８〜図７０の各実施例を利用した３端子スイッチング手段で、請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応する。組合せスイッチング手段２３又は１３０それぞれは互いに相手がオンである限り自分のターン・オンが阻止される。
【０７１０】
図８３の実施例も請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応する。その主回路の電源を直流電源にし、これを各オン・オフ検出回路のオン・オフ検出用の直流電源に利用しているので、直流電源の数を２つ節約できた。
【０７２０】
図８４の実施例も請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応し、図３８の実施例を利用した主直流電源付き３端子スイッチング手段である。図８３の実施例と同様に両サイリスタがその主直流電源を短絡しない様にする場合、各オン阻止手段となるバイポーラ型のトランジスタ９、１５の電流容量が足りないときは、それぞれの代わりにダーリントン接続型トランジスタ、ＩＧＢＴ、パワーＭＯＳ・ＦＥＴ等を使えば良い。
【０７３０】
図８５〜図８９の各実施例も請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応し、図４２〜図４４、図４７〜図４９、図５１〜図５４の各実施例を利用した主直流電源付き３端子スイッチング手段である
【０７４０】
図９０、図９１両図に示す実施例、図９２、図９３両図に示す実施例、図９４に示す実施例は、どれも請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段などに対応し、請求項１４又は１５記載の３端子スイッチング手段の駆動装置などに対応し、この駆動装置を用いた請求項１６記載の共振型電力変換装置などに対応する。符号ａ〜ｈで示す各導線は同じ符号同士の導線はそれぞれ接続状態にある。図９２、図９３両図に示す実施例だけが２つの主回路用の直流電源を持ち、他は１つの主回路用の直流電源だけを持つ。
【０７５０】
これらどの実施例においても、４端子のサイリスタ２９ａとサイリスタ３０ａ又は３０ｂの同時オンによる電源短絡を防止するために両サイリスタは互いに相手がオンであることが検出される限り、自分はゲート逆バイアスによって強固にオフ制御され、自分のターン・オンは完全に阻止される。
しかも、本発明者が考え出したターン・オフ・トリガー方式（参考：特開昭６２−５０１９号）を用いており、電力変換の時間効率を上げる等ために両サイリスタがオフである休止期間をできるだけ短くしたり、互いに相手のオン期間の延び縮みやターン・オフ遅れに応じて最適なトリガー・タイミングを得たり等するために、両サイリスタは互いに相手がオンからオフになったことが検出されると自分がトリガーされる。その結果、起動・停止信号用の各入力端子（３４〜３６）に起動信号が入っている限り、例えば、起動・停止信号電圧がハイ・レベルもしくはロー・レベルである限り、両サイリスタのトリガー動作は交互に繰り返され、各実施例は自己発振し、連続して電力変換動作を行うことができる。
【０７６０】
図９０、図９１両図に示す実施例の両トリガー回路（請求項１４又は１５記載中のオン信号出力手段に相当。）と起動・停止手段は次の様になっている。図９０に示す様に入力端子３４を開放した状態でこの実施例は簡単に起動・停止手段を構成している。入力端子３４に入力される起動・停止信号をロー・レベルにすると自己発振し始め、ロー・レベルの間その自己発振は継続され、その起動・停止信号をハイ・レベルにすると発振停止する様になっている。その起動・ 停上信号がハイ・レベルの間トランジスタ５５〜５７及びコンデンサ５９等が構成するサイリスタ３０ｂのトリガー回路の中の信号伝達が阻止され、その起動・停止信号がロー・レベルの間その信号伝達が行われる。サイリスタ２９ａのトリガー回路はトランジスタ６１〜６２及びコンデンサ６４等が構成する。
【０７７０】
図９０、図９１両図に示す実施例のトリガー動作は以下の通りである。入力端子３４に入力される起動・停止信号が立ち下がると、トランジスタ５５がターン・オンするので、コンデンサ５９の充電電流が一時的にトランジスタ５７をターン・オンさせ、サイリスタ３０ｂをトリガーする。サイリスタ３０ｂのオン期間中そのオン、オフを検出するトランジスタ６３等がトランジスタ６２を介してサイリスタ２９ａを逆バイアスし、同時にトランジスタ６２を介してコンデンサ６４を充電してサイリスタ２９ａの次のトリガー動作を準備する。
その後、サイリスタ３０ｂと共にトランジスタ６３、６２がターン・オフすると、コンデンサ６４の放電電流が一時的にトランジスタ６１をターン・オンさせ、サイリスタ２９ａをトリガーする。サイリスタ２９ａのオン期間中そのオン、オフを検出するトランジスタ５８等がトランジスタ５６を介してサイリスタ３０ｂを逆バイアスし、この間その起動・停止信号がロー・レベルであればトランジスタ５６を介してトランジスタ５５をオフに保つ。このため、そのオン期間中コンデンサ５９は放電してサイリスタ３０ｂの次のトリガー動作を準備する。
その後、サイリスタ２９ａと共にトランジスタ５８、５６がターン・オフする時その起動・停止信号がロー・レベルであれば再びトランジスタ５５がターンオンして以後同様に同じ事が繰り返され、この装置は発振する。しかし、サイリスタ２９ａと共にトランジスタ５８、５６がターン・オフする時その起動・停止信号がハイ・レベルであればトランジスタ５５はオフのままで発振は停止する。
【０７８０】
図９２、図９３両図に示す実施例のトリガー動作も図９４に示す実施例のトリガー動作も図９０、図９１両図に示す実施例のトリガー動作と同様である。これらは主回路構成の違いによる従来の電力変換動作の違いが有るだけである。
尚、図９０、図９１両図と図９２、図９３両図それぞれに示す実施例において、図９４に示す実施例の様に負荷３２を共振用コンデンサ３３に並列接続しても構わないし、負荷３２を共振用コイル３１に並列接続しても構わないし、負荷３２をその直列共振回路に直列接続しても構わない。また、入力端子３４と符号ａで示す電源線との間、入力端子３５と符号ｅで示す電源線との間それぞれに図９４の実施例中の入力端子３６と同様にＳＵＳ（シリコン・ユニラテラル・スイッチ）を接続すれば、電源スイッチ（図示せず。）のオンで自動的に各入力端子３４、３５の起動・停止信号がロー・レベルになり、各回路は起動する様になる。
【０７９０】
図９５〜図９７の三図を左から右へ順番に並べて示す実施例は、請求項１８又は１９記載のブリッジ接続型スイッチング手段などに対応し、請求項２０又は２１記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置などに対応し、請求項２２記載のブリッジ接続型共振型電力変換装置などに対応する。図中、符号ｉ１〜ｚ１〜ａ２〜ｂ２で示す各導線は同じ符号同士の導線はそれぞれ接続状態にある。この実施例ではサイリスタ２９ａ、２９ｂを組ませてどちらもオフであるかどうかを検出し、そして、サイリスタ３０ｂ、３０ｂを組ませてどちらもオフであるかどうかを検出している。両組は互いに相手組のどちらかかオンである限り自分組のどちらのターン・オンも阻止される。さらに、両組は互いに相手組がどちらもオンで無くなったときに自分組の両方がトリガーされる。
【０８００】
図９８〜図１００の三図を左から右へ順番に並べて示す実施例は、請求項２６記載の連携スイッチング回路などに対応し、請求項２７又は２８記載のブリッジ接続型スイッチング手段などに対応し、請求項２９記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置などに対応し、請求項３０記載のブリッジ接続型共振型電力変換装置などに対応する。図中、符号ｃ２〜ｑ２で示す各導線は同じ符号同士の導線はそれぞれ接続状態にある。この実施例ではサイリスタ２９ａ、２９ｂを連携させてサイリスタ２９ａがオンの間サイリスタ２９ｂをトリガーし続け、サイリスタ２９ｂのオン・オフ検出からどちらもオフであるかとうか検出し、そして、サイリスタ３０ａ、３０ｂを連携させてサイリスタ３０ａがオンの間サイリスタ３０ｂをトリガーし続け、サイリスタ３０ｂのオン・オフ検出からどちらもオフであるかどうか検出している。サイリスタ２９ｂがオンである限りサイリスタ３０ａ、３０ｂはどちらもターン・オンを阻止され、サイリスタ３０ｂがオンてある限りサイリスタ２９ａ、２９ｂはどちらもターン・オンを阻止される。さらに、サイリスタ２９ｂがターン・オフするとサイリスタ３０ａがトリガーされ、サイリスタ３０ｂがターン・オフするとサイリスタ２９ａがトリガーされる。
【０８１０】
図１０１〜図１０３の三図を左から右へ順番に並べて示す実施例は、請求項２３記載のブリッジ接続型スイッチング手段などに対応し、請求項２４記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置などに対応し、請求項２５記載のブリッジ接続型共振型電力変換装置などに対応する。図中、符号ｒ２〜ｚ２で示す各導線は同じ符号同士の導線はそれぞれ接続状態にある。この実施例ではサイリスタ２９ａ、２９ｂの組とサイリスタ３０ｂ、３０ｂの組が互いに独立しており、それぞれでトリガー動作が行われる。サイリスタ２９ａ、２９ｂは互いに相手がオンである限り自分のターン・オンが阻止され、さらに、互いに相手がターン・オフすると自分がトリガーされる。サイリスタ３０ｂ、３０ｂも互いに相手がオンである限り自分のターン・オンが阻止され、さらに、互いに相手がターン・オフすると自分がトリガーされる。両組の連携したトリガー動作はコンデンサ３３、コイル３１及び負荷３２が形成する負荷共振手段の共振動作によっている。ただし、起動時と動作停止時に両トリガー動作の同期を取るためにトランジスタ６５、６６等が形成するトリガー同期手段を設けている。
【０８２０】
図１０４の実施例は図９４の実施例においてコイル３１をその負荷共振手段から取り出し、電源とプッシュ・プル型スイッチング回路の間に接続し直した共振型電力変換装置である。図９５〜図９７の実施例などにおいてもコイル３１をその負荷共振手段から取り出し、電源とブリッジ接続型スイッチング手段の間に接続し直したブリッジ接続型共振型電力変換装置も可能である。ただし、その場合、コイル３１に接続される２つのサイリスタの両主端子の電位は一定ではないから、フォト・カプラー等の絶縁信号伝達手段が必要になる。
（参考：特開平１−１１７４１６号の第９図。）
【０８３０】
図１０５〜図１０８の四図を左から右へ順番に並べて示す実施例は、請求項１４又は１５記載の３端子スイッチング手段の駆動装置などに対応し、この駆動装置を用いた請求項１６記載の共振型電力変換装置などに対応し、請求項１７記載の点火装置などに対応する。図中、符号ｉ〜ｘで示す各導線は同じ符号同士の導線がそれぞれ接続状態にある。図１０７中の３８、３９は３端子レギュレータの様な定電圧手段である。トランジスタ６８、６９等がＤＣ−ＤＣコンバータ回路を構成する。トランジスタ７０、７１等は入力電源電圧が低いときに前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の変圧器から倍電圧を符号ｉで示す電源線に供給するものである。トランジスタ７２等は電源コンデンサ７３の電圧が低くてサイリスタ２９ａを充分に逆バイアスできないときにその点火装置の点火動作を停止する安全装置である。トランジスタ７４、７５等が構成するシュミット・トリガー回路は前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の構成要素で、その出力電圧を制御する。トランジスタ７６等は突入電流防止手段を構成し、電源投入時に前記ＤＣ−ＤＣコンバータ回路の起動を助ける。この実施例においてもサイリスタ２９ａ、２９ｂは互いに相手のターン・オフが検出されると自分がトリガーされるので、入力端子３７に入力される起動・停止信号がハイ・レベルである限り両トリガー動作は交互に繰返され、連続して点火動作（この場合の電力変換動作）を行うことができる。
【０８４０】
図１０９〜図１１０両図に別の点火装置の実施例を示す。図中、符号ａ１〜ｄ１等で示す各導線は同じ符号同士の導線がそれぞれ接続状態にある。サイリスタ３０ｂのアノード・アノード側ゲート間の逆耐電圧が低い場合ツェナー・ダイオード６７で保護する。
【０８５０】
図１１１〜図１２３各図に本発明の３端子スイッチング手段を利用し、電源短絡（貫通電流）防止機能を持つ各種の論理回路の実施例を１つずつ示す。
【０８６０】
図１２４〜図１３５各図に第１又は第２発明の構成要素である組合せスイッチング手段を１例ずつ、あるいは、第３又は第４発明の組合せスイッチング手段の実施例を１つずつ示す。各組合せスイッチング手段において点線で接続を示す直流電源、ダイオード及び抵抗が有れば、それぞれは第３又は第４発明の組合せスイッチング手段の実施例になる。
【０８７０】
最後に以下の事を補足する。
ａ）各実施例あるいはその一部を置換え又は変更などして新しくできた各実施例（各派生実施例）において、電圧極性もしくは電圧方向のある各構成要素（例：直流電源、ダイオード等。）の向きを逆にし、各可制御スイッチング手段をこれと相補関係にある可制御スイッチング手段（例：ＰＮＰトランジスタに対してＮＰＮトランジスタ。）で１つずつ入れ換えた「元の実施例に対して電圧極性もしくは電圧方向に関して対称的な関係にある実施例」も当然の事ながらまた可能である。この実施例もまた新・派生実施例である。
ｂ）特公昭４５−１５０８８号には本発明と似たオン・オフ検出回路が開示されているけれども、こちらの場合サイリスタの一方のトランジスタだけをオン、オフ検出しているので、図３６の実施例を見れば分かる通り常にそのサイリスタのオン、オフを完全に検出することは出来ない。
ｃ）本発明では本物のＩＧＢＴも、本物のサイリスタも、ＧＴＯサイリスタも、ＳＩサイリスタも組合せスイッチング手段と見なしている。各実施例においてサイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ又はどれかの等価回路を組合せスイッチング手段として使用している場合、図１２４〜図１３１のいずれかをその代わりに使用する実施例も可能であるし、ＩＧＢＴ又はその等価回路を組合せスイッチング手段として使用している場合、図１３０〜図１３１のいずれかをＩＧＢＴ動作させてその代わりに使用する実施例も可能である
【０８８０】
ｄ）図６５、図６８、図７５〜図７７、図８０、図８３〜図８９に示すいずれか１つの３端子スイッチング手段と、図６５、図６８、図７５〜図７７、図８０、図８３〜図８９に示すいずれか１つの３端子スイッチング手段を同じ向きに並列接続したブリッジ接続型スイッチング手段の実施例もまた可能である。この実施例の駆動装置には各３端子スイッチング手段が独立して図１０１〜図１０３の実施例の様に駆動する装置が有る。これが請求項２４記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置などに対応する。
ｅ）上記ｄ）のブリッジ接続型スイッチング手段の実施例の駆動装置には特開平１−１１７４１６号の第３図や第８図に示す回路の様に「『隣り同士に接続されない前記組合せスイッチング手段２つずつ２組のうち、一方組の両オン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、これら出力信号から一方組の組合せスイッチング手段がどちらもオンからオフになったことを検出したとき他方組の両組合せスイッチング手段にオン信号を出力する他方組のオン信号出力手段』と『他方組の両オン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、これら出力信号から他方組の組合せスイッチング手段がどちらもオンからオフになったことを検出したとき一方組の両組合せスイッチング手段にオン信号を出力する一方組のオン信号出力手段』」が有る駆動装置が有る。これが請求項２０又は２１記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置に対応する。
【０８９０】
ｆ）上記ｄ）のブリッジ接続型スイッチング手段の実施例の駆動装置には特開平１−１１７４１６号の第４図〜第５図に示す回路の様に「『隣り同士に接続されない前記組合せスイッチング手段２つずつ２組のうち、一方組の一方のオン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、この一方のオン・オフ検出回路が一方組の一方の組合せスイッチング手段のオン状態を検出する限り一方組の他方の組合せスイッチング手段にオン信号を出力し続ける一方組の連携オン手段』と『他方組の一方のオン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、この一方のオン・オフ検出回路が他方組の一方の組合せスイッチング手段のオン状態を検出する限り他方組の他方の組合せスイッチング手段にオン信号を出力し続ける他方組の連携オン手段』と『一方組の他方のオン・ オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、この出力信号から一方組の他方の組合せスイッチング手段がオンからオフになったことを検出したとき他方組の一方の組合せスイッチング手段にオン信号を出力する他方組のオン信号出力手段』と『他方組の他方のオン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、この出力信号から他方組の他方の組合せスイッチング手段がオンからオフになったことを検出したとき一方組の一方の組合せスイッチング手段にオン信号を出力する一方組のオン信号出力手段』が有る駆動装置が有る。これが請求項２９記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置に対応する。この様な駆動装置は１つのサイリスタから別のサイリスタへ転流する場合に特に効果的に使用できる。
（参考：特開平１−１１７４１６号の第１０図〜第１１図、第１３図など。）
【０９００】
ｇ）上記ｄ）項〜ｆ）項の各ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置に、「『負荷と共に直列共振回路を直接又は等価的に構成する負荷共振手段』と『両組の組合せスイッチング手段２つずつの交互のオン、オフに基づいて４つの前記組合せスイッチング手段と共に前記負荷共振手段の両端電圧を直接又は等価的に切り換える直流電源手段』」が有れば、その駆動装置はブリッジ接続型共振型電力変換装置になる。これが請求項２２、２５又は３０記載のブリッジ接続型スイッチング手段のブリッジ接続型共振型電力変換装置などに対応する。
ｈ）上記ｄ）項〜ｆ）項の各ブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置において、特開平１−１１７４１６号の第９図の様にそのブリッジ接続型スイッチング手段の両中点端子間にコンデンサと負荷の直列回路もしくは並列回路を接続し、そのブリッジ接続型スイッチング手段の両外側端子間に直流電源とコイルを順方向に直列接続した直列インバータも可能である。
ｉ）前述した各双方向性３端子スイッチング手段の両外側端子間に交流電源を接続し、一方の双方向性スイッチング手段に図９４中に示す負荷共振手段（負荷３２と直列共振回路の接続体）を並列接続したＡＣ−ＡＣコンバータ装置も可能である。この場合、両双方向性スイッチング手段は互いに相手がター・オフしたことが検出されたとき自分がトリガーされるターン・オフ・トリガー方式が可能であるし、互いに相手がオンである限り自分のオンが阻止される電源短絡防止方法も可能である。（参考：特開平１−１１７４１６号の第６図。）
ｊ）本発明のオン・オフ検出回路をサイリスタの劣化度の診断に応用できる。
【０９１０】
【先行技術】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１発明のオン・オフ検出回路の１実施例を示す回路図である。
【図２〜図１７】各図は従来のオン・オフ検出回路を１つずつ示す回路図である。
【図１８〜図１９】両図で従来の点火装置の回路を示す回路図である。
【図２０〜図３４】各図は第１発明のオン・オフ検出回路の実施例などを１つずつ示す回路図である。
【図３５】第２発明のオン・オフ検出回路の１実施例を示す回路図である。
【図３６〜図６４】各図は第１、第２発明のオン・オフ検出回路の実施例などを１つずつ示す回路図である。
【図６５〜図８９】各図は第１、第２発明の３端子スイッチング手段あるいは双方向性スイッチング手段の実施例などを１つずつ示す回路図である。
【図９０〜図９１】両図で第１、第２発明の共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図９２〜図９３】両図で第１、第２発明の共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図９４】第１、第２発明の共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図９５〜図９７】三図を左から右へ順番に並べて第１、第２発明のブリッジ接続型共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図９８〜図１００】三図を左から右へ順番に並べて第１、第２発明のブリッジ接続型共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図１０１〜図１０３】三図を左から右へ順番に並べて第１、第２発明のブリッジ接続型共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図１０４】第１、第２発明の共振型電力変換装置などの１実施例の回路を示す回路図である。
【図１０５〜図１０８】４図を左から右へ順番に並べて第１、第２発明の点火装置などの実施例の回路を示す回路図である。
【図１０９〜図１１０】両図で第１、第２発明の点火装置などの実施例の回路を示す回路図である。
【図１１１〜図１２３】各図は第１、第２発明の３端子スイッチング手段の実施例なとを利用した各種の論理回路を１つずつ示す回路図である。
【図１２４〜図１３５】各図は第１又は第２発明の構成要素である組合せスイッチング手段あるいは第３又は第４発明の実施例を１つずつ示す回路図である。
【符号の説明】
３１ 共振用コイル
３２ 負荷
３３ 共振用コンデンサ
Claims (44)
- 可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせて、そのうちの１つの可制御スイッチング手段がその残りの可制御スイッチング手段を制御し、少なくとも１つの前記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電極と主電極の間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として使用し、前記非可制御スイッチング手段のうち、どの前記可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間にも構成されていない独立の前記非可制御スイッチング手段はどれもそのオン電圧を増加させる様に組み込まれていない組合せスイッチング手段が有り、
各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段にその直列回路の方向に電流を流す電流供給手段を設け、
前記電流が１つも流れていないかどうかを検出する電流検出手段を設けたことを特徴とするオン・オフ検出回路。 - その制御電極の順バイアス電圧がプラスである少なくとも１つの可制御スイッチング手段、その制御電極の順バイアス電圧がマイナスである少なくとも１つの可制御スイッチング手段、及び、複数の非可制御スイッチング手段を組み合わせて、そのうちの１つの可制御スイッチング手段がその残りの可制御スイッチング手段のオン、オフを制御する組合せスイッチング手段が有り、どの前記可制御スイッチング手段をとってもその駆動信号入力用に前述した制御電極と対を成さない主電極の側に接続された前記非可制御スイッチング手段を１つずつ介して前記組合せスイッチング手段の両主端子の間に接続されており、
各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段に電流を流す電流供給手段を１つずつ設け、
前記電流が１つも流れていないかどうか検出する電流検出手段を設け、
どちらの前記主端子をとっても全ての前記可制御スイッチング手段が非可制御スイッチング手段を介して同じ前記主端子に接続されていないことを特徴とするオン・ オフ検出回路。 - どの前記可制御スイッチング手段も自己保持機能を持たないが、前記組合せスイッチング手段は自己保持機能を持つことを特徴とする請求項１又は２記載のオン・オフ検出回路。
- 前記組合せスイッチング手段としてサイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ、又は、これらのいずれか１つの等価回路を用いたことを特徴とする請求項１、２又は３記載のオン・オフ検出回路。
- 前記組合せスイッチング手段に非可制御スイッチング手段が逆並列接続されており、
全ての前記可制御スイッチング手段のうち、その制御電極の順バイアス電圧極性が同じである各前記可制御スイッチング手段の電流供給手段が、その逆並列接続の非可制御スイッチング手段を介してその電流を流すことを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のオン・オフ検出回路。 - 自己保持機能を持たない可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせた自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段が有り、
各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段にその直列回路の方向に電流を流す電流供給手段を設け、
前記電流が１つも流れていないかどうか検出する電流検出手段を設けたことを特徴とするオン・オフ検出回路。 - 少なくとも１つの前記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電極と主電極の間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として使用し、
前記非可制御スイッチング手段のうち、どの前記可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間にも構成されていない独立の前記非可制御スイッチング手段はどれも前記組合せスイッチング手段のオン電圧を増加させる様に組み込まれていないことを特徴とする請求項６記載のオン・オフ検出回路。 - その制御電極の順バイアス電圧がプラスで、自己保持機能を持たない少なくとも１つの可制御スイッチング手段、その制御電極の順バイアス電圧がマイナスで、自己保持機能を持たない少なくとも１つの可制御スイッチング手段、及び、複数の非可制御スイッチング手段を組み合わせた自己保持機能を持つ組合せスイッチング手段が有り、
どの前記可制御スイッチング手段をとってもその駆動信号入力用に前述した制御電極と対を成さない主電極の側に接続された前記非可制御スイッチング手段を１つずつ介して前記組合せスイッチング手段の両主端子の間に接続されており、
各前記可制御スイッチング手段がオンのときそれと直列接続される前記非可制御スイッチング手段を介さずに各前記可制御スイッチング手段に電流を流す電流供給手段を１つずつ設け、
前記電流が１つも流れていないかどうか検出する電流検出手段を設けたことを特徴とするオン・オフ検出回路。 - どちらの前記主端子をとっても全ての前記可制御スイッチング手段が非可制御スイッチング手段を介して同じ前記主端子に接続されていないことを特徴とする請求項８記載のオン・オフ検出回路。
- 前記組合せスイッチング手段としてサイリスタ、ＧＴＯサイリスタ、ＳＩサイリスタ、又は、これらのいずれか１つの等価回路を用いたことを特徴とする請求項６、７、８又は９記載のオン・オフ検出回路。
- 前記組合せスイッチング手段に非可制御スイッチング手段が逆並列接続されており、
全ての前記可制御スイッチング手段のうち、その制御電極の順バイアス電圧極性が同じである各前記可制御スイッチング手段の電流供給手段が、その逆並列接続の非可制御スイッチング手段を介してその電流を流すことを特徴とする請求項６、７、８、９又は１０記載のオン・オフ検出回路。 - 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のオン・オフ検出回路の前記組合せスイッチング手段と、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のオン・オフ検出回路の前記組合せスイッチング手段を同じ向きに、あるいは、内向きに、あるいは、外向きに直列接続したことを特徴とする３端子スイッチング手段。
- 前者のオン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、前者のオン・オフ検出回路が前者の組合せスイッチング手段のオン状態を検出する限り後者の組合せスイッチング手段のターン・オンを阻止する後者のオン阻止手段と、
後者のオン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、後者のオン・オフ検出回路が後者の組合せスイッチング手段のオン状態を検出する限り前者の組合せスイッチング手段のターン・オンを阻止する前者のオン阻止手段を有することを特徴とする請求項１２記載の３端子スイッチング手段。 - 請求項１２又は１３記載の３端子スイッチング手段において、
前者のオン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、その出力信号から前者の組合せスイッチング手段がオンからオフになったことを検出したとき後者の組合せスイッチング手段にオン信号を出力する後者のオン信号出力手段を有することを特徴とする３端子スイッチング手段の駆動装置。 - 後者のオン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、その出力信号から後者の組合せスイッチング手段がオンからオフになったことを検出したとき前者の組合せスイッチング手段にオン信号を出力する前者のオン信号出力手段を有することを特徴とする請求項１４記載の３端子スイッチング手段の駆動装置。
- 請求項１５記載の３端子スイッチング手段の駆動装置において、
負荷と共に直列共振回路を直接又は等価的に構成する負荷共振手段と、
両前記組合せスイッチング手段の交互のオン、オフに基づいて両前記組合せスイッチング手段と共に前記負荷共振手段の両端電圧を直接又は等価的に切り換える１つ又は２つの直流電源手段を有することを特徴とする共振型電力変換装置。 - 請求項１６記載の共振型電力変換装置において、
その２次コイルに点火用放電ギャップ手段を接続した点火コイルの１次コイルとキャパシタンス手段の直列回路が前記負荷共振手段であることを特徴とする点火装置。 - 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のオン・オフ検出回路が４つ有って、４つの前記組合せスイッチング手段をブリッジ接続したことを特徴とするブリッジ接続型スイッチング手段。
- 隣り同士に接続されない前記組合せスイッチング手段２つずつ２組のうち、一方組の両オン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、一方組の両オン・オフ検出回路が一方組の組合せスイッチング手段が１つでもオン状態であることを検出する限り他方組の両組合せスイッチング手段のターン・オンを阻止する他方組のオン阻止手段と、
他方組の両オン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、他方組の両オン・オフ検出回路が他方組の組合せスイッチング手段が１つでもオン状態であることを検出する限り一方組の両組合せスイッチング手段のターン・オンを阻止する一方組のオン阻止手段を有することを特徴とする請求項１８記載のブリッジ接続型スイッチング手段。 - 請求項１８又は１９記載のブリッジ接続型スイッチング手段において、
一方組の両オン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、これら出力信号から一方組の組合せスイッチング手段がどちらもオンからオフになったことを検出したとき他方組の両組合せスイッチング手段にオン信号を出力する他方組のオン信号出力手段を有することを特徴とするブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置。 - 他方組の両オン・オフ検出回路の出力信号に基づいて動作し、これら出力信号から他方組の組合せスイッチング手段がどちらもオンからオフになったことを検出したとき一方組の両組合せスイッチング手段にオン信号を出力する一方組のオン信号出力手段を有することを特徴とする請求項２０記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置。
- 請求項２１記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置において、
負荷と共に直列共振回路を直接又は等価的に構成する負荷共振手段と、
両組の組合せスイッチング手段２つずつの交互のオン、オフに基づいて４つの前記組合せスイッチング手段と共に前記負荷共振手段の両端電圧を直接又は等価的に切り換える直流電源手段を有することを特徴とするブリッジ接続型共振型電力変換装置。 - その両組合せスイッチング手段を同じ向きに直列接続した請求項１３記載の３端子スイッチング手段を２つ同じ向きに並列接続したことを特徴とするブリッジ接続型スイッチング手段。
- その両組合せスイッチング手段を同じ向きに直列接続した請求項１５記載の３端子スイッチング手段の駆動装置が２つ有って、
両前記３端子スイッチング手段を同じ向きに並列接続したことを特徴とするブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置。 - 請求項２４記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置において、
負荷と共に直列共振回路を直接又は等価的に構成する負荷共振手段と、
両組の組合せスイッチング手段２つずつの交互のオン、オフに基づいて４つの前記組合せスイッチング手段と共に前記負荷共振手段の両端電圧を直接又は等価的に切り換える直流電源手段を有することを特徴とするブリッジ接続型共振型電力変換装置。 - 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のオン オフ検出回路において、
その出力信号に基づいて動作し、このオン・オフ検出回路が前記組合せスイッチング手段のオン状態を検出する限りオン信号を出力し続ける連携オン手段と、このオン信号に基づいて動作する連携スイッチング手段を有することを特徴とする連携スイッチング回路。 - 請求項２６記載の連携スイッチング回路が２つ有って、両前記組合せスイッチング手段と両前記連携スイッチング手段の４つを、連携してオンになる前記スイッチング手段同士が隣り合わない様にブリッジ接続したことを特徴とするブリッジ接続型スイッチング手段。
- 一方の連携スイッチング手段のオン、オフを検出する一方のオン・オフ検出手段と、
一方のオン・オフ検出手段の出力信号に基づいて動作し、一方のオン・オフ検出手段が一方の連携スイッチング手段のオン状態を検出する限り他方の組合せスイッチング手段のターン・オンを阻止する他方のオン阻止手段と、
他方の連携スイッチング手段のオン、オフを検出する他方のオン・オフ検出手段と、
他方のオン・オフ検出手段の出力信号に基づいて動作し、他方のオン・オフ検出手段が他方の連携スイッチング手段のオン状態を検出する限り一方の組合せスイッチング手段のターン・オンを阻止する一方のオン阻止手段を有することを特徴とする請求項２７記載のブリッジ接続型スイッチング手段。 - 請求項２８記載のブリッジ接続型スイッチング手段において、
一方のオン・オフ検出手段の出力信号に基づいて動作し、一方の連携スイッチング手段がオンからオフになったことを一方のオン・オフ検出手段が検出したとき他方の組合せスイッチング手段にオン信号を出力する他方のオン信号出力手段と他方のオン・オフ検出手段の出力信号に基づいて動作し、他方の連携スイッチング手段がオンからオフになったことを他方のオン・オフ検出手段が検出したとき一方の組合せスイッチング手段にオン信号を出力する一方のオン信号出力手段を有することを特徴とするブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置。 - 請求項２９記載のブリッジ接続型スイッチング手段の駆動装置において、
負荷と共に直列共振回路を直接又は等価的に構成する負荷共振手段と、
両前記連携スイッチング回路の交互のオン、オフに基づいて両前記連携スイッチング回路と共に前記負荷共振手段の両端電圧を直接又は等価的に切り換える直流電源手段を有することを特徴とするブリッジ接続型共振型電力変換装置。 - 請求項１、２、３、４、６、７、８、９又は１０記載のオン・オフ検出回路の前記組合せスイッチング手段と、請求項１、２、３、４、６、７、８、９又は１０記載のオン・オフ検出回路の前記組合せスイッチング手段を逆並列接続したことを特徴とする双方向性スイッチング手段。
- 請求項５又は１１記載のオン・オフ検出回路の前記組合せスイッチング手段と請求項５又は１１記載のオン・オフ検出回路の前記組合せスイッチング手段を両前記逆並列接続の非可制御スイッチング手段の向きを逆にして直列接続したことを特徴とする双方向性スイッチング手段。
- 両前記電流検出手段の出力をＯＲ回路に入力し、前記ＯＲ回路の出力から双方向にオフであるかどうかを検出することを特徴とする請求項３１又は３２記載の双方向性スイッチング手段。
- ２つの前記電流検出手段を１つにまとめ、この電流検出手段の出力から双方向にオフであるかどうかを検出することを特徴とする請求項３１又は３２記載の双方向性スイッチング手段。
- 請求項３１又は３２記載の双方向性スイッチング手段と、請求項３１又は３２記載の双方向性スイッチング手段を直列接続したことを特徴とする双方向性３端子スイッチング手段。
- 請求項３３又は３４記載の双方向性スイッチング手段と、請求項３３又は３４記載の双方向性スイッチング手段を直列接続したことを特徴とする双方向性３端子スイッチング手段。
- 前者の双方向に対するオン・オフ検出の出力信号に基づいて動作し、前者の双方向性スイッチング手段がどちらか１方向でもオンであることが検出される限り後者の双方向性スイッチング手段のターン・オンをどちら方向にも阻止する後者の双方向オン阻止手段と、
後者の双方向に対するオン・オフ検出の出力信号に基づいて動作し、後者の双方向性スイッチング手段がどちらか１方向でもオンであることが検出される限り前者の双方向性スイッチング手段のターン・オンをどちら方向にも阻止する前者の双方向オン阻止手段を有することを特徴とする請求項３６記載の双方向性３端子スイッチング手段。 - 請求項３６又は３７記載の双方向性３端子スイッチング手段において、
前者の双方向に対するオン・オフ検出の出力信号に基づいて動作し、その出力信号から前者の双方向性スイッチング手段がどちら方向にもオンでなくなったことが検出したときに双方向にターン・オンさせるオン信号を後者の双方向性スイッチング手段に出力する後者の双方向オン信号出力手段を有することを特徴とする双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置。 - 後者の双方向に対するオン・オフ検出の出力信号に基づいて動作し、その出力信号から後者の双方向性スイッチング手段がどちら方向にもオンでなくなったことが検出したときに双方向にターン・オンさせるオン信号を前者の双方向性スイッチング手段に出力する前者のオン信号出力手段を有することを特徴とする請求項３８記載の双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置。
- 請求項３９記載の双方向性３端子スイッチング手段の駆動装置において、
前記双方向性３端子スイッチング手段の両外側端子間に交流電源手段を接続し、負荷と共に直列共振回路を直接又は等価的に構成する負荷共振手段を一方の双方向性スイッチング手段に並列接続したことを特徴とするＡＣ−ＡＣコンバータ装置。 - 請求項３６又は３７記載の双方向性３端子スイッチング手段と請求項３６又は３７記載の双方向性３端子スイッチング手段を交流電源手段の両電源端子間にブリッジ接続したことを特徴とする双方向性ブリッジ接続型スイッチング手段。
- 請求項３６又は３７記載の双方向性３端子スイッチング手段と請求項３６又は３７記載の双方向性３端子スイッチング手段を交流電源手段とインダクタンス手段の直列回路の両端子間にブリッジ接続したことを特徴とする双方向性ブリッジ接続型スイッチング手段。
- 可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせ、
そのうちの１つの可制御スイッチング手段がその残りの可制御スイッチング手段を制御し、
少なくとも１つの前記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電極と主電極の間に構成される非可制御スイッチング手段を前記非可制御スイッチング手段として使用し、
前記非可制御スイッチング手段のうち、どの前記可制御スイッチング手段の制御電極・主電極間にも構成されていない独立の前記非可制御スイッチング手段はどれもそのオン電圧を増加させる様に組み込まれておらず、
その間に構成される非可制御スイッチング手段が前記非可制御スイッチング手段として使用される前述した制御電極・主電極間の少なくとも１つに非可制御スイッチング手段を介して逆バイアスする逆バイアス手段を設けたことを特徴とする組合せスイッチング手段。 - 自己保持機能を持たない可制御スイッチング手段と非可制御スイッチング手段の直列回路を複数個組み合わせて自己保持機能を持たせ、その間に構成される非可制御スイッチング手段が前記非可制御スイッチング手段として使用される前記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電極と主電極の間の少なくとも１つに非可制御スイッチング手段を介して逆バイアスする逆バイアス手段を設けたことを特徴とする組合せスイッチング手段。
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