JPH01165222A - 半導体スイツチング素子の駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は制御回路部と駆動回路部との間を光ファイバ
ーを通して接続する半導体スイッチング素子の駆動回路
に関する。

〔従来の技術〕

第３図は、例えば、実開昭４９−２４１６１号公報Ｇこ
示されているようなサイリスクの状態検出回路を備えた
半導体駆動回路を示したものである。

同図において、１はゲートターンオフサイリスタ（以下
、ＧＴＯサイリスクと略記する）、２はスナバコンデン
サ、３はスナバ′ダイオード、５は馬区動回路部、６は
光オン／オフ信号送信用の光ファイバー、７は制御回路
部であるわ　１３と１４は分圧捕（ｒ′ｉ抵抗、工５は
ダイオード、１６は動作モニタ用の発光ダイオード、１
７は光モニタ信号送信用の光ファイバーである。

次に、この半導体駆動回路の動作について説明する。

制御回路部７では、オン信号を図示しないオン／オフ信
号用発光ダイオードで光信号（光オン信号）に変換する
。この光オン信号は光ファイバー６を通して駆動回路部
５まで伝送され、駆動回路部５に内蔵されているオン／
オフ信号用受光ダイオードにより電気信号に変換される
。駆動回路部５は受光ダイオードが電気信号を発生する
と、オンゲート電流をＧＴＯサイリスタ１のゲートに供
給し、該ＧＴＯサイリスタ１をオンさせる。上記オン信
号が消滅すると、光ファイバー６を通して伝送されてい
た光オン信号が消滅するので上記電気信号が無くなる。

該電気信号が消滅すると、駆動回路部５では内蔵してい
る論理回路の働きにより該電気信号が消滅している期間
、オフゲート電流をＧＴＯサイリスタ１に供給する。

ＧＴＯサイリスタ１が正常に動作している場合には、そ
のオフ期間中、発光ダイオード１６が発光し、この光信
号（動作モニタ信号）は光ファイバー１７を通して制御
回路部７に伝送される。ＧＴ○サイリスタ１が故障する
と、そのオフ期間時、発光ダイオード１６は発光しない
。制御回路部７はＧＴＯサイリスタ１のオフ期間中、光
ファイバー１７を通して光信号を受信している場合には
ＧＴＯサイリスタ１が正常であると判定し、該光信号を
受信しない場合にはＧＴＯサイリスタ１が故障したもの
と判定する故障判定回路を内蔵している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、半導体装置の主回路部側と制御回路部側と
を電気的に絶縁するために、両者間を光ファイバーで接
続する場合、従来は、該光ファイハートして単方向性の
光ファイバーを用いているので、半導体スイッチング素
子の故障を検出するために半導体スイッチング素子の動
作モニタ回路を附加しようとすると、該動作モニタ回路
が作成する光信号を光伝送するための光ファイバーを別
に設けなくてはならず、その分、高価になり、特に、主
回路を構成する半導体素子の数が多い場合には顕著にな
る。

この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
従来に比して、所要の光ファイバーの本数が少なくて済
み、安価にすることができる半導体スイッチング素子の
駆動回路を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明では上記目的を達成するため、制御回路部と駆
動回路部とを双方向性光ファイバーにより光学的に接続
し、上記駆動回路部に、半導体スイッチング素子の動作
を監視する動作モニタ回路を内蔵させ、光モニタ信号と
光オン／オフ信号が上記双方向性光ファイバーを通して
伝送される構成としたものである。

〔作用〕

この発明では、光モニタ信号も光オン／オフ信号も同一
の光ファイバーで伝送される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、８は動作モニタ回路であって、駆動回
路部５に内蔵されており、抵抗９、ツェナーダイオード
１０および動作モニタ用の発光ダイオード１１を直列に
接続してＧＴＯサイリスタ１のゲートＧ−カソードに間
に挿入されている。

１２は双方向性光ファイバーであって、駆動回路部５と
制御回路部７とを光学的に接続している。

４はスナバ抵抗、７ａは制御回路部７の送受光部である
。

次に、この回路の動作を第２図の波形タイムチャートを
参照して説明する。

制御回路部７では、前記従来の場合と同様、第２図（ａ
ｌに示すオン信号（電気信号）を図示しないオン／オフ
信号用発光ダイオードで光信号（光オン信号）に変換す
る。この光オン信号は光ファイバー１２を通して駆動回
路部５まで伝送され、駆動回路部５に内蔵されている図
示しないオン／オフ信号用受光ダイオードにより電気信
号に変換される。駆動回路部５は、前記従来の場合と同
様に、オン／オフ信号用受光ダイオードが電気信号を発
生すると、第２図（ｂｌ、（Ｃ１に示すようなオンゲー
ト電流、オンゲート電圧をＧＴＯサイリスタ１のゲート
に供給し、該ＧＴＯサイリスタ１をオンさせる。上記オ
ン信号が消滅すると、光ファイバー６を通して伝送され
ていた光オン信号が消滅するので上記電気信号が無くな
る。該電気信号が消滅すると、駆動回路部５では内蔵し
ている論理回路の働きにより該電気信号が消滅している
期間、第２図（ｂｌに示すオフゲート電流をＧＴＯサイ
リスタ１に供給する。

ＧＴＯサイリスタ１が正常に動作している場合には、そ
のオフ期間には、ゲートＧ−カソードに間に第２図（Ｃ
１に示す電圧が現れるので、該電圧がツェナーダイオー
ド１０のツェナー電圧ＶＧＲの値より大きくなると、該
ツェナーダイオード１０が導通し、発光ダイオード１１
が発光する。発光ダイオード１１の光信号（動作モニタ
信号、第２図（ｄ）に示す）は光ファイバー１２を通し
て制御回路部７に伝送される。ＧＴＯサイリスタ１が故
障していると、そのオフ期間時の上記ゲートＧ−カソー
ドに間の電圧は第２図（ｅ）に示すように低レベルでツ
ェナー電圧ＶＧＲに達しないので、発光ダイオード１２
は発光しない。制御回路部７は、その故障判定回路で、
ＧＴＯサイリスタ１のオフ期間中、光ファイバー１２を
通して光信号を受信している場合にはＧＴＯサイリスタ
ｌが正常であると判定し、該光信号を受信しない場合に
はＧＴＯサイリスタ１が故障したものと判定する。

このように、本実施例では、光モニタ信号を制御回路部
７に送出する動作モニタ回路８を、該制御回路部から光
オン／オフ信号を受けてオン／オフゲート電流をＧＴ○
サイリスタ１に供給する駆動回路部５内に設けているの
で、制御回路部７と駆動回路部５とを接続する光ファイ
バーとしては双方向性光ファイバー１２を用いることが
でき、この結果、所要の光フアイバー本数が従来の場合
に比して半減する。

なお、上記実施例の動作モニタ回路８はＧＴＯサイリス
タｌのオフ期間の動作を監視しているが、オン期間の動
作を監視するものであっても同様である。

また、上記実施例の半導体スイッチング素子はＧＴＯサ
イリスクであるが、トランジスタやＳＩサイタスク等の
自己消弧型半導体スイッチング素子であれば同様の効果
を得ることができる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、光オン／オフ信号と光モ
ニタ信号の両者を同一光ファイバーで伝送することがで
きるので、従来に比し、光ファイバーの本数を半減して
駆動回路全体をコンパクトにすることができ、また、動
作モニタ回路を駆動回路部に内蔵させているので該動作
モニタ回路を耐電圧の低い簡単な回路構成とすることが
でき、全体の価格を従来に比して相当に低減することが
でき、こられの効果は半導体スイッチング素子の数が増
える程顕著になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は上記
実施例の動作を説明するための波形タイムチャート、第
３図は従来の半導体駆動回路の回路図である。 図において、１−・半導体スイッチング素子、５・−・
駆動回路部、７・・−制御回路部、８・−・動作モニタ
回路、工２−＝−双方向性光フアイバー。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　自己消弧型半導体スイッチング素子の動作を監視して
   光モニタ信号を作成する動作モニタ回路、オン／オフ信
   号を光オン／オフ信号に変換して送出するとともに上記
   光モニタ信号を受信して上記半導体スイッチング素子の
   動作を判定する制御回路部、上記光オン／オフ信号を受
   信して上記半導体スイッチング素子をオン／オフ駆動す
   る駆動回路部を有する半導体スイッチング素子の駆動回
   路において、上記制御回路部と上記駆動回路部とが双方
   向性光ファイバーにより光学的に接続され、上記駆動回
   路部が上記動作モニタ回路を内蔵し、光モニタ信号と光
   オン／オフ信号が上記双方向性光ファイバーを通して伝
   送されることを特徴とする半導体スイッチング素子の駆
   動回路。