JPH01222653A - 電力変換器の光ゲート信号発生装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、複数の電力変換素子を直列又は直並列接続し
た電力変換素子変換器を点弧制御する、電力変換器の光
ゲーｉ〜信号発生装置に関する。

（従来の技術） 近年光伝送技術の進歩により、電力変換素子、特にサイ
リスタ変換器のゲート制御に光信号が使用されている。

特に、光駆動半導体の一つである光サイリスタの開発・
改良が進み、性能・信頼性が高まって来たので、光源か
ら出た光信号を光伝送系（以下ライトガイドと記す。）
を用いて伝送し、サイリスタを直接、光で直接点弧制御
を行なう方式が使用されるようになってきた。また、電
力変換装置の高電圧化、大容址化に伴ない複数個のサイ
リスタを直列あるいは、直並列に接続した構成の電力変
換器が使用されるようになってきた。

このような構成からなるサイリスタ変換器のサイリスタ
アームを点弧する場合従来主に発光ダイオードを光源と
している。

第２図に、従来の電力変換器の光ゲート信号発生装置の
構成図を示す。この従来例に適用されたサイリスタは光
サイリスタで直列接続の場合を示している。

１はサイリスタ変換器のジアームを示し、２は光グー１
〜信号発生装置、３はライ１−ガイドである。

１１□、〜１１＋ｎｎは光サイリスタであり、１２１．
〜１２ｍｎは発光ダイオードなどの発光素子である。各
発光素子１２，１〜１２ｍｎは、それと同番号の光サイ
リスタ１１１、〜１．１ｍｎにライ１〜ガイドを介して
各々光結合され、点弧制御している。４は光グー１−信
号発生回路、５は増幅器、６は抵抗、７は１−ランジス
タ、８は逆圧防止用のダイオードである。

１３は各光サイリスタのｄｉ／ｄｔを制限するためのア
ノ−トリアク１〜ル、１４．１６は抵抗、１５はコンデ
ンサである。このように構成されたものについては、ゲ
ート信号発生器４からの信号を増幅器５で増幅し、トラ
ンジスタ７をオン状態にすること各直並列接続された発
光素子１２□、〜１２ｍｎに電流が流れ光信号を発生す
る。

この光信号は、ライ１−ガイド３を介して各光サイリス
タ１１．１〜ｌ１ｍｎを点弧させ、サイリスタ変換器の
ジアーム１をオフ状態からオン状態へと移行させる。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の電力変換器の光グー１〜信号発生装置におい
ては、発光素子１２１１〜１２ｍｎはｎ個ごとのブロッ
クが並列にｍ個回路接続された構成となっているため任
意の発光素子がオープン故障した時、その故障した発光
素子の含まれるブロックには電流が流れ得なくなり、そ
のブロックに対応するｎ個のサイリスタはオンできなく
なる。そのため１アームにかかっていた全電圧を１ブロ
ツクの電力変換素子（サイリスタ）で負担することにな
り、そのブロックの電力変換素子（サイリスク）全部に
劣化、破壊を引き起こす。

そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、任意の発光素子
がオープン故障しても対応する電力変換素子（サイリス
タ）の劣化、破壊砂防化可能な電力変換器の光グー１〜
信号発生装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） したがって、本発明は上記目的を達成するために、各々
の発光素子に並列に接続した１−ランジスタを備えた電
力変換器の光グーｌ−信号発生装置を提供する。

（作　用） このように構成されたものにおいては、各々の発光素子
に該発光素子の類型降下より高い電圧で導通するベース
回路を備えたＩ−ランジスタを設けることにより、発光
素子がオープン故障すれば、トランジスタを介して電流
が流れるため、故障していない発光素子は光ゲート信号
を出力することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。

第１図に、本発明によるサイリスタ変換器の光ゲー１へ
信号発生装置の構成図を示す。なお、第２図に示した構
成のものと同一のものについては、同一符号を付し、そ
の説明は省略する。

９１．〜９１１ｎはベース回路、１０．□〜］、Ｏｍｎ
は各々発光ダイオード１２１１〜］、２ｍｎと並列に接
続し、ベース回路９，１〜９０１ｎは各発光ダイオード
】２４．〜］２ｍｎの類型′ｊ 圧降下より少し大きな値にｊっだとき、１〜ランジスタ
１０１１〜１０ｍｎが導通し得るベース電流を供給する
値に選定する。

このような構成の光ゲート信号発生装置が運転している
とき、任意の発光ダイオード１０１１〜１０ｍｎがオー
プン故障となると、その故障した発光ダイオード１０１
１〜１０ｍｎと並列接続したベース回路９□□〜９ｍｎ
に電流が流れ、トランジスタ１０□１〜１０ｍｎを導通
させ電流が流れる。この電流が故障した発光ダイオード
１２□□〜１２ｍｎに直列接続した他の故障していない
発光ダイオード１２１□〜１２ｍｎに流れるのでその直
列接続ブロックの発光ダイオード１２１１〜１２ｍｎ全
部の光グー１〜信号が消滅することは避けることができ
る。

また、トランジスタ１０１１〜１０ｍｎはスイッチング
素子であるため、導通すると低インピーダンスとなり、
発光ダイオード電流を低下させることはない。従って、
オープン故障の発光ダイオード素子が仮に増加しても安
定な発光電流が維持され、サイリスタ変換器の冗長数の
ある範囲で運転を継続できる。

以上説明したように、本実施例の電力変換器の光ゲート
信号発生装置によれば、直列接続した複数の発光ダイオ
ードのうち任意の発光ダイオードがオープン故障となっ
てもその直列ブロックの他の発光ダイオードの光グー１
〜信号を確保することが可能となり、それから波及する
サイリスタの故障は故障した発光ダイオードに対応した
サイリスタのみに止めることができ、ブロック全部に対
応したサイリスタの故障を防止できる。

なお、本実施例では、サイリスタは光サイリスタとして
説明したが、これを通常の電気サイリスタを各サイリス
タレベルに光電変換と増幅器を有する。いわゆる間接光
点弧式サイリスタ変換器に本発明を適用できることは言
うまでもない。なお、本実施例では、発光ダイオードｎ
直列、ｍ並列で構成したが、全部発光ダイオードを直列
した場合でも適用できる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明にれば、発光素子のオープン
故障が発生しても、故障した発光素子をインピーダンス
の低いスイッチング素子である１〜ランジスタで自動的
に短絡することにより残りの故障していない発光素子を
一定の電流で動作させ、電力変換器を運転継続させるこ
とができる。普通電力変換素子の故障はほとんど短絡故
障であり、より、。、やユあゎえ□ヵ変換素イ（特４．
ヶ電嗜スタ）には冗長電力変換素子（冗長サイリスタ）
を設けているのが一般的であるので、数パーセント程度
のサイリスタ故障によって運転が停止することなく、連
続運転が可能である。従って、電力変換器の運転信頼性
を向」ニさせる電力変換器の光ゲート信号発生装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す概要構成図、第２図
は、従来の電力変換器の光ゲート信号発生装置を示す概
要構成図である。 １・・・サイリスタ変換器のノアーム ２・・・光グー１−信号発生装置　　３・ライ１−ガイ
ド４　グー１−パルス発生回路　　５・・増幅器６・・
・抵抗器　　　　　　　　　７・・・１〜ランジスタフ
− ８・・ダイオード　　　　　　　９１．−〇ｍｎ・・ベ
ース回路１０．１〜］０ｍｎ１−ランジスタ　　１１□
、〜ｌ１ｍｎ・・光サイリスタ１２７．〜１２ｍｎ・・
発光素子　　　　１３・アノ−１くリアク１〜ル１．４
．１６・抵抗　　　　　　　　１５・コンデンサ代理人
　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の光信号により転弧制御される電力変換素子を有す
   る電力変換器に前記光信号を前記電力変換素子のゲート
   信号として発生する電力変換器の光ゲート信号発生装置
   において、直列または直並列に接続された複数の発光素
   子と、この複数の発光素子の各々に並列に接続されこの
   発光素子の順電圧降下より高い電圧で導通するベース回
   路を有するトランジスタとを具備したことを特徴とする
   電力変換器の光ゲート信号発生装置。