JPH03128666A - スイッチングデバイス用パルス伝送装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、サイリスク等のスイッチングデバイスにト
リガ用の連続パルスを供給するためのパルス伝送装置に
関する。

〔従来の技術〕

例えば、進相コンデンサの開閉を行なうためのサイリス
クスイッチ、サイリスク遮断器または無整流子電動機用
インバータ装置等に使用されるサイリスク点弧装置にお
いては、サイリスクに連続パルスを供給しなければなら
ないため、パルスアンプやパルストランス等の損失が大
きく、したがって点弧装置が大きくなり、高価なものと
なるので、従来から小型で、しかも安価なこの種装置の
出現が望まれている。また、サイリスクにゲートパルス
を供給し始める最初の時点において、その点弧動作を迅
速かつ確実に行なわせるためには、充分な立ち上がり速
度とピーク値をもったゲート電流をサイリスタに供給で
きることが望ましい。

第５図はサイリスクに連続パルスを供給する点弧装置の
従来例を示す構成図である。

同図において、ＡＳは非安定マルチバイブレーク、ＡＮ
Ｄはアンドゲート、ＩＮＶはインバータ（反転増幅器）
、Ｒ８、ＲＩｌ□＋　Ｒ５ｌ＋　Ｒ５２は抵抗、Ｃ８は
コンデンサ、Ｑ、、Ｑ、はトランジスタ、Ｔ　＋　、　
Ｔ　ｚはパルストランス、Ｄｇ、、Ｄ、□はダイオード
、Ｔ　Ｈはスイッチングデバイス（サイリ久り）である
。すなわち、非安定マルチバイブレータＡｓからの発振
パルスによってトランジスタＱ、、Ｑｚを交互にオン、
オフさせ、これによってパルストランスＴ＋、Ｔｚを介
してサイリスタＴＨにゲートパルスを供給するものであ
る。したがって、かかる点弧装置においては、パルスト
ランスが２台必要であるとともに、パルストランスの励
磁極性が一方向であるため、磁束の利用率が悪く、パル
ストランスが大きくなってしまうという欠点を有してい
る。

これに対して、次のような点弧装置も知られている。第
６図は従来の点弧装置の別の例を示す構成図であり、第
７図はその動作を説明するための波形図である。

ここで用いられている符号は第５図と同様であって、ト
ランジスタＱ、、Ｑ、　、パルストランスＴ、抵抗Ｒ１
ｌ　＋　Ｒ［＋２　＋　　ＲＣｌ　＋　　ＲＣ２＋　Ｒ
Ｓ　＋　＋　ＲＳ　Ｚ、コンデンサＣＣＩ＋　　ＣＣＺ
＋　　ＣＣ３およびダイオードＤＩＩ＋　　Ｄ＠Ｚによ
りトランスの飽和、非飽和を利用したいわゆるロイヤー
発振器が構成されている。

また、トランジスタＱ、および抵抗Ｒ３からなる部分は
、該ロイヤー発振器における発振をオン。

オフ制御するための駆動回路を形成する。

以下、第７図も参照しながらその動作について説明する
。

第６図におけるトランジスタＱ３に対して、第７図（イ
）の如きオン指令ｅ、が与えられるとＱ３がオンとなり
、・これによって発振が開始される。

なお、このときＱ、のコレクタ・工ξツタ間電圧ｅｏ３
は、第７図（ロ）に示される如く“０°”となる。また
、第７図（ニ）に示されるように、ここではトランジス
タＱ、、Ｑ、のうちＱｌが最初にオンした場合が示され
ている。このトランジスタＱ２のオンによってパルスト
ランスＴの巻線すが励磁され、巻線ＣからダイオードＤ
□を経てゲートパルスが供給される。なお、巻線すに誘
起される電圧ｅｔおよびサイリスクＴＨに与えられるゲ
ートパルスの波形は、それぞれ第７図（ホ）、（へ〉の
如く示される。この状態において、コンデンサＣｃｌは
、第７図（ハ）の如くオフしているトランジスタＱ＋の
コレクタ・工ごツタ間電圧ｅＱＩを抵抗ＲＣ１１）？ｍ
ｚで分圧した電圧に充電されている。

その後、トランスＴの鉄心の磁束が飽和領域に入り、巻
線ａに誘起される電圧が低下すると、Ｑｌのコレクタ・
エミッタ間電圧が減少する。このため、Ｑｚのベース電
圧はコンデンサＣＣＩに充電されている電圧によってマ
イナス方向に押し下げられ、したがってＱｌのベースは
逆バイアスとされてオフとなる。Ｑ、がオフすると、Ｑ
ｌのコレクタ・エミッタ間に電圧が印加され抵抗ＲＣ！
、コンデンサＣＣ＋および抵抗Ｒ□を通してＱ、にベー
ス電流が供給され、Ｑｌがオンになる。これにより、今
度は巻線ａが逆極性で励磁され、巻線ｄからダイオード
Ｄ、２を通してサイリスタＴＨにゲートパルスが供給さ
れるようになる。このようにして、パルストランスが飽
和するためびに第７図（ハ）。

（ニ）に示される如くトランジスタＱ、、Ｑ、が交互に
オンし、第７回（へ）の如き連続パルスをサイリスクの
ゲートに供給することかできる。なお、抵抗Ｒｓｚと並
列に接続されているコンデンサＣ８は、発振開始時にパ
ルストランスの励磁電圧を短時間で大きくし、立ち上が
り速度とピーク値の大きなゲートパルスを供給するため
のものである。このように構成される点弧装置にあって
は、パルストランスの鉄心を両方向に交互に励磁し、か
つ飽和領域まで磁束を有効に利用できるため、パルスト
ランスを小さくできるという長所がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、トランジスタＱ、にはトランジスタＱ、
、Ｑ、に流れる総ての電流が流れることになり、このた
め大容量のトランジスタを用いる必要があるとともに、
そのドライブ回路も大きくなってしまうという欠点があ
る。

この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ロイヤー
発振器の発振を制御する回路に大容量のパワートランジ
スタを用いなくても済むパルス伝送装置を提供すること
を目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

その特徴は、ロイヤー発振器を構成する２つのトランジ
スタのゲートにそれぞれＭＯＳ　Ｆ　ＥＴ（ｍｅｔａｌ
　−ｏｘｉｄｅ−ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　　ｆｉ
ｅｌｄ　　ｅｆｆｅｃｔｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を接続
し、該ＭＯ５ＦＥＴのオン。

オフによってロイヤー発振器のオン、オフを制御するよ
うにした点にある。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図はその
動作を説明するための波形図で、それぞれ第６図、第７
図と対応するものである。

第１図からも明らかなように、この実施例は、第６図に
おいて設けられていたパワートランジスタＱ、が削除さ
れ、そのかわりにトランジスタＱ、、Ｑ２のベース回路
にＭＯＳ　Ｆ　ＥＴＱ４　、　Ｑｓが挿入されており、
該ＭＯ３ＦＥＴＱ、のゲートは抵抗Ｒ□２とコンデンサ
Ｃ９、またＱ、のゲートは抵抗Ｒ９□２を介してそれぞ
れ電源零ボルトへ接続され、また抵抗Ｒ９□、Ｒ９□１
を経てオン指令ｅ、が入力されるようになっている点が
特徴である。すなわち、ロイヤー発振器における発振の
コントロールを、Ｍｏ５ＦＥＴＱ１．Ｑｓにてトランジ
スタＱ、、Ｑ、のベース電源をオン、オフすることによ
り行なうようにしたものである。Ｍｏ５ＦＥＴＱ、のゲ
ートに挿入されたコンデンサＣ９は、ロイヤー発振器の
発振を開始する際に、Ｑ４のゲート電圧の立ち上がりを
遅らせることにより、Ｍｏ５ＦＥＴＱｓおよびトランジ
スタＱ２が必ず先にオンとなるようにするためのもので
ある。これにより、発振開始時にトランジスタＱｌ。

Ｑ２が同時にオンする過渡現象をなくすことができ、こ
のため充分に立ち上がりの速いゲートパルスをサイリス
クに供給することができる。第２図はこのように構成さ
れるパルス伝送装置における動作を説明するための波形
図であるが、第７図と同様であるのでその説明は省略す
る。ただ、第２図では第７図（ロ）に対応する波形図は
無いことに留意されたい。

第３図はこの発明の他の実施例を示す構成図である。

すなわち、先の第１図の実施例では、ゲートパルスの最
初の立ち上がり速度を速め、そのピーク値を大きくする
ために抵抗Ｒ５ｇと並列にコンデンサＣ３を設けるよう
にしているが、パルストランスの巻線数が多くなると、
その洩れインダクタンスのためにゲートパルスの立ち上
がりが鈍くなることがある。このため、第３図の実施例
では充分な立ち上がりとピーク値をもつパルスを別に設
けたパルストランスＴ、により供給するようにしている
。同図において、ダイオードＤＳ、抵抗Ｒ３３はコンデ
ンサＣｒを予め電源電圧■に充電しておくためのもので
あ７る。ここで、オン指令ｅ、が与えられると、まずト
ランジスタＱ２がオンし、これによりコンデンサＣ１に
貯えられていた電荷がダイオードＩ）ｃｚ→トランジス
タＱ２→抵抗Ｒ２→パルストランスＴＰの経路で放電し
、このため充分な立ち上がりとピーク値をもったゲート
パルスがサイリスクＴＨに供給され、その後はロイヤー
発振器によって前述の如き連続パルスが供給されること
になる。なお、ダイオードＤｅｌ＋　ＤＣ２は連続パル
スを供給している際に、コンデンサＣｒが不必要に充電
されるのを防止するために設けられている。

第４図は第３図の動作を説明するための波形図で、先の
第７．２図に対応するものであるが、ロイヤー発振器の
発振開始時にコンデンサＣ２の放電によってパルストラ
ンスＴ、を駆動しく第４図（ハ）参照）、これによって
サイリスクＴＨのゲートに第４図（ト）の如きゲートパ
ルスを、第４図（ホ）の如きゲートパルスに重畳して（
第４図（チ）参照）供給する点が異なるだけで、その他
は同様であるのでこれ以上の説明は省略する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、ロイヤー発振器のオ
ン、オフのコントロールを発振器を構成するトランジス
タのベース電流をＭＯＳＦＥＴのオン、オフによって行
なうようにしたから、従来必要とされた大容量のパワー
トランジスタが不要になるという利点が奏される。

また、ＭＯＳＦＥＴは電圧制御素子であり、そのドライ
ブエネルギは極めて小さくてよいので、大容量のパワー
トランジスタをドライブするようなドライブ回路が不要
となり、したがってドライブ回路を小容量で簡単なもの
にすることができるものである、。

なお、この発明はサイリスク点弧装置に限らずＧＴＯ（
Ｇａｔｅ　Ｔｕｒｎ　Ｏｆｆ　Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ）　
、パワートランジスタ等のスイッチングデバイスに絶縁
して連続パルスを供給する必要がある装置一般に適用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図はその
動作を示す波形図、第３図はこの発明の他の実施例を示
す構成図、第４図はその動作を示す波形図、第５図はサ
イリスクに連続パルスを供給するための従来の点弧装置
を示す構成図、第６図は同じく点弧装置の他の従来例を
示す構成図、第７図は第６図の動作を示す波形図、であ
る。 符号の説明 ＡＳ・・・非安定マルチ、ＡＮＤ・・・アンドゲート、
ＩＮＶ・・・インバータ、Ｒ〜・・・抵抗、Ｃ〜・・・
コンデンサ、Ｄ〜・・・ダイオード、Ｑ１〜Ｑ、・・・
トランジスタ、Ｑ、、Ｑ５・・・ＭＯＳＦＥＴ、Ｔ、Ｔ
Ｉ　。 ２ ｐ ・・・パルストランス、 ＴＨ・・・サイリスク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）少なくとも交互にオン、オフする２つのトランジス
   タを有するロイヤー発振器によって所定のスイッチング
   デバイスにトリガ用の連続パルスを供給するパルス伝送
   装置であって、前記２つのトランジスタのオン、オフ制
   御を行なう電界効果トランジスタをそのベースにそれぞ
   れ接続してなることを特徴とするスイッチングデバイス
   用パルス伝送装置。