JPH03247115A - サイリスタ点弧回路 - 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） 本発明は幅広い力率の負荷に対応する交流スイッチ制御
に通したサイリスタ点弧回路に関するものである。

（従来の技術） 高電圧系統にサイリスタを使用した装置においては、サ
イリスタ両端の電圧を利用して点弧エネルギーを得たう
え、光パルスによりこの点弧エネルギーをサイリスタの
ゲートに供給してサイリスタを点弧するサイリスタ点弧
回路が用いられている。その代表的な技術としては特開
昭５８−１６５６５９号公報に示されたものがあり、こ
の先願発明では点弧エネルギーを蓄積するための点弧用
コンデンサにその蓄積エネルギーが所定値以上となった
ときに導通する補助サイリスタを接続し、点弧用コンデ
ンサに十分なエネルギーが蓄積された状態においてのみ
点弧用コンデンサからサイリスタのゲートに点弧エネル
ギーが供給されるよう構成されている。

ところがこの回路では点弧用コンデンサに所定の点弧エ
ネルギーが蓄えられた後は電流が補助サイリスタに転流
してしまうため、点弧用コンデンサの蓄積エネルギーが
放出された後に再度点弧エネルギーを得ることは不可能
となる。従って、トリガのタイミングが悪くサイリスタ
を点弧できなかった場合には装置として不完全な動作と
なるばかりでなく、サイリスタを破壊に至らしめるおそ
れもあった。特に交流スイッチとしての適用を考えた場
合には、負荷の力率によりトリガのタイミングをその都
度適合させる必要があり、負荷の力率が変動する系統へ
の通用は非常に困難であった（発明が解決しようとする
課１！！り 本発明は上記した従来の問題点を解決して、負荷力率の
変動等により点弧用コンデンサに蓄積された点弧エネル
ギーが誤ったタイミングで放出されてしまった場合にも
サイリスタを確実に点弧させることができるサイリスタ
点弧回路を提供するために完成されたものである。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するためになされた本発明は、主サイ
リスタのアノード極より点弧用電源を得て点弧エネルギ
ーを蓄積する点弧用コンデンサと、点弧指令光信号を設
けて導通ずるフォトトランジスタを備え、このフォトト
ランジスタの導通によって点弧用コンデンサに蓄積され
た点弧エネルギーを主サイリスタのゲートに供給するサ
イリスタ点弧回路において、点弧用コンデンサの電圧を
常に一定以下に抑制する電圧抑制回路を接続するととも
に、主サイリスタに順電圧が加わっている期間中、連続
的に発光する点弧指令光信号を用いることを特徴とする
ものである。

（実施例） 以下に本発明を図示の実施例とともに詳細に説明する。

第１図の回路において、主サイリスタ（ＳＣＲ）のアノ
ード極とカソード極との間には、ダイオード（Ｄｌｌ）
　、スナバ用抵抗（Ｒ１）、スナバ用と兼用にした分圧
コンデンサ（Ｃ１）、ダイオード（０１２）の直列体が
並列に接続されており、更にこのダイオード（０１２）
の両極間には、ダイオード（Ｄ２）を介して点弧用コン
デンサ（Ｃ２）が並列に接続されている。従って、ダイ
オード（Ｄｌｌ）に対して順方向の電圧が端子（Ａ）　
、　（Ｂ）間に印加された場合には、スナバ用抵抗（Ｒ
１）、分圧コンデンサ（Ｃ１）、ダイオード（Ｄ２）の
電流経路を経て電流が流れ、分圧コンデンサ（Ｃ１）と
の分圧比により点弧用コンデンサ（Ｃ２）は第２図に示
されるように数十〜数百μＳｅｃ程度のごく短時間で充
電される。

また点弧用コンデンサ（Ｃ２）にはツェナーダイオード
（ＺＤ）が並列に接続されており、点弧用コンデンサ（
Ｃ２）の充電に必要な電圧以上の電圧となるとこのツェ
ナーダイオード（ＺＤ）が導通して電流を流し、点弧用
コンデンサ（Ｃ２）の電位の上昇を抑制する。更にツェ
ナーダイオード（ＺＤ）の電流負荷が大きくなるとトラ
ンジスタ（ＴＲ２）のベース電位が上昇し、トランジス
タ（ＴＲ２）が導通することによって電流を負担するよ
うになっている。このようにツェナーダイオード（ＺＤ
）を含む電圧抑制回路により、点弧用コンデンサ（Ｃ２
）には常に一定に抑制された電圧が加えられるようにな
っている。

上記のように点弧用コンデンサ（Ｃ２）に点弧エネルギ
ーが蓄えられた後にフォトトランジスタ（ＰＴＲ）に光
パルスが与えられると、フォトトランジスタ（ＰＴＲ）
が導通し、従ってゲート信号増幅用のトランジスタ（Ｔ
ＲＩ）　　も導通して点弧用コンデンサ（Ｃ２）の点弧
エネルギーはトランジスタ（ＴＲＩ）　とゲート電流制
限用の抵抗（Ｒ３）を通じて主サイリスタ（ＳＣＲ）の
ゲートに供給される。これにより主サイリスタ（ＳＣＲ
）は点弧するはずである。　しかし前述したように、負
荷が遅れ力率であり主サイリスタ（ＳＣＲ）を通して流
れるべき電流の位相が電圧の位相に対して遅れている場
合には、主サイリスタ（ＳＣＲ）の点弧に必要な規定電
流条件を満たさないことがあり、このトリガが不発に終
わることがある、そこで本発明においては点弧指令光信
号として主サイリスタに順電圧が加わっている期間中、
連続的な光パルスをフォトトランジスタ（ＰＴＲ）に与
える。第３図はこの目的に合致する光パルスの一例であ
る。このようにフォトトランジスタ（ＰＴＲ）は導通状
態を継続しているので、点弧に失敗した場合には回路の
電流はダイオード（Ｄ２）、トランジスタ（ＴＲＩ）　
、抵抗（Ｒ３）を経て主サイリスタ（ＳＣＲ）のゲート
に流れ、点弧エネルギーが引き続き供給される、このよ
うに主サイリスタ（ＳＣＲ）が点弧するまで連続的に点
弧エネルギーがゲートに供給され続けるので、主サイリ
スタ（ＳＣＲ）の点弧に必要な規定電流を満たすタイミ
ングで必らずトリガが成立し、点弧させることが可能と
なる。

以上に説明した本発明のサイリスタ点弧回路の機能を確
認するため、端子（Ａ）　、　（Ｂ）を１２７０Ｖの商
用周波数の交流電源に接続し、負荷電流３００　Ａ、力
率０．７〜０．９５の負荷条件でスイッチングテストを
行ったところ、力率がこの範囲内で変化しても正常にス
イッチ動作が可能であることが実証された。更に第４図
に示すように、本発明を利用した半導体スイッチユニッ
トを直列に複数段接続することにより、必要な高耐圧ス
ィッチを容易に得ることができる。

（発明の効果） 以上に説明したように、本発明によれば点弧用コンデン
サに蓄積された点弧エネルギーが誤ったタイミングで放
出されて主サイリスタの点弧に失敗した場合にも、引き
続き点弧エネルギーを主すため負荷が遅れ力率を持つも
のである場合にも常に確実に点弧を果たすことができ、
負荷の力率が変動する高電圧系統のスイッチ制御にも安
心して用いることができる。よって本発明は従来の問題
点を一掃したサイリスタ点弧回路として、産業の発展に
寄与するところは極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の回路を示す回路図、第２図は
点弧用コンデンサに加わる電位とサイリスタのトリガに
供給される電流の時間的な変化を示すグラフ、第３図は
点弧指令光信号として用いられる光パルスの一例を示す
波形図、第４図は本発明を高耐圧スィッチに適用した例
を示す回路図である。 ＳＣＲｎ主サイリスタ、 Ｃ２：点弧用コンデンサ、 ＰＴＲ：フォトトランジスタ。 第 図 第 図 ［を開ｑｇＬ 第 ３ 図 充電待機期間−ｍ−」 第 図 手続補正書（自発） 平成２年３月２７日 平成２年特許願第４５０１０号 ２、発明の名称　サイリスタ点弧回路 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番５６号名称　（
４０６）日本碍子株式会社 ４、代理Å 以上 第 図 Ｐ丁艮：　フォトトラシシ゛ヱタ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 主サイリスタ（ＳＣＲ）のアノード極より点弧用電源を
   得て点弧エネルギーを蓄積する点弧用コンデンサ（Ｃ２
   ）と、点弧指令光信号を受けて導通するフォトトランジ
   スタ（ＰＴＲ）を備え、このフォトトランジスタ（ＰＴ
   Ｒ）の導通によって点弧用コンデンサ（Ｃ２）に蓄積さ
   れた点弧エネルギーを主サイリスタ（ＳＣＲ）のゲート
   に供給するサイリスタ点弧回路において、点弧用コンデ
   ンサ（Ｃ２）の電圧を常に一定以下に抑制する電圧抑制
   回路を接続するとともに、主サイリスタに順電圧が加わ
   っている期間中、連続的に発光する点弧指令光信号を用
   いることを特徴とするサイリスタ点弧回路。