JPH0362613A

JPH0362613A - ゲート制御回路の異常判別装置

Info

Publication number: JPH0362613A
Application number: JP1198312A
Authority: JP
Inventors: Yoshizo Akao; 赤尾　佳三
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1989-07-31
Publication date: 1991-03-18

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ＧＴＯをオンオフ制御するためにＧＴＯのゲー
トにオンゲート電流とオフゲート電流を供給するゲート
制御回路の異常を判別するゲート制御回路の異常判別装
置に関する。

（従来の技術）第４図は、従来のＧＴＯゲートドライブ回路の一例を示
すものである。第４図において、１はＧＴｏ、１０はＧ
ＴＯ１のゲートにオンゲート電流とオフゲート電流を供
給するＣＴＯゲートドライブ回路、２０はＧＴＯゲート
ドライブ回路１０の出力のオンゲート電流とオフゲート
電流の発生タイミングを制御するためのオンゲート信号
とオフゲート信号を発生するゲート制御信号発生回路で
ある。

３１〜３６．４１〜４７は抵抗、５１．５２はフォトカ
プラ、６１．６２は定電圧ダイオード、７１．７２はト
ランジスタ、７３．７４はＰＥＴ８１．８２はそれぞれ
オンゲート電流、オフゲート電流をＧＴＯ１に供給する
ための直流電源、９１゜９２は平滑用コンデンサ、１１
０は前記オンゲート電流制限抵抗である。

第４図において、ＧＴｏｌのゲートにオンゲート電流が
供給される動作を説明する。ゲート制御信号発生回路２
０よりＧＴＯゲートドライブ回路１０に前記オンゲート
信号が与えられると、フォトカブラ５１のダイオード側
に電流が流れ、フォトカブラ５１のトランジスタ側が導
通し、トランジスタ７１にベース電流が流れ、トランジ
スタ７１が導通する。その結果、ＦＥＴ　７３のソース
（第４図でＳと表記）とゲート（第４図においてＧと表
記）に所定の電圧が印加されてＰＥＴ７３も導通し、コ
ンデンサ９１．オンゲート電流制限抵抗１１０、ＧＴＯ
１のゲートから成るループにオンゲート電流が流れる。

ＧＴＯ１のゲートにオフゲート電流が供給される動作は
、基本的には、上記オンゲート電流が供給される動作と
同じであるため説明を省略する。

（発明が解決しようとする課題）ＧＴＯを主スイツチング素子として構成されたインバー
タ装置では、例えば、上下アームのＧＴＯが同時点弧し
た場合、インバータ装置内部で直流短絡を発し、装置停
止となる場合がある。上下アームのＧＴＯが同時点弧す
る要因としては、主としてＧＴＯゲートドライブ回路の
誤動作や、ＧＴＯゲートドライブ回路前段のゲート制御
信号発生回路の誤動作が考えられる。

従来は、同時点弧等の現象を引き起こした原因が、ＧＴ
Ｏゲートドライブ回路側か、ゲート制御信号発生回路側
にあるのかを事後に究明しなければならず、不具合の再
現性が薄い場合、原因の究明が困難である場合があった
。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、ＧＴＯゲ
ートドライブ回路の異常を容易に判別するゲート制御回
路の異常判別装置を提供することを目的とするものであ
る。

［発明の構成コ（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明のゲート制御回路の
異常判別装置は、ＧＴＯに供給するオアゲート電流が流
れることによって生ずるオンゲート電流制限抵抗器の電
圧又は前記オンゲート電流制限抵抗器と前記ＧＴＯのカ
ソード間の電圧レベルに応じて論理１或いは論理０の信
号を発生するシュミットトリガ回路、該シュミットトリ
ガ回路の出力信号と前記オンゲート電流を発生させるた
めのオンゲート指令信号との排他的論理和をとる排他的
論理和回路を具備したことを特徴とするものである。

（作用）前記の如く、シュミットトリガ回路の出力信号とオンゲ
ート指令信号との排他的論理和をとることにより、オン
ゲート指令信号が出されているにも拘らず、オンゲート
電流制限抵抗器の電圧又はオンゲート電流制限抵抗器と
前記ＧＴＯのカソード間の電圧が無い場合は排他的論理
和回路の出力か論理１となり、更にオンゲート指令信号
が出されていないにも拘らずオンゲート電流制限抵抗器
の電圧又はオンゲート電流制限抵抗器と前記ＧＴＯのカ
ソード間の電圧が有る場合にも排他的論理和回路の出力
が論理１となるため、排他的論理和回路の出力が論理１
となった場合は異常であると判定する。

（実施例）以下、第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。

第１図において、第５図と同一符号のものは、同一機能
を有するものであるから、その説明を省略する。

第１図において、１３０はＧＴＯゲートドライブ回路異
常判別装置、１３１はオンゲート電流制限抵抗器１１０
の両端電圧が所定のしきい値より高い場合は論理１に、
低い場合は論理０に変換するシュミットトリガ回路、１
３２は該シュミットトリガ回路１３１の出力信号と、前
記オンゲート信号との排他的論理和をとる排他的論理和
回路、１３３はＧＴＯゲートドライブ回路１０内のトラ
ンジスタ等の動作遅れのために該排他的論理和回路１３
２の出力に現われるヒゲ状の狭幅パルスを除去するため
のフィルタ回路、１３４は該フィルタ回路１３３の出力
信号が論理１の場合に、論理１１０の異常と判別するこ
とにする。

第２図と第３図は第１図の実施例の動作を説明するもの
で、以下第２図と第３図を用いて説明する。

本発明では、次の二つのケースに対し、ＧＴＯゲートド
ライブ回路の異常と判別する。

（ケース１）ゲート制御信号発生回路２０より、前記オ
ンゲート信号が出力されているにもかかわらず、オンゲ
ート電流制限抵抗１１０の両端に再圧が発生しないケー
ス。

（ケース２）ゲート制御信号発生回路２０より、前記オ
ンゲート信号が出力されていないにもかかわらず、オン
ゲート電流制限抵抗１１０の両端に再圧が発生するケー
ス。

第２図は、ＧＴＯゲートドライブ回路１０が正常なケー
スと前記異常ケース１の両方を示している。

ＧＴＯゲートドライブ回路１ｕが正常なケースでは、ゲ
ート制御信号発生回路２０よりオンゲート信号が出力さ
れているとすると、前述したとおり、ＦＥＴ　７３が導
通ずるのでオンゲート電流制限抵抗１１０の両端にはコ
ンデンサ９１の電圧より少し低く、かつシュミットトリ
ガ回路１３１の人力しきい値より高い電圧が現われる。

ここで、ＧＴＯゲートドライブ回路１０内のトランジス
タは排他的論理和回路の論理回路に比べ、動作スピード
が遅いため、第２図（Ｄ）に示すようなヒゲ状のパルス
が排他的論理和回路１３２の出力に生じるが、後段のフ
ィルタ回路１３２により、該ヒゲ状パルスは除去される
。その結果ラッチ回路１３４の出力は論理Ｏなので、正
常と判別される。

次に、何らかの原因でＧＴＯゲートドライブ回路１０内
部品の異常が発生し、ゲート制御信号発生回路２０より
オンゲート信号が出力されているにもかかわらず、ＰＥ
Ｔ　７３が導通しないで、その結果オンゲート電流制限
抵抗１１０の両端に前記電圧が発生しないとすると、排
他的論理和回路１３２の人力は論理１と０になり、排他
的論理和回路１３２の出力は論理１となり、ラッチ回路
１３４の出力が論理１にラッチされるので、異常と判別
される。

第３図は、ＧＴＯゲートドライブ回路１０が前記異常ケ
ース２である場合を示している。何らかの原因でＧＴＯ
ゲートドライブ回路１０内部品の異常が発生し、ゲート
制御信号発生回路２０よりオンゲート信号が出力されて
いないにもかかわらず、ＦＥＴ　７　Ｂが導通し、その
結果オンゲート電流制限抵抗１１０の両端に前記電圧が
発生したとすると、排他的論理和回路１３２の入力は論
理０と１になり、排他的論理和回路１３２の出力は論理
１となり、ラッチ回路１３４の出力が論理１にラッチさ
れるので、異常と判別される。

以上にようにして、ラッチ回路１３４の出力の論理レベ
ルから、ＧＴＯゲートドライブ回路１０が正常か異常か
を容易に知ることができる。また本発明は簡単な回路で
構成し得る。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、ＧＴＯゲートドライ
ブ回路を使用している電力変換装置の故障に際して、大
型、高価な波形記録装置を用いたりすることなく、それ
に代わって使用可能な小型で回路構成の簡単な、安価な
ＧＴＯゲートドライブ回路の異常判別装置を提供できる
。また、小型、安価なため、事故発生前より設置できる
ので、再現性のない事故に対しても、事故原因究明に大
いに役立つものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図、
第３図はＧＴＯゲートドライブ回路の異常判別装置の動
作を説明するためのタイムチャート、第４図は従来のＧ
ＴＯゲートドライブ回路のブロック図である。１・・・ＧＴＯ，１０・・・ＧＴＯゲートドライブ回路
、２０・・・ゲート制御信号発生回路、２１・・・オン
ゲートパルス出力端子、３１〜４７・・・抵抗、５１゜
５２・・・フォトカブラ、６１．６２・・・定電圧ダイ
オ−ド、７１〜７４・・・トランジスタ、８１．８２・
・・電源、９１．９２・・・コンデンサ、１１０・・・
ゲート信号制限抵抗、１３０・・・ＧＴＯゲート回路異
常判別装置、１３１・・・シュミットトリガ回路、１３
２・・・排他論理和回路、１３３・・・フィルタ回路、
１３４・・・ラッチ回路、１４０・・・制限抵抗入力部
信号検出端子。

Claims

【特許請求の範囲】

ＧＴＯにオンゲート電流とオフゲート電流を供給するゲ
ート回路の異常を判別するゲート制御回路の異常判別装
置において、前記ＧＴＯに供給するオンゲート電流が流
れることによって生ずるオンゲート電流制限抵抗器の電
圧又は前記オンゲート電流制限抵抗器と前記ＧＴＯのカ
ソード間の電圧のレベルに応じて論理１或いは論理０の
信号を発生するシュミットトリガ回路、該シュミットト
リガ回路の出力信号と前記オンゲート電流を発生させる
ためのオンゲート指令信号との排他的論理和をとる排他
的論理和回路を具備し、該排他的論理和回路の出力信号
により前記ＧＴＯのゲート制御回路の異常を判別するこ
とを特徴とするゲート制御回路の異常判別装置。