JPH039704B2 - - Google Patents

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JPH039704B2
JPH039704B2 JP57153859A JP15385982A JPH039704B2 JP H039704 B2 JPH039704 B2 JP H039704B2 JP 57153859 A JP57153859 A JP 57153859A JP 15385982 A JP15385982 A JP 15385982A JP H039704 B2 JPH039704 B2 JP H039704B2
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JP
Japan
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pulse
transistors
transistor
field effect
gate
Prior art date
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JP57153859A
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JPS5944963A (ja
Inventor
Shigeo Konishi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPS5944963A publication Critical patent/JPS5944963A/ja
Publication of JPH039704B2 publication Critical patent/JPH039704B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、サイリスタ等のスイツチングデバ
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。
例えば、進相コンデンサの開閉を行なうための
サイリスタスイツチ、サイリスタ遮断器または無
整流子電動機用インバータ装置等に使用されるサ
イリスタ点弧装置においては、サイリスタに連続
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
つ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、サイリスタにゲート
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つたゲート
電流をサイリスタに供給できることが望ましい。
第1図はサイリスタ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
タ、ANDはアンドゲート、INVはインバータ
(反転増幅器)、RB1,RB2,RS1,RS2は抵抗、CS
コンデンサ、Q1,Q2はトランジスタ、T1,T2
パルストランス、Dg1,Dg2はダイオード、THは
スイツチングデバイス(サイリスタ)である。す
なわち、非安定マルチバイブレータASからの発
振パルスによつてトランジスタQ1,Q2を交互に
オン、オフさせ、これによつてパルストランス
T1,T2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。したがつて、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
スが大きくなつ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2図は従来の点弧装置の別の例を示す構
成図であり、第3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1図と同様であ
つて、トランジスタQ1,Q2、パルストランスT、
抵抗RB1,RB2,RC1,RC2,RS1,RS2、コンデンサ
CC1,CC2,CSおよびダイオードDB1,DB2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
Q3および抵抗RB3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3図も参照しながらその動作について
説明する。
第2図におけるトランジスタQ3に対して、第
3図イの如きオン指令eiが与えられるとQ3がオン
となり、これによつて発振が開始される。なお、
このときQ3のコレクタ・エミツタ間電圧eQ3は、
第3図ロに示される如く“0”となる。また、第
3図ニに示されるように、ここではトランジスタ
Q1,Q2のうちQ2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のオンによつてパ
ルストランスTの巻線bが励磁され、巻線cから
ダイオードDg1を経てゲートパルスが供給され
る。なお、巻線bに誘起される電圧eTおよびサイ
リスタTHに与えられるゲートパルスの波形は、
それぞれ第3図ホ,ヘの如く示される。この状態
において、コンデンサCc1は、第3図ハの如くオ
フしているトランジスタQ1のコレクタ・エミツ
タ間電圧eQ1を抵抗Rc1,RB2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、Q1のコレクタ・エミツタ間電圧が減
少する。このため、Q2のベース電圧はコンデン
サCc1に充電されている電圧によつてマイナス方
向に押し下げられ、したがつてQ2のベースは逆
バイアスされてオフとなる。Q2がオフすると、
Q2のコレクタ・エミツタ間に電圧が印加され抵
抗Rc2、コンデンサCc2および抵抗RB1を通してQ1
にベース電流が供給され、Q1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Dg2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びに第3
図ハ,ニに示される如くトランジスタQ1,Q2
交互にオンし、第3図ヘの如き連続パルスをサイ
リスタのゲートに供給することができる。なお、
抵抗RS2と並列に接続されているコンデンサCS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つては、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。しかし
ながら、トランジスタQ3にはトランジスタQ1
Q2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つてしま
うという欠点がある。また、発振開始時にトラン
ジスタQ3がオンしたとき、過渡的にトランジス
タQ1,Q2の両方のコレクタに電圧が印加されて
双方のトランジスタのベースに電流が流れるた
め、双方ともにオンしかかり、その後、オンが遅
れた方のトランジスタがオフ状態に移る、という
過渡現象が生じるために、立ち上がり速度が充分
に大きなゲートパルスを供給することができない
という欠点を有している。
この発明は上記の諸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よう
にするとともに、上記発振器における2つのトラ
ンジスタのいずれか一方が必ず先にオンするよう
にして、ゲートパルスの立ち上がりを早めるよう
にしたパルス伝送装置を提供することを目的とす
る。
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MOSFET
(metal−oxide−semiconductor field effect
transistor)を接続し、該MOSFETのオン、オ
フによつてロイヤー発振器のオン、オフを制御す
るとともに、MOSFETのオンするタイミングを
互いにずらすことによつて、2つのトランジスタ
のいずれかが必ず先にオンとなるようにした点に
ある。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。
第4図はこの発明の実施例を示す構成図、第5
図はその動作を説明するための波形図で、それぞ
れ第2図、第3図と対応するものである。
第4図からも明らかなように、この実施例は、
第2図において設けられていたパワートランジス
タQ3が削除され、そのかわりにトランジスタQ1
Q2のベース回路にMOSFETQ4,Q5が挿入されて
おり、該MOSFETQ4のゲートは抵抗Rg12とコン
デンサCg、またQ5のゲートは抵抗Rg22を介して
それぞれ電源零ボルトへ接続され、また抵抗
Rg11,Rg21を経てオン指令eiが入力されるように
なつ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、
MOSFETQ4,Q5にてトランジスタQ1,Q2のベ
ース電流をオン、オフすることにより行なうよう
にしたものである。MOSFETQ4のゲートに挿入
されたコンデンサCg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、MOSFETQ5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Q1,Q2が同時にオンしようとする前述
の如き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タ
に供給することができる。第5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3図と同様であるので
その説明は省略する。ただ、第5図では第3図ロ
に対応する波形図は無いこと、また第3図で示さ
れる如き発振開始時の過渡現象は無くなつている
ことに留意されたい。
第6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4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RS2と並列にコンデン
サCS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6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TP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RS3はコ
ンデンサCPを予め電源電圧Vに充電しておくた
めのものである。ここで、オン指令ei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CPに貯えられていた電荷がダイオ
ードDc2→トランジスタQ2→抵抗RP→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つたゲートパルスがサイリス
タTHに供給され、その後はロイヤー発振器によ
つ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Dc1,Dc2は連続パルスを供
給している際に、コンデンサCP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7図は第6図の動作を説明するための波形図
で、先の第3,5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CPの放
電によつてパルストランスTPを駆動し(第7図
ハ参照)、これによつてサイリスタTHのゲート
に第7図トの如きゲートパルスを、第7図ホの如
きゲートパルスに重畳して(第7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。
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、オフによつ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
なるという利点を有するものである。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、したがつ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。さらに、MOSFETがオンとなるタイミング
を互いにずらすことにより、2つのトランジスタ
のいずれか一方が必ず先にオンとなるようにする
ことができるので、発振開始時に2つのトランジ
スタが同時にオンになろうとする過渡現象をなく
すことができ、したがつて立ち上がりの急峻なゲ
ートパルスを得ることができるという効果をもた
らすものである。
なお、この発明はサイリスタ点弧装置に限らず
GTO(Gate Turn Off Thyristor)、パワートラ
ンジスタ等のスイツ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図はサイリスタ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2図は同じ
く点弧装置の他の従来例を示す構成図、第3図は
第2図の動作を示す波形図、第4図はこの発明の
実施例を示す構成図、第5図はその動作を示す波
形図、第6図はこの発明の他の実施例を示す構成
図、第7図はその動作を示す波形図である。 符号説明、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〜Q3……トランジスタ、Q4,Q5……
MOSFET、T,T1,T2,TP……パルストラン
ス、TH……サイリスタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 少なくとも交互にオン、オフを繰り返す2つ
    のトランジスタを有するロイヤー発振器によつて
    スイツチングデバイストリガ用の連続パルスを出
    力するパルス伝送装置において、 前記2つのトランジスタの各々のベースに、該
    トランジスタのオン、オフ制御を行う電界効果ト
    ランジスタを接続すると共に、それら両電界効果
    トランジスタのうち、一方の電界効果トランジス
    タのゲートにだけ時定数素子を接続しておき、発
    振開始のオン指令が両電界効果トランジスタのゲ
    ートに入力されたとき、時定数素子を接続してい
    ない方の電界効果トランジスタにそのベースを接
    続されたトランジスタの方から優先的にオンする
    ようにしたことを特徴とするスイツチングデバイ
    ス用パルス伝送装置。 2 少なくとも交互にオン、オフを繰り返す2つ
    のトランジスタを有するロイヤー発振器によつて
    スイツチングデバイストリガ用の連続パルスを出
    力するパルス伝送装置であつて、前記2つのトラ
    ンジスタの各々のベースに、該トランジスタのオ
    ン、オフ制御を行う電界効果トランジスタを接続
    すると共に、それら両電界効果トランジスタのう
    ち、一方の電界効果トランジスタのゲートにだけ
    時定数素子を接続しておき、発振開始のオン指令
    が両電界効果トランジスタのゲートに入力された
    とき、時定数素子を接続していない方の電界効果
    トランジスタにそのベースを接続されたトランジ
    スタの方から優先的にオンするようにしたスイツ
    チングデバイス用パルス伝送装置において、 予め充電されており、発振開始のオン指令の入
    力後、最初にオンする方のトランジスタがオンす
    ることにより放電を開始するコンデンサと、該コ
    ンデンサの放電電流をパルスに変換して、前記パ
    ルス伝送装置から最初に出力されるトリガ用パル
    スに重畳させるパルストランスと、を具備したこ
    とを特徴とするスイツチングデバイス用パルス伝
    送装置。
JP15385982A 1982-09-06 1982-09-06 スイツチングデバイス用パルス伝送装置 Granted JPS5944963A (ja)

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