JPH04233821A - High voltage switch and switching method for the same switch - Google Patents

High voltage switch and switching method for the same switch

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JPH04233821A
JPH04233821A JP41540890A JP41540890A JPH04233821A JP H04233821 A JPH04233821 A JP H04233821A JP 41540890 A JP41540890 A JP 41540890A JP 41540890 A JP41540890 A JP 41540890A JP H04233821 A JPH04233821 A JP H04233821A
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high voltage
switch
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semiconductor switches
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MESATSUKU KK
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Abstract

PURPOSE:To attain high speed and to improve the dielectric strength and the reliability of the high voltage switch. CONSTITUTION:The high voltage switch is configurated, which consists of semiconductor switch groups 11, 12 each comprising plural sets of series connection of semiconductor switches 10 being a combination of a p-channel semiconductor layer and an n-channel semiconductor layer, and the high voltage switch is switched by using an ignition circuit or a break-over means so as to turn on part of semiconductor switches of the said semiconductor switch groups 11, 12 thereby breaking over and resulting in a turning on state the remaining semiconductor switches.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は高電圧を放電させるため
の高電圧スイッチに関し、例えば静電塗装装置において
接地された被塗装物品が高電圧電極に接近した際に生じ
る火花放電を抑制するため、高電圧電源装置と接地との
間に介在させた高電圧スイッチ及び高電圧スイッチのス
イッチング方法に関する。
[Field of Industrial Application] The present invention relates to a high-voltage switch for discharging high voltage, and for suppressing spark discharge that occurs when a grounded article to be coated approaches a high-voltage electrode in an electrostatic coating device, for example. , relates to a high voltage switch interposed between a high voltage power supply and ground, and a switching method for the high voltage switch.

【0002】0002

【従来の技術】静電塗装装置において従来使用されてい
る高電圧スイッチについて説明する。カップ式静電塗装
法の静電塗装装置としては、図3に示すように、可変直
流高電圧発生器E等から成る直流高圧電源装置1と、高
電圧電極となる椀型のカップ2と、高電圧電極側と低電
圧端子(接地)間に接続された高電圧スイッチ3とを具
備している。前記高電圧スイッチ3は、逆阻止3端子サ
イリスタ(以下、単にサイリスタと呼ぶ)Sを複数個(
数十個)直列に接続して構成され、サイリスタSのゲ−
トGには点弧装置4が接続されている。図中、抵抗Rは
それぞれ電流制限用の抵抗である。そして、カップ2に
直流高圧電源装置1による高電圧を印加するとともに、
カップ2を高速度で回転させてカップ2の中央より塗料
を流出させると、塗料が遠心力によってカップ周囲から
荷電量をもった塗料粒子として噴霧し、この塗料粒子が
接地された被塗装物5にク−ロン力により収着される。
2. Description of the Related Art A high voltage switch conventionally used in an electrostatic coating apparatus will be explained. As shown in FIG. 3, the electrostatic coating device for the cup-type electrostatic coating method includes a DC high-voltage power supply device 1 comprising a variable DC high-voltage generator E, etc., a bowl-shaped cup 2 serving as a high-voltage electrode, It includes a high voltage switch 3 connected between the high voltage electrode side and the low voltage terminal (ground). The high voltage switch 3 includes a plurality of reverse blocking three-terminal thyristors (hereinafter simply referred to as thyristors) S (
Several tens of thyristors) are connected in series, and the gate of thyristor S
An ignition device 4 is connected to G. In the figure, each resistor R is a current limiting resistor. Then, while applying a high voltage from the DC high voltage power supply device 1 to the cup 2,
When the cup 2 is rotated at high speed and paint flows out from the center of the cup 2, the paint is sprayed from around the cup as charged paint particles due to centrifugal force, and the paint particles are grounded to the object 5 to be painted. is sorbed by Coulomb force.

【0003】前記高電圧スイッチ3の点弧装置4として
は、例えば図4に示すように、磁気結合による同時点弧
で行なう方式が提案されている。点弧エネルギ伝達用の
磁芯としては棒状のフェライトコア40を使用し、この
フェライトコア40の一端にトリガ巻線41が巻回され
る一方、他端側に各サイリスタSのゲ−トGとカソ−ド
K側との間を接続する点弧巻線42が巻回されている。 トリガ巻線41にパルスが印加されると各点弧巻線42
に磁気的に点弧エネルギが伝達され、各サイリスタSを
オン状態として高電圧スイッチ3全体をオンさせること
ができる。
As the ignition device 4 for the high voltage switch 3, a method has been proposed in which simultaneous ignition is performed by magnetic coupling, as shown in FIG. 4, for example. A rod-shaped ferrite core 40 is used as a magnetic core for transmitting ignition energy, and a trigger winding 41 is wound around one end of this ferrite core 40, while a gate G of each thyristor S is wound around the other end. An ignition winding 42 that connects the cathode K side is wound thereon. When a pulse is applied to the trigger winding 41, each ignition winding 42
The ignition energy is magnetically transmitted to the thyristors S, and the entire high voltage switch 3 can be turned on by turning on each thyristor S.

【0004】すなわち塗装時において、直流高圧電源装
置1に設けられた火花放電発生予知回路12が電流検出
回路11からの検出信号に基づいて火花放電発生予知信
号を生じさせると、駆動回路13により駆動パルスがが
前記点弧装置4のトリガ巻線41に印加され、高電圧ス
イッチ3を閉じる。高電圧スイッチ3が閉じると、直流
高圧電源装置1の出力端子Oと静電塗装用ガンの入力端
子I間を接続する高圧ケ−ブル6が有する対地容量C1
 に充電された電荷、カップ2と被塗装物及びカップと
対地間に形成される容量C2 に充電された電荷が前記
高電圧スイッチ3を介して放電される。上記した高電圧
スイッチの構造の点弧装置によれば、各サイリスタSの
ゲ−トGにそれぞれパルスを印加する方式に比較して、
簡単な構造で複数サイリスタの同時点弧を行なうことが
できるという利点がある。
That is, during painting, when the spark discharge occurrence prediction circuit 12 provided in the DC high voltage power supply device 1 generates a spark discharge occurrence prediction signal based on the detection signal from the current detection circuit 11, the drive circuit 13 causes the spark discharge occurrence prediction signal to be generated. A pulse is applied to the trigger winding 41 of the ignition device 4, closing the high voltage switch 3. When the high voltage switch 3 is closed, the ground capacity C1 of the high voltage cable 6 connecting between the output terminal O of the DC high voltage power supply 1 and the input terminal I of the electrostatic painting gun is
The charges charged in the cup 2 and the object to be coated, and the charges charged in the capacitor C2 formed between the cup 2 and the ground are discharged via the high voltage switch 3. According to the above-mentioned ignition device having the structure of a high voltage switch, compared to a method in which a pulse is applied to each gate G of each thyristor S,
It has the advantage that multiple thyristors can be activated simultaneously with a simple structure.

【発明が解決しようとする課題】[Problem to be solved by the invention]

【0005】しかしながら上記構造の高電圧スイッチに
よると、点弧装置4としてフェライトコア40を使用し
ているので、トリガ巻線41に印加されるパルスによる
点弧巻線42への点弧エネルギの伝達は、トリガ巻線4
1からの距離が遠い程遅れが生じる。従って、サイリス
タSを120個程度接続した耐圧100kV程度の高電
圧スイッチでは、前記伝達の遅れはスイッチの動作速度
に関しては支障がないが、次のような問題点があった。
However, according to the high voltage switch having the above structure, since the ferrite core 40 is used as the ignition device 4, the ignition energy is transmitted to the ignition winding 42 by the pulse applied to the trigger winding 41. is trigger winding 4
The farther the distance from 1, the more delay there will be. Therefore, in a high voltage switch with a withstand voltage of about 100 kV in which about 120 thyristors S are connected, the delay in transmission does not affect the operating speed of the switch, but there are the following problems.

【0006】すなわち、サイリスタSは、その断面構造
を図5に示すように、p型半導体層,n型半導体層,p
型半導体層,n型半導体層を積層し、中央部側のp型半
導体層にゲ−トGを設けて構成されている。そして、ゲ
−トGに電圧が印加された直後は、p型半導体層とn型
半導体層との界面全面において電子が移動するのでなく
、ゲ−トGに近い部分がチャネルとなり、その後順次チ
ャネル面積が拡がっていく。従って、高電圧スイッチが
オン状態となった直後においては、トリガ巻線41から
距離が遠い点弧巻線42がゲ−トGに接続されたサイリ
スタSのチャネル面積は、他のサイリスタSのチャネル
面積に比較して小さくなり、この部分を大電流が流れよ
うとするので、いわいるホットスポットが生じて劣化を
まねくという問題点があった。
That is, the thyristor S has a cross-sectional structure as shown in FIG.
It is constructed by stacking a type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer, and providing a gate G in the p-type semiconductor layer on the center side. Immediately after a voltage is applied to the gate G, electrons do not move over the entire interface between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer, but the part close to the gate G becomes a channel, and then The area is expanding. Therefore, immediately after the high voltage switch is turned on, the channel area of the thyristor S whose ignition winding 42, which is far from the trigger winding 41, is connected to the gate G is equal to the channel area of the other thyristor S. Since the area is small compared to the area, a large current tends to flow through this area, creating a so-called hot spot, which leads to deterioration.

【0007】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
、高耐圧化及び高速度化を図るとともに、信頼性が高く
且つ簡単な構造で実現できる高電圧スイッチ及びそのス
イッチング方法を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a high-voltage switch and a switching method therefor that can achieve high withstand voltage and high speed, and also have high reliability and a simple structure. The purpose is

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記従来例の問題点を解
決するため請求項1記載の高電圧スイッチは、p型半導
体層とn型半導体層とを組み合わせて成る半導体スイッ
チを複数個直列に接続した半導体スイッチ群と、半導体
スイッチと半導体スイッチとが接続された適宜箇所に電
圧を印加する電圧印加手段とを具備することを特徴とし
ている。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the problems of the above-mentioned conventional example, a high voltage switch according to claim 1 includes a plurality of semiconductor switches each consisting of a combination of a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer connected in series. It is characterized by comprising a group of connected semiconductor switches and a voltage applying means for applying a voltage to appropriate locations where the semiconductor switches are connected.

【0009】請求項2記載の高電圧スイッチは、p型半
導体層とn型半導体層とを組み合わせて成る半導体スイ
ッチを複数個直列に接続した第1の半導体スイッチ群と
、p型半導体層とn型半導体層とを組み合わせるととも
にゲ−ト部を形成して成る半導体スイッチを複数個直列
に接続して成り前記第1の半導体スイッチ群に接続され
る第2の半導体スイッチ群と、前記第2の半導体スイッ
チ群を構成する各半導体スイッチのゲ−ト部に電圧を印
加する点弧回路と、を具備することを特徴としている。
A high voltage switch according to a second aspect of the present invention includes: a first semiconductor switch group in which a plurality of semiconductor switches formed by combining a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are connected in series; a second semiconductor switch group connected to the first semiconductor switch group, which is formed by connecting a plurality of semiconductor switches in series, which are formed by combining a semiconductor layer with a semiconductor layer and forming a gate part; It is characterized by comprising an ignition circuit that applies a voltage to the gate portion of each semiconductor switch constituting the semiconductor switch group.

【0010】請求項3記載の高電圧スイッチのスイッチ
ング方法は、p型半導体層とn型半導体層とを組み合わ
せた半導体スイッチを複数個直列に接続して成る半導体
スイッチ群の一部半導体スイッチをオン状態とすること
により、残りの半導体スイッチをブレ−クオ−バ−させ
てオン状態とすることを特徴としている。
[0010] The high voltage switch switching method according to claim 3 turns on some of the semiconductor switches of a semiconductor switch group formed by connecting a plurality of semiconductor switches in series, each of which is a combination of a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer. The feature is that by setting the switch to the state, the remaining semiconductor switches are caused to break over and are turned on.

【0011】[0011]

【作用】請求項1記載の高電圧スイッチによれば、半導
体スイッチと半導体スイッチとが接続された箇所に電圧
を印加すると、電圧印加箇所と接地間に接続されている
半導体スイッチがブレ−クオ−バ−して短絡状態となり
、続いて前記電圧印加箇所と高電圧側間に接続されてい
る半導体スイッチがブレ−クオ−バ−して短絡状態とな
り、高電圧スイッチ全体を導通状態とする、
According to the high voltage switch according to claim 1, when a voltage is applied to the point where the semiconductor switches are connected, the semiconductor switch connected between the voltage application point and the ground becomes a breaker. The semiconductor switch connected between the voltage application point and the high voltage side then breaks over and becomes a short circuit state, making the entire high voltage switch conductive.

【0012
】請求項2記載の高電圧スイッチによれば、点弧回路か
ら第2の半導体スイッチ群の各ゲ−ト部に電圧が印加さ
れると、第2の半導体スイッチ群がオン状態となり、続
いて第1の半導体スイッチ群がブレ−クオ−バ−して短
絡状態となり、高電圧スイッチ全体を導通状態とする。
0012
According to the high voltage switch according to claim 2, when a voltage is applied from the ignition circuit to each gate portion of the second semiconductor switch group, the second semiconductor switch group is turned on, and then the second semiconductor switch group is turned on. The first group of semiconductor switches breaks over and becomes short-circuited, making the entire high-voltage switch conductive.

【0013】請求項3記載の高電圧スイッチのスイッチ
ング方法によれば、複数個の半導体スイッチを直列に接
続した半導体スイッチ群の一部半導体スイッチをオン状
態とすることにより、このことをトリガとして残りの半
導体スイッチをブレ−クオ−バ−させ、半導体スイッチ
群全体を導通状態とすることができる。
According to the high voltage switch switching method according to claim 3, by turning on some of the semiconductor switches in the semiconductor switch group in which a plurality of semiconductor switches are connected in series, this is used as a trigger to switch on the remaining semiconductor switches. It is possible to cause the semiconductor switches in the semiconductor switch to break over and make the entire semiconductor switch group conductive.

【0014】[0014]

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。図1は高電圧スイッチの等価回路を示すも
のであり、例えば図3に示した静電塗装装置の高電圧短
絡用として使用される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an equivalent circuit of a high voltage switch, which is used for high voltage short-circuiting in the electrostatic coating apparatus shown in FIG. 3, for example.

【0015】高電圧スイッチは、90個の半導体スイッ
チ10を直列に接続した第1の半導体スイッチ群11と
、30個の半導体スイッチ10を直列に接続した第2の
半導体スイッチ群12と、第1の半導体スイッチ群11
と第2の半導体スイッチ群12との接続部分(C点)に
電圧を印加する電圧印加手段13とを具備して構成され
ている。第1の半導体スイッチ群11の端部の端子Aは
例えば静電塗装装置の直流高圧電源装置の高電圧側(−
90kV)に接続され、第2の半導体スイッチ群12の
端部の端子Bは接地されている。
The high voltage switch includes a first semiconductor switch group 11 in which 90 semiconductor switches 10 are connected in series, a second semiconductor switch group 12 in which 30 semiconductor switches 10 are connected in series, and a first semiconductor switch group 11 in which 90 semiconductor switches 10 are connected in series. semiconductor switch group 11
and a voltage applying means 13 for applying a voltage to the connection portion (point C) with the second semiconductor switch group 12. The terminal A at the end of the first semiconductor switch group 11 is connected to the high voltage side (-
90 kV), and terminal B at the end of the second semiconductor switch group 12 is grounded.

【0016】各半導体スイッチ10は、前記端子A側に
順方向となるサイリスタSと、サイリスタSのゲ−トG
とカソ−ドKとの間に接続されたゲ−ト抵抗RGKとか
ら構成される。ゲ−ト抵抗RGKは、サイリスタSの耐
圧値を最大にするために設けられている。各サイリスタ
Sの耐圧値は900V程度なので、サイリスタSを直列
に120個接続したスイッチ全体では108kV程度の
耐圧とすることができる。また、各半導体スイッチ10
には、短絡電流が流れた際に電流値を制限してサイリス
タSを保護する電流制限抵抗R1 がそれぞれ接続され
ている。また、各半導体スイッチ10及び電流制限抵抗
R1 に対して並列となるように、分圧抵抗R2 が接
続され、各サイリスタSにかかる電圧を一定にしている
。サイリスタSのブレ−クオ−バ−電圧は、その性質上
個々のサイリスタSによりバラツキが生じてしまう。従
って、分圧抵抗R2 を接続することにより、各サイリ
スタSにかかる電圧を、いずれかのサイリスタSをブレ
−クオ−バ−させる電圧より小さい一定電圧に設定して
各サイリスタSの安定化を図っている。
Each semiconductor switch 10 has a forward direction thyristor S on the terminal A side and a gate G of the thyristor S.
and a gate resistor RGK connected between the cathode K and the gate resistor RGK. Gate resistor RGK is provided to maximize the withstand voltage value of thyristor S. Since the withstand voltage value of each thyristor S is about 900V, the entire switch including 120 thyristors S connected in series can have a withstand voltage of about 108 kV. In addition, each semiconductor switch 10
A current limiting resistor R1 that protects the thyristor S by limiting the current value when a short-circuit current flows is connected to each of them. In addition, a voltage dividing resistor R2 is connected in parallel to each semiconductor switch 10 and current limiting resistor R1 to keep the voltage applied to each thyristor S constant. Due to its nature, the breakover voltage of the thyristor S varies depending on the individual thyristors S. Therefore, by connecting the voltage dividing resistor R2, the voltage applied to each thyristor S is set to a constant voltage that is lower than the voltage that causes any of the thyristors S to break over, and each thyristor S is stabilized. ing.

【0017】電圧印加手段13は、パルストランス14
と、パルストランス14の一次側に電圧を供給する直流
電源15と、スイッチング素子16とを具備している。 パルストランス14の二次側の一端は、前記第1の半導
体スイッチ群11と第2の半導体スイッチ群12との接
続部分であるC点に接続されている。パルストランス1
4の二次側の他端は、端子A−B間に印加される高電圧
を抵抗R3 と抵抗R4 とで分圧したD点に接続され
ている。抵抗R3 及び抵抗R4 は、R3 :R4 
の値を3:1とすることにより、C点とD点の電位を同
電位(−22.5V)として通常の場合には、パルスト
ランス14の二次側の両端に電位差が生じないようにな
っている。
The voltage applying means 13 includes a pulse transformer 14
, a DC power supply 15 that supplies voltage to the primary side of the pulse transformer 14 , and a switching element 16 . One end of the secondary side of the pulse transformer 14 is connected to point C, which is the connecting portion between the first semiconductor switch group 11 and the second semiconductor switch group 12. pulse transformer 1
The other end of the secondary side of 4 is connected to point D, which is obtained by dividing the high voltage applied between terminals A and B by resistor R3 and resistor R4. Resistance R3 and resistance R4 are R3:R4
By setting the value of 3:1, the potentials at points C and D are at the same potential (-22.5V), so that in normal cases, no potential difference will occur between both ends of the secondary side of the pulse transformer 14. It has become.

【0018】上述のような構造の高電圧スイッチを図3
に示した静電塗装装置に適用すると、駆動回路13(図
3)からの信号がスイッチング素子16のゲ−トに印加
され、このスイッチング素子16をオン状態として直流
電源15からの電圧がパルストランス14の一次側に印
加されて電流が流れる。そして、磁気結合によりパルス
トランス14の二次側に−10kV程度の電圧を発生さ
せる。
FIG. 3 shows a high voltage switch having the above structure.
When applied to the electrostatic coating device shown in FIG. A current is applied to the primary side of 14 and flows. Then, a voltage of about -10 kV is generated on the secondary side of the pulse transformer 14 by magnetic coupling.

【0019】その結果、C点の電位が−30kV程度と
なり、第2の半導体スイッチ群12の有する耐圧である
27kV(−900V×30)を越えるので、第2の半
導体スイッチ群12の各サイリスタSがブレ−クオ−バ
−して短絡状態となる。
As a result, the potential at point C becomes about -30 kV, which exceeds the withstand voltage of 27 kV (-900 V x 30) of the second semiconductor switch group 12, so that each thyristor S of the second semiconductor switch group 12 breaks over and becomes short-circuited.

【0020】第2の半導体スイッチ群12が短絡状態と
なるとC点が0Vとなるので、第1の半導体スイッチ群
11の両端には−90kVがかかる。この電圧は、第1
の半導体スイッチ群11の有する耐圧である−81kV
(−900V×90)を越えるので、第1の半導体スイ
ッチ群11の各サイリスタSがブレ−クオ−バ−して短
絡状態となり、スイッチ全体が導通状態となる。
When the second semiconductor switch group 12 is short-circuited, the voltage at point C becomes 0V, so -90 kV is applied to both ends of the first semiconductor switch group 11. This voltage is the first
The withstand voltage of the semiconductor switch group 11 is -81kV
(-900V x 90), each thyristor S of the first semiconductor switch group 11 breaks over and becomes short-circuited, and the entire switch becomes conductive.

【0021】上記実施例では、半導体スイッチ10とし
てサイリスタSを使用したが、2方向2端子サイリスタ
(SSS)を使用してもよい。この場合、図1において
サイリスタSの部分に2方向2端子サイリスタを接続し
、また、2方向2端子サイリスタはゲ−ト端子がないの
で、本実施例におけるゲ−ト抵抗RGKを省略すること
ができる。
In the above embodiment, the thyristor S was used as the semiconductor switch 10, but a two-way two-terminal thyristor (SSS) may also be used. In this case, a two-way two-terminal thyristor is connected to the thyristor S in FIG. 1, and since the two-way two-terminal thyristor does not have a gate terminal, the gate resistor RGK in this embodiment can be omitted. can.

【0022】また、パルストランス14の二次側のD点
に、C点と同じ電位を与える構成として、上記実施例に
おいては高電圧スイッチに印加される高電圧を分圧して
得ているが、C点と同じ電位を与える外部の直流電源を
直接接続した構成であってもよい。また、静電塗装装置
の電源である直流高圧電源装置1(図1)から変圧して
得るようにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the same potential as the point C is applied to the point D on the secondary side of the pulse transformer 14, which is obtained by dividing the high voltage applied to the high voltage switch. A configuration in which an external DC power supply that provides the same potential as point C may be directly connected may be used. Alternatively, the voltage may be obtained by transforming the DC high voltage power supply 1 (FIG. 1) which is the power source of the electrostatic coating apparatus.

【0023】図2は本発明の他の実施例を示すもので、
図1における第2の半導体スイッチ12を従来の点弧方
式によりオン状態とするものである。図中、図1と同一
構成部分は同一符号を付している。
FIG. 2 shows another embodiment of the present invention.
The second semiconductor switch 12 in FIG. 1 is turned on using a conventional ignition method. In the figure, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0024】すなわち、第1の半導体スイッチ11群を
構成する半導体スイッチ10は、2方向2端子サイリス
タ(SSS)で構成されている。また、第2の半導体ス
イッチ12群を構成する半導体スイッチ10はサイリス
タで構成され、各サイリスタのゲ−トGは点弧回路17
に接続されている。点弧回路17としては、静電塗装装
置の駆動回路13(図3)からの信号により、各ゲ−ト
Gにパルスを与えるもの、また従来例の図5で示したよ
うフェライトコアを使用した磁気結合による同時点弧方
式であってもよい。本実施例によれば、第2の半導体ス
イッチ12群を構成する半導体スイッチ10の数が少な
いので、磁気結合による同時点弧方式を使用しても従来
例で述べたような問題点が生じない。
That is, the semiconductor switches 10 constituting the first semiconductor switch group 11 are composed of two-way two-terminal thyristors (SSS). Further, the semiconductor switches 10 constituting the second group of semiconductor switches 12 are composed of thyristors, and the gate G of each thyristor is connected to the ignition circuit 17.
It is connected to the. The ignition circuit 17 is one that gives a pulse to each gate G based on the signal from the drive circuit 13 (Fig. 3) of the electrostatic coating device, and a ferrite core is used as shown in the conventional example shown in Fig. 5. A simultaneous firing method using magnetic coupling may also be used. According to this embodiment, since the number of semiconductor switches 10 constituting the second group of semiconductor switches 12 is small, the problems described in the conventional example do not occur even if the simultaneous firing method using magnetic coupling is used. .

【0025】また、図2において、第2の半導体スイッ
チ12群を構成する半導体スイッチ10を、光信号をゲ
−トに印加する光サイリスタで構成し、点弧回路17を
光信号発生器とすれば、第2の半導体スイッチ12群の
スイッチング動作を超高速で行なうことができ、高電圧
スイッチ全体のスイッチング速度を向上させることがで
きる。また、ゲ−ト信号として光信号を用いるので、点
弧回路17における高電圧装置からの絶縁性の向上を図
ることができる。
Further, in FIG. 2, the semiconductor switches 10 constituting the second group of semiconductor switches 12 are composed of optical thyristors that apply optical signals to their gates, and the ignition circuit 17 is used as an optical signal generator. For example, the switching operation of the second group of semiconductor switches 12 can be performed at extremely high speed, and the switching speed of the entire high voltage switch can be improved. Furthermore, since an optical signal is used as the gate signal, the insulation from the high voltage device in the ignition circuit 17 can be improved.

【0026】以上述べたように、本実施例によれば、複
数個の半導体スイッチを直列に接続して高電圧スイッチ
とするので、高耐圧化及びスイッチ動作の高速化を図る
ことができる。また、複数個の半導体スイッチを直列に
接続した半導体スイッチ群の一部半導体スイッチをオン
状態とすることにより、このことをトリガとして残りの
半導体スイッチをブレ−クオ−バ−させ、半導体スイッ
チ群全体を導通状態とする。ブレ−クオ−バ−による導
通は、p型半導体とn型半導体との界面の全部に亘って
一瞬に電子が流れようとするので、従来例で述べたよう
なホットスポットが生じることがなく、複数個の半導体
スイッチを直列に接続した高電圧スイッチの信頼性の向
上を図ることができる。
As described above, according to this embodiment, since a plurality of semiconductor switches are connected in series to form a high voltage switch, it is possible to increase the withstand voltage and speed up the switch operation. In addition, by turning on a part of the semiconductor switches in a semiconductor switch group in which multiple semiconductor switches are connected in series, this triggers the remaining semiconductor switches to break over, causing the entire semiconductor switch group to turn on. is in a conductive state. In conduction due to breakover, electrons try to flow instantaneously across the entire interface between the p-type semiconductor and the n-type semiconductor, so hot spots as described in the conventional example do not occur. It is possible to improve the reliability of a high voltage switch in which a plurality of semiconductor switches are connected in series.

【0027】また、上記実施例では静電塗装装置に使用
される高電圧スイッチを例として説明したが、静電塗装
装置に限定されることなく高電圧電源を用いる装置にお
いて、短絡が必要部分に適用することができる。
Furthermore, in the above embodiment, a high voltage switch used in an electrostatic coating device was explained as an example, but it is not limited to an electrostatic coating device, but can be used in any device that uses a high voltage power source where a short circuit is required. Can be applied.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明によれば、複数個の半導体スイッ
チを直列に接続して高電圧スイッチを構成し、前記高電
圧スイッチの一部半導体スイッチをオン状態とすること
により、このことをトリガとして残りの半導体スイッチ
をブレ−クオ−バ−させ、高電圧スイッチ全体を導通状
態とするので、高耐圧化及び高速度化を図るとともに、
信頼性が高い高電圧スイッチを得ることができる。
According to the present invention, a high voltage switch is constructed by connecting a plurality of semiconductor switches in series, and this is triggered by turning on some of the semiconductor switches of the high voltage switches. As a result, the remaining semiconductor switches are brought into breakover, and the entire high-voltage switch is brought into conduction, thereby achieving high withstand voltage and high speed.
A highly reliable high voltage switch can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の高電圧スイッチの一実施例を示す等価
回路図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing an embodiment of a high voltage switch of the present invention.

【図2】本発明の高電圧スイッチの他の実施例を示す等
価回路図である。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram showing another embodiment of the high voltage switch of the present invention.

【図3】静電塗装装置の全体を示す等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram showing the entire electrostatic coating device.

【図4】従来の高電圧スイッチの構造を示す説明図であ
る。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the structure of a conventional high voltage switch.

【図5】サイリスタの構造を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the structure of a thyristor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  半導体スイッチ 11  第1の半導体スイッチ群 12  第2の半導体スイッチ群 13  電圧印加手段 14  パルストランス 15  直流電源 16  スイッチング素子 S  サイリスタ 10 Semiconductor switch 11 First semiconductor switch group 12 Second semiconductor switch group 13 Voltage application means 14 Pulse transformer 15 DC power supply 16 Switching element S Thyristor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  p型半導体層とn型半導体層とを組み
合わせて成る半導体スイッチを複数個直列に接続した半
導体スイッチ群と、半導体スイッチと半導体スイッチと
が接続された適宜箇所に電圧を印加する電圧印加手段と
、を具備することを特徴とする高電圧スイッチ。
[Claim 1] A semiconductor switch group in which a plurality of semiconductor switches formed by combining a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are connected in series, and a voltage is applied to appropriate locations where the semiconductor switches are connected. A high voltage switch comprising: voltage application means.
【請求項2】  p型半導体層とn型半導体層とを組み
合わせて成る半導体スイッチを複数個直列に接続した第
1の半導体スイッチ群と、p型半導体層とn型半導体層
とを組み合わせるとともにゲ−ト部を形成して成る半導
体スイッチを複数個直列に接続して成り前記第1の半導
体スイッチ群に接続される第2の半導体スイッチ群と、
前記第2の半導体スイッチ群を構成する各半導体スイッ
チのゲ−ト部に電圧を印加する点弧回路と、を具備する
ことを特徴とする高電圧スイッチ。
2. A first semiconductor switch group in which a plurality of semiconductor switches each having a combination of a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer are connected in series; - a second semiconductor switch group connected to the first semiconductor switch group, which is formed by connecting a plurality of semiconductor switches formed by forming a second semiconductor switch group in series;
A high voltage switch comprising: an ignition circuit that applies a voltage to the gate portion of each semiconductor switch constituting the second semiconductor switch group.
【請求項3】  p型半導体層とn型半導体層とを組み
合わせた半導体スイッチを複数個直列に接続して成る半
導体スイッチ群の一部半導体スイッチをオン状態とする
ことにより、残りの半導体スイッチをブレ−クオ−バ−
させてオン状態とすることを特徴とする高電圧スイッチ
のスイッチング方法。
3. By turning on some of the semiconductor switches in a semiconductor switch group formed by connecting a plurality of semiconductor switches in series, each of which is a combination of a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer, the remaining semiconductor switches are turned on. breakover
1. A method for switching a high voltage switch, which is characterized in that the high voltage switch is turned on.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56115171A (en) * 1980-01-10 1981-09-10 Westinghouse Electric Corp Arcing circuit
JPS581326A (en) * 1981-06-26 1983-01-06 Toshiba Corp Subordinate turning-on circuit for series thyristor
JPS5887835A (en) * 1981-11-20 1983-05-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of circuit substrate for electronic apparatus

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