JPH04367118A - ゲートターンオフサイリスタのゲート回路 - Google Patents

ゲートターンオフサイリスタのゲート回路

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JPH04367118A
JPH04367118A JP3168732A JP16873291A JPH04367118A JP H04367118 A JPH04367118 A JP H04367118A JP 3168732 A JP3168732 A JP 3168732A JP 16873291 A JP16873291 A JP 16873291A JP H04367118 A JPH04367118 A JP H04367118A
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JP
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gate
current
reactor
turn
thyristor
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Fumio Mizohata
文雄 溝畑
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Mitsubishi Electric Corp
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゲートターンオフサイ
リスタのオン、オフを制御するゲート回路に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図3は例えば特開昭63−107314
号公報に示された従来のゲートターンオフサイリスタの
ゲート回路を示す回路図である。図において、1はゲー
トターンオフサイリスタ(以下GTOと略す)であって
、Gはゲート電極、Kはカソード電極である。2はチョ
ッパ回路であって、オンゲート用電源3をスイッチング
するチョッパ部スイッチ21、チョッパ回路2の出力電
流を検出する電流検出手段22および還流ダイオード2
3から構成され、上記電流検出手段22は、電流検出ト
ランジスタ22a、電流検出用抵抗22b、順電圧の低
いバイアス用ダイオード(例えばSBD:ショットキバ
リアダイオード)22C、およびバイアス用抵抗22d
を有する。
【0003】また、30は1次巻線30aと2次巻線3
0bからなるリアクトル、31は第2のコンデンサ、3
2はダイオード、5は抵抗、6は第1のコンデンサ、7
はチョッパ回路2及びコンデンサ6の出力電流をオンゲ
ート電流としてGTO1に供給するオンゲート用スイッ
チ、42は1次巻線30aおよび2次巻線30bの共通
出力端と、第2のコンデンサ31およびダイオード32
の接続中点との間に接続されて、その第2のコンデンサ
31の充電に用いられるダイオード、43は抵抗5に対
して並列接続されている充電用のダイオード、4はオフ
用の電源、9はオフゲート用スイッチ9aとON/OF
F指令の反転用インバータ9bを有するオフゲート回路
で、GTO1にオフゲート電流を供給する。
【0004】次に動作について図4に示す波形図を参照
して説明する。GTO1のオフ期間中は、チョッパ回路
2により、第1及び第2のコンデンサ6及び31は初期
充電が完了し図示極性に充電されているものとする。時
刻t1 において、オンゲート用スイッチ7をオンする
と、ゲート電流IG は第1のコンデンサ6の放電電流
Ic と、第2のコンデンサ31とリアクトル30の2
次巻線30bとの振動電流Ic2の和で流れる。時刻t
2 において、第2のコンデンサ31の電圧が減少して
、リアクトル30の1次巻線30a、2次巻線30bの
巻線比の電圧まで下り、オンゲート用電源3の電圧より
も低くなると、リアクトル30の2次巻線30bの電流
はリアクトル30の1次巻線30aへ転移する。
【0005】このリアクトル30の1次及び2次巻線3
0a、30bの巻線比を8:1と仮定すれば、チョッパ
回路2の出力電流ICHは、時刻t2 において、IC
H=IC2/8となって流れ始める。なお、2つのt1
 〜t2 間に流れる電流はオンハイケード電流と表現
される。実際には、このリアクトルの1次巻線30aの
初期値が、チョッパ回路2の定電流制御値と一致するよ
うに、リアクトル30の巻線比を決定するのが望ましい
。時刻t2 以降は、ゲート電流IG はチョッパ回路
2の定電流制御の機能により、トランジスタ22aのベ
ースーエミッタ間電圧をVBE、ダイオード22cの順
電圧効果をVF 、抵抗22bの抵抗値Rとすれば、I
G =(VBE−VF )/Rの電流がほぼ一定の電流
となって流れる。
【0006】時刻t3 において、オンゲート用スイッ
チ7をオフし、オフゲート回路9をオンすることにより
、図示のような負極性のオフゲート電流がGTO1に供
給され時刻t4 でターンオフする。
【0007】一方、リアクトル30の1次巻線30aに
はチョッパ回路2によりコンデンサ6にはダイオード4
3を通じ電流IC1が、また、コンデンサ31にはダイ
オード42を通じ電流IC2の充電電流が流れ、時刻t
5 までは定電流機能が可能な領域であり、その後は定
電流機能の動作が不可能な領域で電流は減少しつつ電源
電圧3の電圧まで充電され時刻t7 において充電電流
は0となる。時刻t6 はコンデンサ6、31の充電途
中を示し、時刻t8 は再びオンの動作に入る時刻を示
す。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来のゲートターンオ
フサイリスタのゲート回路は以上のように構成されてい
るので、ターンオフ後次のターンオンに入れる時間、す
なわちターンオフミニマムが長くなるという問題点があ
った。
【0009】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、簡単な回路でターンオフミニマ
ム時間を短くでき、GTOの通流比を大きく取れるゲー
トターンオフサイリスタのゲート回路を提供することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係るゲートター
ンオフサイリスタのゲート回路は、ゲート順電流供給用
の充電電流の設定値をターンオフ時に大きくすることに
より、ターンオン時に必要なハイゲート電流の充電時間
を短縮することで、GTOのゲートターンオフ後より次
のターンオンまでの時間(ターンオフミニマム)を短く
するものである。
【0011】
【作用】本発明においては、ゲート順電流供給用の充電
電流の充電時間を短縮することで、主素子であるGTO
の通流比が広げられることにより、制御範囲(利用率)
を広くする。
【0012】
【実施例】
実施例1.以下、本発明の一実施例を図3の従来例と同
一部分は同一符号を付して示す図1に基づいて説明する
。図において、本実施例に係るチョッパ回路2は、オン
ゲート用電源をスイッチングするチョッパ部スイッチ2
1と、チョッパ回路の出力電流を検出する電流検出手段
22及び還流ダイオード23から構成されている。ここ
で、上記電流検出手段22は、従来例と同様な電流検出
トランジスタ22a、電流検出用抵抗22b、順電圧降
下の低い(例えばSBD:ショットキバリアダイオード
)バイアス用ダイオード22c、バイアス用抵抗22d
及び還流ダイオード23の他に、バイアス用ダイオード
22cの短絡用ホトカップラ22eと、ホトカップラ2
2e内の発光ダイオード電流制限抵抗22fを備えてい
る。その他は従来例と同様である。
【0013】次に、本実施例に係る動作について図2に
示す波形図を参照して説明する。GTO1のオフ期間中
は、チョッパ回路2により、第1及び第2のコンデンサ
6及び31は初期充電が完了し図示極性に充電されてい
るものとする。時刻t1 において、オンゲート用スイ
ッチ7をオンすると、ゲート電流IG は第1のコンデ
ンサ6の放電電流Ic と、第2のコンデンサ31とリ
アクトル30の2次巻線30bとの振動電流Ic2の和
で流れる。時刻t2 において、第2のコンデンサ31
の電圧が減少して、リアクトル30の1次巻線30a、
2次巻線30bの巻線比の電圧まで下り、オンゲート用
電源3の電圧よりも低くなると、リアクトル30の2次
巻線30bの電流はリアクトル30の1次巻線30aへ
転移する。
【0014】このリアクトル30の1次及び2次巻線3
0a、30bの巻線比を8:1と仮定すれば、チョッパ
回路2の出力電流ICHは、時刻t2 において、IC
H=IC2/8となって流れ始める。なお、2つのt1
 〜t2 間に流れる電流はオンハイケード電流と表現
される。実際には、このリアクトルの1次巻線30aの
初期値が、チョッパ回路2の定電流制御値と一致するよ
うに、リアクトル30の巻線比を決定するのが望ましい
。時刻t2 以降は、ゲート電流IG はチョッパ回路
2の定電流制御の機能により、トランジスタ22aのベ
ースーエミッタ間電圧をVBE、ダイオード22cの順
電圧効果をVF 、抵抗22bの抵抗値Rとすれば、I
G =(VBE−VF )/Rの電流がほぼ一定の電流
となって流れる。
【0015】一方、リアクトル30の1次巻線30aに
は定電流回路により、ON動作時の定電流値IG のパ
ターンより、オフ期間中はホトトランジスタ22eの1
次側の発光ダイオードがON(発光)することによって
2次側の受光トランジスタが動作し、ダイオード22c
の両端を短絡する。この結果、例えば受光トランジスタ
ON動作時のコレクターエミッタ間飽和電圧VCE(s
at)を0とすれば、トランジスタ22aのベースーエ
ミッタ電圧をVBE、抵抗22bの抵抗値をRとした時
、IG =VBE/Rの電流が流れる。この値は従来の
方式と比べ、例えばトランジスタ22aのVBEを0.
6V、ダイオード22cのVF を0.3Vとすれば、
IG が2倍に増加することになり、結果として図2に
示す様に充電時間が従来と比べ短縮できる。
【0016】なお、上記実施例では、バイアス用ダイオ
ード22cの短絡用にホトカップラを利用したが、オフ
動作時にバイアス用ダイオード22cを短絡できる手段
であれば方法を問わない。
【0017】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、オフ動
作時のチョッパ回路の定電流値を増加させることにより
、ターンオンに必要な充電が早く完了することで主素子
のGTOのターンオフミニマムを短くでき、通流比を広
げられることによって通流比制御の範囲が広くなる効果
が有る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるゲートタンオフサイリ
スタのゲート回路の回路図である。
【図2】本発明の一実施例による動作波形図である。
【図3】従来のゲートタンオフサイリスタのゲート回路
の回路図である。
【図4】従来のゲートタンオフサイリスタのゲート回路
の動作波形図である。
【符号の説明】
1        GTO 2        チョッパ回路 3        オンゲート用電源 4        オフゲート用電源 5、22b、22d、22f    抵抗6     
   第一のコンデンサ 7        オンゲート用スイッチ9     
   オフゲート用回路 21      チョッパスイッチ 22      定電流回路 23、32、43、22c      ダイオード30
      リアクトル 22a    トランジスタ 9a      オフスイッチ 9b      インバータ 22e    ホトカップラ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  ゲートターンオフサイリスタにオンゲ
    ート電流を供給するオンゲート回路と、上記ゲートター
    ンオフサイリスタにオフゲート電流を供給するオフゲー
    ト回路と、1次巻線および2次巻線からなり、それらの
    巻線のそれぞれの出力端同士が接続され、かつ、それら
    の巻線間に結合作用が生じるように構成されているリア
    クトルと、定電流制御の機能を有し、第1の直流出力端
    が上記リアクトルの1次巻線の入力端に接続されている
    オンゲート電源と、このオンゲート電源の第2の直流出
    力端の上記リアクトルの2個の巻線の共通出力端との間
    に接続された第1のコンデンサおよび抵抗とダイオード
    との並列回路からなる直列接続体と、上記オンゲート電
    源の第2の直流出力端と上記リアクトルの2次巻線の入
    力端との間に接続された第2のコンデンサおよびダイオ
    ードからなる直列接続体と、上記リアクトルの共通出力
    端と上記第2のコンデンサおよびダイオードからなる直
    列接続体の接続中点との間に接続したダイオードと、一
    端が上記リアクトルの共通出力端に接続されて、オンゲ
    ート電流を上記ゲートターンオフサイリスタへ出力する
    オンゲート用スイッチとを備えたゲートターンオフサイ
    リスタのゲート回路において、上記オンゲート電源に、
    ゲートターンオフサイリスタのオフ動作時に、ターンオ
    ン時に必要とするゲート順電流より多い値に設定された
    電流を供給制御する制御手段を備えたことを特徴とする
    ゲートターンオフサイリスタのゲート回路。
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