JPH07170725A - ゲートターンオフサイリスタ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ＧＴＯのターンオフを確実に行わせることがで
きるゲートターンオフサイリスタ制御装置を提供する。 【構成】トランス２の１次コイル２ｐにスイッチＳ1 ，
Ｓ2 を有する励磁制御回路３を接続し、スイッチＳ1 を
通してトランスに一方向の１次電流を流した後、スイッ
チＳ2 を通して他方向の１次電流を流して、トランスの
２次コイル２ｓに正極性電圧を誘起させる。この電圧に
よりＧＴＯをターンオンさせる。オフ指令信号によりス
イッチＳ1 を導通させて２次コイル２ｓに逆極性電圧を
誘起させてＧＴＯをターンオフさせる。１次コイル２ｐ
にバイパス用スイッチＳ3 を並列接続し、オフ指令信号
が消滅する前にスイッチＳ3 を導通させて、オフ指令信
号の消滅時に２次コイル２ｓに高い正極性電圧が誘起す
るのを防止する。

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
リスタをオンオフ制御する制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ゲートターンオフサイリスタ（以下単に
ＧＴＯとも言う。）は電流駆動式の半導体スイッチ素子
で、そのゲートカソード間に正極性のゲート電圧（ゲー
ト側が正極性になる電圧）が与えられて、ゲートからカ
ソード側に所定のトリガレベル以上のゲート電流が流れ
たときにターンオン（導通）し、該ゲート電流が所定の
保持電流値に保持されることによりオン状態を維持す
る。ＧＴＯをターンオンさせる際に流すゲート電流はで
きるだけ立上りが早いものであることが望ましく、通常
そのピーク値は１００［Ａ］〜３００［Ａ］に達する。
ＧＴＯをオン状態に保持するために流しておく必要があ
るゲート電流は数アンペアないし数十アンペア程度であ
る。

【０００３】またＧＴＯは、そのゲートカソード間に負
極性のゲート電圧（カソード側が正極性になる電圧）が
与えられたときにターンオフする（遮断状態になる）。
ＧＴＯをオフ状態に保持しておくためには、そのゲート
カソード間に数ボルトの負極性電圧を印加しておくのが
望ましい。

【０００４】ゲートターンオフサイリスタの制御装置と
して、トランスとその１次電流をオンオフ制御する励磁
制御回路を用いて発生させたフライバック電圧によりＧ
ＴＯをオンオフ制御するようにしたものが知られてい
る。この種の制御装置では、トランスに複数の２次コイ
ルを設けておくことにより同時に複数個のＧＴＯを制御
することができるため、制御装置の構成を簡単にするこ
とができる。

【０００５】例えば、所定の耐圧を持たせるために複数
個のＧＴＯを直列に接続して用いる場合、または所定の
電流容量を得るために複数のＧＴＯを並列に接続して用
いる場合、或いは多数のＧＴＯを直並列に接続して用い
る場合があるが、この場合、ＧＴＯの数に等しい２次コ
イルを有する１台のトランスとその１次電流をオンオフ
制御する１つの励磁制御回路とを設けることにより、複
数のＧＴＯを同時にオンオフ制御することができる。

【０００６】図６はトランスとその１次電流を制御する
励磁制御回路とにより発生させたフライバック電圧でＧ
ＴＯを制御するようにしたゲートターンオフサイリスタ
制御装置の構成例を示したもので、同図において１はア
ノード１ａとカソード１ｋとゲート１ｇとを有するＧＴ
Ｏ、２はゲート信号供給用トランス、３はトランスの１
次コイルに流す励磁電流を制御する励磁制御回路、４は
ゲート回路である。

【０００７】この例では、複数のＧＴＯ１，１，…が直
列に接続され、トランス２は、１つの１次コイル２ｐ
と、ＧＴＯと同数の２次コイル２ｓ，２ｓ，…とを鉄心
２ｃに巻回したものからなっている。

【０００８】励磁制御回路３は、いわゆる変形ハーフブ
リッジ方式のインバータ回路で、第１及び第２の直流電
源部Ｅ1 及びＥ2 と、導通した際に第１の直流電源部か
らトランスの１次コイル２ｐに一方の極性の励磁電流を
流す第１のスイッチＳ1 と、導通した際に第２の直流電
源部Ｅ2 からトランス２の１次コイルに他方の極性の励
磁電流を流す第２のスイッチＳ2 とを備えている。この
例では第１のスイッチＳ1 及びＳ2 がＩＧＢＴ（絶縁ゲ
ート型バイポーラトランジスタ）からなっていて、第１
のスイッチＳ1 を構成するＩＧＢＴのエミッタは第１の
直流電源部Ｅ1の負極性の出力端子に、コレクタはトラ
ンスの１次コイル２ｐの一端にそれぞれ接続されてい
る。また第２のスイッチＳ2 を構成するＩＧＢＴのコレ
クタは抵抗Ｒ1 を通して第２の直流電源部Ｅ2 の正極性
出力端子に接続され、エミッタはダイオードＤ1 を通し
てトランスの１次コイル２ｐの一端に接続されている。

【０００９】また第２の直流電源部Ｅ2 の出力端子間に
コンデンサＣ1 が接続され、第１の直流電源部Ｅ1 の正
極性出力端子と第２の直流電源部Ｅ2 の負極性出力端子
とが共通に接続されてトランスの１次コイル２ｐの他端
に接続されている。

【００１０】トランス２の各２次コイル２ｓの出力はゲ
ート回路４を通して対応するＧＴＯ１のゲートカソード
間に供給されている。図示の例では、各２次コイル２ｓ
の一端が対応するＧＴＯ１のゲート１ｇに直結され、各
２次コイル２ｓの他端はコンデンサＣ2 を通して対応す
るＧＴＯ１のカソード１ｋに接続されている。コンデン
サＣ2 の両端にはアノードをトランス側に向けたツェナ
ーダイオードＺＤとダイオードＤ2 とが並列接続され、
第３の直流電源部Ｅ3 の出力電圧がチョークコイルＬと
ダイオードＤ3 とを通してコンデンサＣ2 の両端に印加
されている。コンデンサＣ2 とツェナーダイオードＺＤ
とダイオードＤ2 及びＤ3 とチョークコイルＬと第３の
直流電源部Ｅ3 とによりゲート回路４が構成されてい
る。

【００１１】なお図面には、ゲート回路４が１つだけ図
示されているが、実際には各２次コイル２ｓ及びＧＴＯ
１に対して１つのゲート回路が設けられて、各２次コイ
ルの出力がゲート回路４を通して対応するＧＴＯのゲー
トカソード間に供給されている。

【００１２】図６のゲートターンオフサイリスタ制御装
置においては、ゲート回路４のコンデンサＣ2 の両端
に、ツェナーダイオードＺＤのツェナー電圧により制限
された一定値の逆バイアス電圧Ｖo が生じ、この電圧Ｖ
o がＧＴＯ１のゲートカソード間に印加されている。こ
の逆バイアス電圧Ｖo はＧＴＯ１をオフ状態に保持して
おくために必要なもので、数ボルトに設定されている。
また励磁制御回路３においては、第２の直流電源部Ｅ2
の出力により抵抗Ｒ1 を通してコンデンサＣ1 が図示の
極性に充電されている。

【００１３】第１及び第２のスイッチを構成するＩＧＢ
Ｔには図示しない指令信号発生部から指令信号が与えら
れる。すなわち、第１のスイッチＳ1 を構成するＩＧＢ
Ｔのゲートには、図７（Ａ）に示すような充電指令信号
Ｖchが与えられ、この充電指令信号が消滅すると同時に
（または僅かなデッドタイムを経て）第２のスイッチＳ
2 を構成するＩＧＢＴのゲートに図７（Ｂ）に示すよう
なオン指令信号Ｖonが与えられる。またオン指令信号Ｖ
onが消滅すると同時に（または僅かなデッドタイムを経
て）、第１のスイッチＳ1 を構成するＩＧＢＴのゲート
に図７（Ａ）に示すようなオフ指令信号Ｖoff が与えら
れる。

【００１４】今図７（Ａ）に示すように、時刻ｔ1 で第
１のスイッチＳ1 に充電指令信号Ｖchが与えられると、
第１のスイッチＳ1 が導通して第１の直流電源部Ｅ1 の
出力がトランスの１次コイル２ｐに印加され、１次コイ
ル２ｐに１次電流が流れる。この１次電流の増大に伴っ
てトランスの２次コイル２ｓにＧＴＯ１をオフ状態に保
持する極性の電圧が発生する。また第１の直流電源部Ｅ
1 からトランスの１次コイル２ｐに電流が流れることに
より、トランス２に磁気エネルギーが蓄積されていく。
充電指令信号Ｖchが発生している期間がトランスの充電
期間となる。

【００１５】時刻ｔ2 で充電指令信号Ｖchが消滅し、オ
ン指令信号Ｖonが立上がると、第１のスイッチＳ1 が遮
断状態になると同時に、第２のスイッチＳ2 が導通して
コンデンサＣ1 の両端の電圧をトランス２の１次コイル
２ｐに印加する。このときコンデンサＣ1 の電荷がトラ
ンスの１次コイルを通して放電するとともに、トランス
に蓄積された磁気エネルギーが放出されるため、トラン
スの２次コイル２ｓには、コンデンサＣ1 の放電により
生じる電圧と磁気エネルギーの放出により生じるフライ
バック電圧とを重畳したものに相当する立上りが速い正
極性電圧が誘起し、この電圧がＧＴＯ１のゲートカソー
ド間に印加される。そのため図７（Ｃ）に示すような立
上りが速い正極性のゲート電圧Ｖg がＧＴＯのゲートカ
ソード間に印加され、この電圧によりＧＴＯ１のゲート
カソード間を通して立上りが速いゲート電流Ｉg が流れ
てＧＴＯ１がターンオンする。ゲート電流はオン指令信
号が与えられた直後にピークに達し、その後減衰してい
くが、オン指令信号が与えられている間は、ＧＴＯ１を
オン状態に保持するために必要なレベルを保持する。

【００１６】時刻ｔ3 でオン指令信号Ｖonが消滅すると
同時にオフ指令信号Ｖoff が立上がると、第２のスイッ
チＳ2 が遮断状態になると同時に第１のスイッチＳ1 が
導通するため、トランス２の２次コイル２ｓに負極性の
電圧が誘起し、図７（Ｃ）に示すようにＧＴＯ１のゲー
トカソード間に逆極性の電圧が印加される。これにより
ＧＴＯ１がターンオフする。

【００１７】オフ指令信号Ｖoff が与えられる期間はき
わめて短いが、この間にもトランス２に磁気エネルギー
が蓄積されるため、時刻ｔ4 においてオフ指令信号Ｖof
f が消滅して第１のスイッチＳ1 が遮断状態になると、
トランス２の２次コイル２ｓにフライバック電圧が誘起
し、図７（Ｃ）に示すようにＧＴＯ１のゲートカソード
間に正極性のゲート電圧が印加される。時刻ｔ4 でゲー
ト電圧が印加されると、図７（Ｄ）に示すようにゲート
電流Ｉg が流れ、このゲート電圧、ゲート電流が所定の
トリガレベルを超えていると、ＧＴＯ１が誤トリガさ
れ、再びターンオンしてしまう。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、トラン
スとその１次電流をオンオフ制御する励磁回路とを用い
て発生させたフライバック電圧によりＧＴＯを制御する
ようにした制御装置では、トランスに複数の２次コイル
を設けておくことにより、同時に複数個のＧＴＯを制御
することができるため、多数個のＧＴＯを制御する場合
に制御装置の構成を簡単にすることができる。

【００１９】しかしながら、図６に示したような従来の
この種の制御装置においては、図７の時刻ｔ4 でオフ指
令信号Ｖoff を消滅させた際にＧＴＯが誤トリガされる
ことがあり、オフ指令信号が発生している間にＧＴＯを
確実にターンオフすることができないため、ターンオフ
のタイミングを正確に制御することができないという問
題があった。また従来の制御装置による場合には、ＧＴ
Ｏがオン状態にある期間を任意に設定したり、オン状態
にある期間を変化させたり、短くしたりすることが必要
とされる場合に、その要求に応えることができないとい
う問題があった。

【００２０】例えば、電気集塵機においては、直列に接
続した多数個（例えば８個）のＧＴＯの両端に高電圧
（例えば３０［ＫＶ］）を印加して、各ＧＴＯをオンオ
フさせることにより毎秒６０個程度の高電圧パルスを発
生させることが必要とされるが、この場合に図６に示し
た従来の制御装置を用いると、ＧＴＯのターンオフに失
敗することがあった。

【００２１】本発明の目的は、トランスとその１次励磁
電流を制御する励磁制御回路とを用いてＧＴＯをオンオ
フ制御するゲートターンオフサイリスタ制御装置におい
て、ＧＴＯのターンオフを確実に行わせてターンオフの
タイミングを正確に制御することができるようにするこ
とにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、ゲート信号発
生用トランスと、トランスにエネルギーを蓄積すること
を指令する充電指令信号及びゲートターンオフサイリス
タをターンオフすることを指令するオフ指令信号がそれ
ぞれ与えられている期間トランスの１次コイルに一方の
極性の励磁電流を流し、ゲートターンオフサイリスタを
ターンオンさせることを指令するオン指令信号が与えら
れている期間トランスの１次コイルに他方の極性の励磁
電流を流す励磁制御回路と、励磁制御回路に充電指令信
号、オン指令信号及びオフ指令信号を順次供給する指令
信号発生部とを備えて、トランスの２次コイルの出力を
ゲートターンオフサイリスタのゲート回路に与えること
により該サイリスタをオンオフ制御するゲートターンオ
フサイリスタ制御装置に係わるものである。

【００２３】本発明においては、上記指令信号発生部
が、オフ指令信号の消滅以前に立上り、オフ指令信号が
消滅した後に消滅するバイパス指令信号を更に発生する
ようにしておく。そしてバイパス指令信号が与えられて
いる間導通するバイパス用スイッチを有して該バイパス
用スイッチの導通時に低インピーダンスの電流通路を構
成するバイパス回路をトランスの１次コイルの少なくと
も一部に対して並列に接続し、オフ信号が消滅する前に
トランスの１次コイルの少なくとも一部をバイパス回路
を通して実質的に短絡することにより、オフ指令信号が
消滅したとき、トランスに蓄積された磁気エネルギーを
バイパス回路にて消費させて、トランスの２次コイルに
ＧＴＯをターンオンさせる極性の電圧が誘起するのを防
止する。

【００２４】ここで「低インピーダンスの電流通路」と
は、オフ指令信号の消滅時にトランスの２次コイルに誘
起する電圧をＧＴＯのトリガレベル未満に抑制するため
に必要なバイパス電流を流すことができる程度に十分に
インピーダンスが低い電流通路という意味である。

【００２５】なお、バイパス指令信号をオフ指令信号が
消滅してから発生させると、オフ指令信号が消滅した瞬
間にＧＴＯをターンオンさせる極性の電圧が誘起するこ
とになるので、バイパス指令信号はオフ指令信号が消滅
するよりも前に発生させるようにするのが好ましい。

【００２６】上記バイパス回路は必ずしも１次コイルに
対して並列に接続する必要はなく、トランスに３次コイ
ルを設けて、該３次コイルの少なくとも一部に対して並
列にパイパス回路を接続するようにしてもよい。

【００２７】上記励磁制御回路は、第１及び第２の直流
電源部と、充電指令信号及びオフ指令信号が与えられて
いる期間導通して第１の直流電源部からトランスの１次
コイルに一方の極性の励磁電流を流す第１のスイッチ
と、オン指令信号が与えられている期間導通して第２の
直流電源部からトランスの１次コイルに他方の極性の励
磁電流を流す第２のスイッチとにより構成できる。

【００２８】上記バイパス回路は、バイパス用スイッチ
のみにより構成してもよく、該バイパス用スイッチに対
して直列に小抵抗（抵抗値が小さい抵抗）を接続しても
よい。

【００２９】バイパス用スイッチに対して小抵抗を接続
する場合には、該小抵抗に対して並列にコンデンサを接
続するのが好ましい。

【００３０】

【作用】上記のように構成すると、オフ指令信号が発生
している間にトランスに蓄積された磁気エネルギーは、
オフ指令信号が消滅した後、バイパス回路を通して消費
される。そのため、トランスの２次コイルにＧＴＯをタ
ーンオンさせる極性の電圧が誘起するのを防止すること
ができ、ＧＴＯのターンオフを確実に行わせることがで
きる。またバイパス回路の電流通路が成立しているとき
には、トランスの１次コイルまたは３次コイルが実質的
に短絡されるため、トランスを２次側から見た場合のイ
ンダクタンス成分が減少する。そのためトランスの２次
回路に存在する静電容量とトランスのインダクタンス成
分とにより生じる電圧、電流の振動を抑制することがで
きる。従って、オフ指令信号が消滅した後で、トランス
の２次コイルにＧＴＯをターンオンさせる極性の電圧が
少しでも誘起するのを防止することができ、ＧＴＯのタ
ーンオフを確実に行わせることができる。

【００３１】

【実施例】図１は本発明の実施例を示したものである。
この実施例の制御装置は、図６に示した制御装置と同様
に、ゲート信号発生用トランス２と、励磁制御回路３
と、ゲート回路４とを備えているが、これらの構成及び
動作は図６に示したものと同様である。本実施例では、
トランス２の１次コイル２ｐに対して並列にバイパス回
路５が接続されている。このバイパス回路は、ＩＧＢＴ
からなるバイパス用スイッチＳ3 と、ダイオードＤ4
と、小抵抗Ｒ2 と、コンデンサＣ3 とにより構成されて
いる。更に詳細に説明すると、バイパス用スイッチＳ3
を構成するＩＧＢＴのコレクタはダイオードＤ4 を通し
てトランス２の１次コイル２ｐの一端に接続され、エミ
ッタは抵抗Ｒ2 を通して１次コイル２ｐの他端に接続さ
れている。コンデンサＣ3 は抵抗Ｒ2 の両端に並列に接
続されている。

【００３２】励磁制御回路３の第１及び第２のスイッチ
Ｓ1 及びＳ2 とバイパス用スイッチＳ3 とに指令信号を
与えるために指令信号発生部６が設けられている。この
指令信号発生部６は、第１のスイッチＳ1 を構成するＩ
ＧＢＴのゲートに充電指令信号Ｖchとオフ指令信号Ｖof
f とを与え、第２のスイッチＳ2 を構成するＩＧＢＴの
ゲートにオン指令信号Ｖonを与える。これら充電指令信
号Ｖch、オン指令信号Ｖon及びオフ指令信号Ｖoff の発
生タイミングは従来のものと同様である。

【００３３】指令信号発生部６はまた、バイパス用スイ
ッチＳ3 を構成するＩＧＢＴのゲートにバイパス指令信
号Ｖbpを与える。このバイパス指令信号Ｖbpは、オフ指
令信号Ｖoff が消滅する直前に立上り、オフ指令信号Ｖ
off が消滅した後に消滅する信号である。

【００３４】指令信号発生部６は例えば、図２に示した
ように構成される。図２に示した指令信号発生部は、ト
リガ信号発生回路６０１と、トリガ信号発生回路６０１
がトリガ信号を発生したときに一定の時間幅Ｔchの矩形
波状の充電指令信号Ｖchを発生するタイマ６０２と、充
電指令信号Ｖchの立下りでセットされ、ＧＴＯのアノー
ド電流の零点を検出するゼロクロス検出回路６０３の出
力でリセットされてオン指令信号Ｖonを出力するフリッ
プフロップ回路６０４と、フリップフロップ回路６０４
が出力するオン指令信号Ｖonの立下りでトリガされてＧ
ＴＯをターンオフさせるために必要な時間幅Ｔoff ´を
有するパルス信号Ｖoff ´を出力するタイマ６０５と、
パルス信号Ｖoff ´の立下りを微小時間Δｔ（＜＜Ｔof
f ）だけ遅延させてオフ指令信号Ｖoff を出力する立下
りディレー回路６０６と、タイマ６０５が出力するパル
ス信号Ｖoff ´の立下りでトリガされて一定の時間幅Ｔ
bpのバイパス指令信号Ｖbpを出力するタイマ回路６０７
とにより構成されている。タイマ６０２，６０５及び６
０７は例えば単安定マルチバイブレータにより構成でき
る。

【００３５】図１の実施例の各部の電圧電流波形を図３
（Ａ）ないし（Ｇ）に示した。図３（Ａ）ないし（Ｃ）
は指令信号発生部６が発生する指令信号を示したもの
で、この例ではフリップフロップ回路６０４のセットを
充電指令信号Ｖchの立下りよりも微小時間Δｔ´だけ遅
らせて、充電指令信号Ｖchが消滅した後Δｔ´時間のデ
ッドタイムが経過してからオン指令信号Ｖonが立上るよ
うにしている。また、タイマ６０５のトリガをΔｔ" 時
間遅らせることにより、オン指令信号Ｖonが消滅した後
Δｔ" 時間のデッドタイムが経過してからオフ指令信号
Ｖoff を立上らせるようにしている。実施例では、充電
指令信号Ｖchの信号幅Ｔchを１６０［μｓｅｃ］、オン
指令信号Ｖonの信号幅Ｔonを５０［μｓｅｃ］、オフ指
令信号の信号幅Ｔoff ´を２０［μｓｅｃ］、パイパス
指令信号Ｖbpの信号幅Ｔbpを６［ｍｓｅｃ］とした。ま
たΔｔ＝Δｔ´＝Δｔ" ＝２［μｓｅｃ］とした。

【００３６】なおこの実施例において、トランス２の１
次コイル２ｐの巻数ｎ1 と２次コイル２ｓの巻数ｎ2 と
の比ｎ1 ／ｎ2 は１０／１とした。

【００３７】図１の実施例において、時刻ｔ1 で第１の
スイッチＳ1 に充電指令信号Ｖchが与えられると、第１
のスイッチＳ1 が導通して第１の直流電源部Ｅ1 の出力
がトランスの１次コイル２ｐに印加され、図３（Ｅ）に
示すように１次コイル２ｐに負極性の１次電流Ｉ11が流
れる。この負極性の１次電流Ｉ11は直線的に増加してい
く。１次電流Ｉ11の時間的な変化率は一定であるので、
該１次電流Ｉ11の増加に伴ってトランスの２次コイル２
ｓにＧＴＯ１をオフ状態に保持する極性（負極性）のほ
ぼ一定の電圧Ｖ21が発生する。このときＧＴＯ１のゲー
トカソード間には、コンデンサＣ2 の両端に得られる逆
バイアス電圧Ｖo に電圧Ｖ21を加えた逆電圧Ｖg1が印加
される。

【００３８】また第１の直流電源部Ｅ1 からトランスの
１次コイル２ｐに電流Ｉ11が流れることによりトランス
２に磁気エネルギーが蓄積されていく。充電指令信号Ｖ
chが発生している期間Ｔchがトランスの充電期間とな
る。

【００３９】時刻ｔ2 で充電指令信号Ｖchが消滅すると
第１のスイッチＳ1 が遮断状態になり、時刻ｔ2 から僅
かなデッドタイムΔｔ´が経過した時刻ｔ2 ´でオン指
令信号Ｖonが立上がると第２のスイッチＳ2 が導通す
る。第２のスイッチＳ2 が導通すると、コンデンサＣ1
の両端の電圧と、充電期間Ｔchの間にトランスに蓄積さ
れた磁気エネルギーが放出されることにより誘起したフ
ライバック電圧とが、ほぼ同時にトランス２の１次コイ
ル２ｐに印加されるため、図３（Ｅ）に示すように、１
次コイル２ｐに立上りが速く、ピーク値が大きい正極性
の１次電流Ｉ12が流れる。このとき各２次コイル２ｓに
誘起する電圧Ｖ22は、コンデンサＣ1 の放電による１次
電流の変化により誘起する電圧と、充電期間Ｔchの間に
トランスに蓄積された磁気エネルギーが放出されること
により誘起するフライバック電圧とが重畳されたものと
なり、図３（Ｄ）に示すように、立上りが速く、ピーク
値が高い電圧となる。この立上りが速い電圧Ｖ22がＧＴ
Ｏ１のゲートカソード間に印加されため、図３（Ｆ）に
示すように立上りが速い正極性のゲート電圧Ｖg2がＧＴ
Ｏのゲートカソード間に印加され、この電圧によりＧＴ
Ｏ１のゲートカソード間を通して立上りが速いゲート電
流Ｉg が流れてＧＴＯ１がターンオンする。ゲート電流
はオン指令信号が与えられた直後にピークに達し、その
後減衰していくが、オン指令信号が与えられている間
は、ＧＴＯ１をオン状態に保持するために必要なレベル
を保っている。

【００４０】時刻ｔ3 ´でオン指令信号Ｖonが消滅する
と第２のスイッチＳ2 が遮断状態になる。時刻ｔ3 ´が
僅かなデッドタイムΔｔ" が経過した時刻ｔ3 でオフ指
令信号Ｖoff が発生すると、第１のスイッチＳ1 が導通
するため、トランス２の２次コイル２ｓに負極性の電圧
Ｖ21´が誘起し、図３（Ｆ）に示すようにＧＴＯ１のゲ
ートカソード間に逆極性の電圧Ｖg1´が印加される。こ
れによりＧＴＯ１がターンオフする。時刻ｔ4 でターン
オフ指令信号Ｖoff が消滅する時刻よりもΔｔだけ前の
時刻ｔ4 ´でバイパス指令信号Ｖbpが発生すると、パイ
パス用スイッチＳ3 が導通し、トランスの１次コイル２
ｐに対して並列に低インピーダンスの電流通路が構成さ
れ、１次コイル２ｐが実質的に短絡された状態になる。
従ってオフ指令信号Ｖoff が与えられている期間にトラ
ンスに蓄勢された磁気エネルギーは、時刻ｔ4 でオフ指
令信号Ｖoff が消滅したときに直ちにバイパス回路５へ
流れ込んで消費される。そのため、時刻ｔ4 でオフ指令
信号が消滅したときに、２次コイル２ｓには正極性電圧
がほとんど誘起せず、ＧＴＯの誤トリガが防止される。

【００４１】このように、本発明によれば、オフ指令信
号が消滅した際にトランスの２次コイルに誘起する正極
性電圧を抑制することができるため、従来の制御装置に
よる場合に比べて、ＧＴＯのターンオフを確実に行わせ
ることができるだけでなく、ＧＴＯがオンしている期間
を任意に設定することができ、またＧＴＯがオンしてい
る期間をごく短い時間に設定することができる。

【００４２】実施例では、８個のＧＴＯの直列回路の両
端に３０［ＫＶ］の電圧を印加して、各ＧＴＯをオンオ
フさせることにより、毎秒６０個の高電圧パルスを発生
させたが、ＧＴＯの誤トリガは一切発生しなかった。

【００４３】上記実施例において、オフ指令信号Ｖoff
の消滅時に誘起する正極性電圧を抑制する効果は、バイ
パス用スイッチＳ3 に対して直列に接続された抵抗Ｒ2
の抵抗値が小さいほど大きくなるが、抵抗Ｒ2 の抵抗値
を小さくしていくと、バイパス期間Ｔbpを長くすること
が必要になる。バイパス期間が長くてもよい場合には、
抵抗Ｒ2 を取り除いてバイパス用スイッチＳ3 を１次コ
イル２ｐの両端に直接接続するようにしてもよい。

【００４４】上記実施例のようにバイパス用スイッチＳ
3 に対して直列に抵抗Ｒ2 を接続する場合には、該抵抗
Ｒ2 に対して並列にコンデンサＣ2 を接続すると、オフ
指令信号の消滅時に２次コイルに誘起する正極性電圧を
抑制する効果が高くなるが、このコンデンサＣ2 は省略
してもよい。

【００４５】上記の実施例では、バイパス回路５をトラ
ンスの１次コイル２ｐの両端に並列接続しているが、図
４に示したように、１次コイル２ｐの途中からタップｔ
ｐを引き出して、該タップと１次コイル２ｐの端部との
間にバイパス回路５を接続するようにしてもよい。また
図５に示すように、トランス２に３次コイル２ｔを設け
て、該３次コイル２ｔに対して並列にバイパス回路５を
接続するようにしてもよい。

【００４６】図４または図５のように構成した場合に
も、バイパス用スイッチＳ3 が導通したときに、トラン
スに蓄積された磁気エネルギーが消費されるので、オフ
指令信号Ｖoff が消滅した際にトランスの２次コイルに
誘起する正極性電圧を抑制することができる。また図４
に示したように構成すると、１次コイル２ｐからのタッ
プの引き出し位置を適当に設定することにより、バイパ
ス用スイッチにかかる電圧を低くしてしかも十分な電圧
抑制効果を得ることができるため、バイパス用スイッチ
として耐圧が低い安価なものを用いることができる。同
様に図５に示したように構成した場合にも、３次コイル
２ｔの巻数を適当に（１次コイル２ｐの巻数よりも少な
く）設定することにより、バイパス用スイッチＳ3 に加
わる電圧を低くすることができる。

【００４７】上記の実施例では、スイッチＳ1 〜Ｓ3 と
してＩＧＢＴを用いたが、これらのスイッチはトリガ信
号が与えられている間だけ導通するスイッチであればよ
く、通常のパイポーラトランジスタやＦＥＴなどを用い
ることもできる。

【００４８】上記の実施例では、励磁制御回路３として
ハーフブリッジ式のインバータ回路を用いたが、励磁制
御回路３は、トランスの１次コイルに一方の極性の電流
を流す時期と他方の極性の電流を流す時期とを制御でき
る回路であればよく、フルブリッジ式のインバータ回路
を用いたり、プッシュプル式のインバータ回路を用いた
りすることもできる。

【００４９】上記の説明では、第１ないし第３の直流電
源部Ｅ1 ないしＥ3 を電池で表したが、これらの直流電
源部は所定の大きさの直流電圧を発生するものであれば
よく、交流電源を整流して直流電圧を得る電源回路によ
りこれらの電源部を構成してもよいのはもちろんであ
る。

【００５０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、トラン
スの１次コイルの少なくとも一部に対して並列に、また
はトランスの３次コイルの少なくとも一部に対して並列
にバイパス回路を接続して、オフ指令信号が消滅する以
前に該バイパス回路のスイッチを導通させることによ
り、オフ指令信号が与えられている期間にトランスに蓄
積された磁気エネルギーをバイパス回路で消費させるよ
うにしたので、オフ指令信号が消滅する際にトランスの
２次コイルに誘起する電圧を抑制して、ＧＴＯの誤トリ
ガを防止することができ、ＧＴＯのターンオフを確実に
行わせることができる利点がある。

【００５１】更に本発明によれば、トランスのリセット
動作を考慮せずに、ＧＴＯがオンしている期間を任意に
設定することができ、またＧＴＯがオンしている期間を
ごく短い期間に設定することができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示した回路図である。

【図２】図１の実施例で用いる指令信号発生部の構成例
を示したブロック図である。

【図３】図１の実施例の各部の電圧及び電流の波形図で
ある。

【図４】本発明の他の実施例の要部を示した回路図であ
る。

【図５】本発明の更に他の実施例の要部を示した回路図
である。

【図６】従来の制御装置の構成を示した回路図である。

【図７】図６の各部の電圧及び電流波形を示した波形図
である。

【符号の説明】

１ ＧＴＯ（ゲートターンオフサイリスタ） ２ ゲート信号発生用トランス ２ｐ １次コイル ２ｓ ２次コイル ２ｔ ３次コイル ３ 励磁制御回路 ４ ゲート回路 ５ バイパス回路 Ｓ1 第１のスイッチ Ｓ2 第２のスイッチ Ｓ3 バイパス用スイッチ Ｒ2 小抵抗 Ｃ3 コンデンサ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ゲート信号発生用トランスと、前記トラ
   ンスにエネルギーを蓄積することを指令する充電指令信
   号及びゲートターンオフサイリスタをターンオフするこ
   とを指令するオフ指令信号がそれぞれ与えられている期
   間前記トランスの１次コイルに一方の極性の励磁電流を
   流し、ゲートターンオフサイリスタをターンオンさせる
   ことを指令するオン指令信号が与えられている期間前記
   トランスの１次コイルに他方の極性の励磁電流を流す励
   磁制御回路と、前記励磁制御回路に前記充電指令信号、
   オン指令信号及びオフ指令信号を順次供給する指令信号
   発生部とを備え、前記トランスの２次コイルの出力をゲ
   ートターンオフサイリスタのゲート回路に与えて該サイ
   リスタをオンオフ制御するゲートターンオフサイリスタ
   制御装置において、 前記指令信号発生部は、前記オフ指令信号が消滅する以
   前に立上ってオフ指令信号が消滅した後に消滅するバイ
   パス指令信号を更に発生するように構成され、 前記バイパス指令信号が発生している間導通するバイパ
   ス用スイッチを有して該バイパス用スイッチの導通時に
   低インピーダンスの電流通路を構成するバイパス回路が
   前記トランスの１次コイルの少なくとも一部に対して並
   列に接続されていることを特徴とするゲートターンオフ
   サイリスタ制御装置。
2. 【請求項２】 ゲート信号発生用トランスと、前記トラ
   ンスにエネルギーを蓄積することを指令する充電指令信
   号及びゲートターンオフサイリスタをターンオフするこ
   とを指令するオフ指令信号がそれぞれ与えられている期
   間前記トランスの１次コイルに一方の極性の励磁電流を
   流し、ゲートターンオフサイリスタをターンオンさせる
   ことを指令するオン指令信号が与えられている期間前記
   トランスの１次コイルに他方の極性の励磁電流を流す励
   磁制御回路と、前記励磁制御回路に前記充電指令信号、
   オン指令信号及びオフ指令信号を順次供給する指令信号
   発生部とを備え、前記トランスの２次コイルの出力をゲ
   ートターンオフサイリスタのゲート回路に与えて該サイ
   リスタをオンオフ制御するゲートターンオフサイリスタ
   制御装置において、 前記トランスは１次コイル及び２次コイルに磁気結合さ
   れた３次コイルを有し、 前記指令信号発生部は、前記オフ指令信号が消滅する以
   前に立上ってオフ指令信号が消滅した後に消滅するバイ
   パス指令信号を更に発生するように構成され、 前記バイパス指令信号が発生している間導通するバイパ
   ス用スイッチを有して該バイパス用スイッチの導通時に
   低インピーダンスの電流通路を構成するバイパス回路が
   前記３次コイルの少なくとも一部に対して並列に接続さ
   れていることを特徴とするゲートターンオフサイリスタ
   制御装置。
3. 【請求項３】 前記励磁制御回路は、第１及び第２の直
   流電源部と、前記充電指令信号及びオフ指令信号が与え
   られている期間導通して前記第１の直流電源部からトラ
   ンスの１次コイルに一方の極性の励磁電流を流す第１の
   スイッチと、前記オン指令信号が与えられている期間導
   通して前記第２の直流電源部から前記トランスの１次コ
   イルに他方の極性の励磁電流を流す第２のスイッチとを
   備えている請求項１または２に記載のゲートターンオフ
   サイリスタ制御装置。
4. 【請求項４】 前記バイパス回路は、前記バイパス用ス
   イッチに対して直列に接続された小抵抗を備えている請
   求項１，２または３のいずれかに記載のゲートターンオ
   フサイリスタ制御装置。
5. 【請求項５】 前記バイパス回路は前記小抵抗に対して
   並列に接続されたコンデンサを備えている請求項４に記
   載のゲートターンオフサイリスタ制御装置。