JPH0732586B2 - Thyristor protector - Google Patents
Thyristor protectorInfo
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- JPH0732586B2 JPH0732586B2 JP60186006A JP18600685A JPH0732586B2 JP H0732586 B2 JPH0732586 B2 JP H0732586B2 JP 60186006 A JP60186006 A JP 60186006A JP 18600685 A JP18600685 A JP 18600685A JP H0732586 B2 JPH0732586 B2 JP H0732586B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明はサイリスタのターンオフ失敗を未然に防止す
るための保護装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a protective device for preventing a turn-off failure of a thyristor.
[従来の技術] この種の保護装置の従来例を第3図に示す。第3図はサ
イリスタ1素子分について示すが、実際のサイリスタ装
置では、多数個の素子を電源に直列に接続して構成する
場合が多い。この場合、各素子のターンオフ動作のタイ
ミングにバラツキがあり、このバラツキの程度によって
は特定のサイリスタにそのオフ動作後電源電圧がそのま
ま印加される場合がある。また、逆電圧印加後の他相に
おける転流による電圧上昇等がある。[Prior Art] FIG. 3 shows a conventional example of this type of protection device. FIG. 3 shows one thyristor element, but in an actual thyristor device, many elements are often connected to a power source in series. In this case, there is a variation in the timing of the turn-off operation of each element, and depending on the degree of this variation, the power supply voltage after the off-operation may be directly applied to a specific thyristor. Further, there is a voltage increase due to commutation in the other phase after the reverse voltage is applied.
サイリスタがオフ動作後、順方向耐電圧が十分回復して
いないと上記した過電圧でブレークオーバしてサイリス
タが破壊する。第3図はこの状態からサイリスタを保護
するものである。同図において、1は光サイリスタ、
A、G及びKはこの光サイリスタのそれぞれアノード、
ゲート及びカソードを示す。2及び3はスナバーを構成
するコンデンサ及び抵抗であって、直列接続されて光サ
イリスタ1のアノードーカソード間に挿入されている。
21は電圧検出器であって光サイリスタ1のアノードーカ
ソード間に挿入され、その検出したアノードーカソード
間電圧VDを発光素子22に送出する。発光素子22が送出す
る光信号はライトガイド23を通して逆電圧時間検出器24
に送出される。逆電圧時間検出器24の出力は逆電圧時間
不足判定器25に送出され、該逆電圧時間不足判定器25の
出力はゲート信号発生器26を駆動する。ゲート信号発生
器26はゲート信号IGOを発生し、このゲート信号IGOは発
光素子27により光ゲート信号に変換されてライトガイド
28を通し光サイリスタ1のゲートに供給される。If the forward withstand voltage is not sufficiently recovered after the thyristor is turned off, the thyristor breaks down due to the overvoltage. FIG. 3 protects the thyristor from this state. In the figure, 1 is an optical thyristor,
A, G and K are the anodes of this optical thyristor,
The gate and cathode are shown. Reference numerals 2 and 3 are a capacitor and a resistor that form a snubber, which are connected in series and inserted between the anode and cathode of the optical thyristor 1.
A voltage detector 21 is inserted between the anode and cathode of the optical thyristor 1, and sends the detected anode-cathode voltage VD to the light emitting element 22. The optical signal sent from the light emitting element 22 is passed through the light guide 23 and the reverse voltage time detector 24
Sent to. The output of the reverse voltage time detector 24 is sent to the reverse voltage time shortage determiner 25, and the output of the reverse voltage time shortage determiner 25 drives the gate signal generator 26. The gate signal generator 26 generates a gate signal IGO, and the gate signal IGO is converted into an optical gate signal by the light emitting element 27 to be a light guide.
It is supplied to the gate of the optical thyristor 1 through 28.
光サイリスタ1は、通常のサイリスタと同様、電流通流
後、逆電圧を印加されることにより順方向耐電圧を回復
する。今、第4図に示す時刻t4において、オフ動作後、
光サイリスタ1のアノードーカソード間に逆電圧が印加
され始め、この逆電圧印加時間が時刻t5まで続いたもの
とする。この逆電圧時間Tは逆電圧時間検出器24で検出
されて、逆電圧時間不足判定器25で規定時間T0と比較さ
れる。検出された逆電圧時間Tが規定期間T0より短い場
合には、逆電圧時間不足判定器25が検出信号を出力す
る。この検出信号によりゲート信号発生器26が駆動され
て発光素子27から光ゲート信号が出力される(時刻
t6)。時刻t5からt6の時間は、逆電圧時間不足を判定し
光ゲート信号を出力するまでに必要とした時間である。Like the normal thyristor, the optical thyristor 1 recovers the forward withstand voltage by applying a reverse voltage after passing a current. Now, at the time t 4 shown in FIG. 4 , after the off operation,
It is assumed that the reverse voltage starts to be applied between the anode and the cathode of the optical thyristor 1 and this reverse voltage application time continues until time t 5 . The reverse voltage time T is detected by the reverse voltage time detector 24 and compared with the specified time T 0 by the reverse voltage time shortage determiner 25. When the detected reverse voltage time T is shorter than the specified period T 0 , the reverse voltage time shortage determiner 25 outputs a detection signal. The gate signal generator 26 is driven by this detection signal, and an optical gate signal is output from the light emitting element 27 (time
t 6 ). The time from time t 5 to t 6 is the time required to determine the shortage of the reverse voltage time and output the optical gate signal.
光ゲート信号は所定の時間軸TWのパルスであるが、光サ
イリスタ1はこの光ゲート信号を受けて時刻t7で点弧す
る。この点弧時点における光サイリスタ1のアノードー
カソード間電圧VDが許容値内にあればよいことになる。The optical gate signal is a pulse on a predetermined time axis T W , and the optical thyristor 1 receives this optical gate signal and fires at time t 7 . It is sufficient that the anode-cathode voltage VD of the optical thyristor 1 at the time of this ignition is within the allowable value.
[発明が解決しようとする問題点] 従来の保護装置は逆電圧時間を検出してこれを予め設定
した規定期間と比較することにより逆電圧時間の不足し
たサイリスタを保護する構成をとっているので、ゲート
信号の出力時点が逆電圧の零点(第4図の時刻t5が相当
する)より遅くなり、サージ電圧の印加等も加わって逆
電圧印加後の順方向電圧の電圧上昇率が大きい場合に
は、十分な保護が難しく、信頼性を欠くという問題があ
った。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional protection device is configured to detect the reverse voltage time and compare it with a preset specified period, the thyristor having a shortage of the reverse voltage time is protected. , zero point of the output time reverse voltage of the gate signal (fourth diagram of the time t 5 corresponds) becomes slower, when the voltage rate of rise of the forward voltage after a reverse voltage is applied also joined applying such a surge voltage is greater Has a problem that it is difficult to provide sufficient protection and lacks reliability.
この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
ターンオフ失敗を未然に防止してサイリスタを確実に保
護することができる信頼性の高いサイリスタの保護装置
を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems,
An object of the present invention is to obtain a highly reliable thyristor protection device capable of preventing turn-off failure and protecting the thyristor reliably.
[問題を解決するための手段] この発明は、上記問題を解消するため、サイリスタのア
ノードーカソード間に接続されたコンデンサと抵抗との
直列体からなり上記抵抗の両端から上記アノードーカソ
ード間電圧(v)の時間微分値(dv/dt)に相当する電
圧を出力する微分回路、およびこの微分回路からの出力
値が上記サイリスタの許容電圧上昇率から定まる所定値
以上となったとき上記サイリスタにゲート信号を供給す
るゲート信号発生回路を備えたものである。[Means for Solving the Problem] In order to solve the above problems, the present invention comprises a series body of a capacitor and a resistor connected between the anode and the cathode of a thyristor, and a voltage between the anode and the cathode across the resistor. (V) A differentiating circuit that outputs a voltage corresponding to the time differential value (dv / dt), and when the output value from this differentiating circuit exceeds a predetermined value determined by the allowable voltage increase rate of the thyristor, A gate signal generating circuit for supplying a gate signal is provided.
[作用] この発明では、サイリスタのオフ動作後、急峻な電圧が
そのアノードーカソード間に印加されると、微分回路が
これを直ちに検出し、逆電圧の零点を待たずに、ゲート
信号発生回路からサイリスタにゲート信号が供給される
ので、サイリスタに加わる順電圧が従来の保護装置では
保護し得ない程度のサージ性の場合にもサイリスタを確
実に保護することができる。[Operation] According to the present invention, when a steep voltage is applied between the anode and the cathode after the thyristor is turned off, the differentiation circuit immediately detects this and does not wait for the zero point of the reverse voltage, but the gate signal generation circuit. Since the gate signal is supplied from the thyristor to the thyristor, the thyristor can be reliably protected even when the forward voltage applied to the thyristor has a surge property that cannot be protected by the conventional protection device.
[実施例] 第1図はこの発明の一実施例を示したものである。同図
において、4と5は微分回路を構成するコンデンサ及び
抵抗であって、直列にして光サイリスタ1のアノードー
カソード間に挿入されている。6及び7はそれぞれ第1
および第2の非直線抵抗素子であって、互いに直列にし
て抵抗5に並列に接続されている。8は発光素子であっ
て、非直線抵抗素子7に並列に接続され該発光素子8に
並列に保護用ダイオード9が接続されている。発光素子
8が送出する光信号と従来の第3図で説明した発光素子
27が送出する光信号はそれぞれライトガイド10及び28、
光合成器11を通して光サイリスタ1のゲートGに光ゲー
ト信号として供給される。[Embodiment] FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the figure, 4 and 5 are capacitors and resistors that form a differentiating circuit, which are inserted in series between the anode and cathode of the optical thyristor 1. 6 and 7 are the first
And a second non-linear resistance element, which are connected in series with each other and in parallel with the resistor 5. Reference numeral 8 denotes a light emitting element, which is connected in parallel to the non-linear resistance element 7 and is connected to the light emitting element 8 in parallel with a protection diode 9. Optical signal sent by the light emitting element 8 and the conventional light emitting element described in FIG.
The optical signals sent by 27 are light guides 10 and 28, respectively.
It is supplied to the gate G of the optical thyristor 1 as an optical gate signal through the optical combiner 11.
なお、本願はもっぱら保護装置に着目しているため、サ
イリスタの本来の位相制御に係るゲート信号系の構成は
図示を含め説明を省略している。Since the present application focuses exclusively on the protection device, the description of the configuration of the gate signal system related to the original phase control of the thyristor is omitted, including the drawing.
次に、この装置の動作を、第2図の波形図を参照して説
明する。第2図において、VAKは光サイリスタ1の印加
電圧、IGOは発光素子8が出力する光ゲート信号、VDIは
光サイリスタ1が点弧しても破損しないレベルの順電
圧、VD2は光サイリスタ1が点弧すると破損するレベル
の順電圧である。破線は光サイリスタ1への光ゲート信
号がない場合の該光サイリスタ1の自己点弧の様子を示
している。また、t1は逆電圧開始時刻、t2はサージ印加
開始時刻、t3は光サイリスタ1の点弧時刻を示す。Next, the operation of this device will be described with reference to the waveform chart of FIG. In FIG. 2, V AK is a voltage applied to the optical thyristor 1, IGO is an optical gate signal output from the light emitting element 8, VDI is a forward voltage at a level that does not damage even when the optical thyristor 1 is ignited, and VD2 is an optical thyristor 1. Is a level of forward voltage that will be damaged when ignited. The broken line shows the self-ignition state of the optical thyristor 1 when there is no optical gate signal to the optical thyristor 1. Further, t 1 is the reverse voltage start time, t 2 is the surge application start time, and t 3 is the ignition time of the optical thyristor 1.
光サイリスタ1への逆電圧印加後の他相転流による電圧
上昇や逆電圧印加中のサージ印加等により、電圧上昇速
度の高い電圧が光サイリスタ1に印加された場合、コン
デンサ4の容量をC、抵抗5の抵抗値をR、印加電圧を
vとすると、 v=i・R+C∫idt ……(1) 但し、初期条件t=0の時、∫idt=0 ここで、時定数CRを十分に小さくとると、抵抗5の両端
の電圧V5は、 V5=CRK=CR(dv/dt) ……(3) となり、光サイリスタ1の印加電圧の電圧上昇率dv/dt
に比例する。When a voltage with a high voltage rising rate is applied to the optical thyristor 1 due to a voltage increase due to other-phase commutation after the reverse voltage is applied to the optical thyristor 1 or a surge application during application of the reverse voltage, the capacitance of the capacitor 4 is changed to C , R is the resistance value of the resistor 5 and v is the applied voltage, v = i · R + C ∫ idt (1) However, when the initial condition t = 0, ∫ idt = 0 Here, if the time constant CR is made sufficiently small, the voltage V5 across the resistor 5 becomes V5 = CRK = CR (dv / dt) (3), and the voltage rise rate dv of the applied voltage to the optical thyristor 1 becomes dv / dt
Proportional to.
今、非直線抵抗素子6と7の動作開始電圧、即ちその抵
抗値が急減する電圧を光サイリスタ1の許容電圧上昇率
(dv/dt)から求まる所定の電圧値に設定しておくと、
電圧V5がこの所定の電圧値に達した場合、非直線抵抗素
子6、7に電流が流れる。この電流は発光素子8に分流
流入し、該発光素子8を発光させる。発光素子8の光出
力はライトガイド10、光合成器11を通して光サイリスタ
1のゲートに光ゲート信号IGOとして供給され、該光サ
イリスタ1を点弧させる。Now, when the operation start voltage of the non-linear resistance elements 6 and 7, that is, the voltage at which the resistance value thereof rapidly decreases is set to a predetermined voltage value obtained from the allowable voltage increase rate (dv / dt) of the optical thyristor 1,
When the voltage V5 reaches this predetermined voltage value, a current flows through the nonlinear resistance elements 6 and 7. This current shunts into the light emitting element 8 and causes the light emitting element 8 to emit light. The optical output of the light emitting element 8 is supplied to the gate of the optical thyristor 1 as an optical gate signal IGO through the light guide 10 and the optical combiner 11, and the optical thyristor 1 is ignited.
第2図の時間軸に沿って再度説明すると、オフ動作の時
刻t1で逆電圧の印加が開始された後、時刻t2で上記電圧
上昇率dv/dtが急増すると直ちに発光素子8が発光して
光ゲート信号を光サイリスタ1に出力する。即ち、逆電
圧の零点を待たずに光ゲート信号を出力する。この結
果、時刻t3で光サイリスタ1がターンオンするので、そ
の時点の光サイリスタ1の電圧VAKは許容レベルであるV
D1に留まり、光サイリスタ1の破壊が防止される訳であ
る。時刻t3における光サイリスタ1の点弧により、抵抗
5の電圧v、従ってdv/dtも零となり、光ゲート信号も
消滅する。ここで、(t3−t2)の時間は光サイリスタ1
に光ゲート信号が入力されて実際に光サイリスタ1がオ
ン動作するまでの時間遅れで、従来の第4図における
(t7−t6)に相当する。To explain again along the time axis of FIG. 2 , the light emitting element 8 emits light immediately after the reverse voltage application starts at time t 1 of the off operation and then at time t 2 the voltage increase rate dv / dt rapidly increases. Then, the optical gate signal is output to the optical thyristor 1. That is, the optical gate signal is output without waiting for the zero point of the reverse voltage. As a result, since the optical thyristor 1 is turned on at time t 3 , the voltage V AK of the optical thyristor 1 at that time is the allowable level V
It stays at D1 and prevents the destruction of the optical thyristor 1. Due to the firing of the optical thyristor 1 at time t 3 , the voltage v of the resistor 5, and thus dv / dt, also becomes zero, and the optical gate signal also disappears. Here, the time of (t 3 −t 2 ) is the optical thyristor 1
The time delay until the optical gate signal is input to the optical thyristor 1 is actually turned on, which corresponds to (t 7 −t 6 ) in FIG. 4 of the related art.
なお、電圧V5が所定の電圧値以下の場合は非直線抵抗素
子6、7に電流が流れないので、発光素子8は発光しな
い。When the voltage V5 is equal to or lower than the predetermined voltage value, no current flows in the non-linear resistance elements 6 and 7, so that the light emitting element 8 does not emit light.
従って、本実施例によれば、逆電圧時間の不足時に従来
の保護方式では間に合わないような電圧上昇率の高い順
電圧が印加されても、サイリスタが破損しない電圧レベ
ル以下でサイリスタを点弧させることができる。Therefore, according to the present embodiment, even when a forward voltage having a high rate of voltage rise that cannot be achieved by the conventional protection method is applied when the reverse voltage time is insufficient, the thyristor is ignited at a voltage level below which the thyristor is not damaged. be able to.
ダイオード9は負極性のdv/dtをカットするとともに発
光素子8を逆電圧から保護するように設けられている。The diode 9 is provided so as to cut off the negative dv / dt and protect the light emitting element 8 from a reverse voltage.
なお、上記実施例では、この発明になる発光素子8から
の光信号と、従来の保護方式による発光素子27からの光
信号とを光合成器11で論理和して光サイリスタ1のゲー
トへ供給するようにしたが、勿論、従来の方式のものを
採用せず、発光素子8の出力を直接、光サイリスタ1の
ゲートに供給するようにしてもよい。In the above embodiment, the optical signal from the light emitting element 8 according to the present invention and the optical signal from the light emitting element 27 according to the conventional protection system are ORed by the optical combiner 11 and supplied to the gate of the optical thyristor 1. However, it goes without saying that the output of the light emitting element 8 may be directly supplied to the gate of the optical thyristor 1 without adopting the conventional method.
[発明の効果] この発明は以上のように、光サイリスタのアノードカソ
ード間に印加される電圧の時間微分値(dv/dt)に相当
する電圧を出力する所定の微分回路および所定の非直線
抵抗素子と発光素子とで構成され上記微分回路の出力で
動作して上記光サイリスタに光ゲート信号を供給するゲ
ート信号発生回路を備え、上記サイリスタを強制的に点
弧させてその保護を図るようにしたので、ゲート信号の
早急確実な供給が実現し、電圧上勝率の高い電圧が加わ
っても、サイリスタの確実な保護が可能となる。[Advantages of the Invention] As described above, according to the present invention, a predetermined differentiating circuit and a predetermined non-linear resistance for outputting a voltage corresponding to the time differential value (dv / dt) of the voltage applied between the anode and the cathode of the optical thyristor. A gate signal generating circuit which is composed of an element and a light emitting element and operates by the output of the differentiating circuit to supply an optical gate signal to the optical thyristor, and forcibly ignites the thyristor to protect it. Therefore, the gate signal can be supplied promptly and reliably, and the thyristor can be reliably protected even if a voltage having a high voltage winning rate is applied.
第1図はこの発明の実施例を示す回路図、第2図は上記
実施例の動作を説明するための波形図、第3図は従来の
保護装置を示す回路図、第4図は上記従来例の動作を説
明するための波形図である。 図において、1……光サイリスタ、4……コンデンサ、
5……抵抗、6、7……非直線抵抗素子、8……発光素
子、11……光合成器。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a waveform diagram for explaining the operation of the above embodiment, FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional protection device, and FIG. FIG. 6 is a waveform diagram for explaining an example operation. In the figure, 1 ... Optical thyristor, 4 ... Capacitor,
5 ... Resistance, 6, 7 ... Non-linear resistance element, 8 ... Light emitting element, 11 ... Photocombiner. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (1)
のアノード−カソード間に接続されたコンデンサと抵抗
との直列体からなり上記抵抗の両端から上記アノード−
カソード間電圧(v)の時間微分値(dv/dt)に相当す
る電圧を出力する微分回路、およびこの微分回路の抵抗
の両端に接続された第1および第2の非直線抵抗素子の
直列体と上記第2の非直線抵抗素子の両端に接続された
発行素子とからなり、上記抵抗の電圧が上記サイリスタ
の許容電圧上昇率から定まる所定値以上となったとき上
記非直線抵抗素子の抵抗値が急減して電流を流し、この
電流が上記発行素子に分流流入して上記発行素子から上
記サイリスタに光ゲート信号を供給するゲート信号発生
回路を備え、上記サイリスタのオフ動作後、上記サイリ
スタに印加される過電圧に対し、上記サイリスタを強制
的にオン動作させることにより保護するようにしたこと
を特徴とするサイリスタの保護装置。1. A thyristor, which is ignited by the input of an optical gate signal, comprises a series body of a capacitor and a resistor connected between the anode and the cathode of the thyristor.
A differential circuit that outputs a voltage corresponding to the time differential value (dv / dt) of the cathode-to-cathode voltage (v), and a series body of first and second non-linear resistance elements connected across the resistance of the differential circuit And an issue element connected to both ends of the second non-linear resistance element, and when the voltage of the resistance becomes equal to or higher than a predetermined value determined by the allowable voltage increase rate of the thyristor, the resistance value of the non-linear resistance element Rapidly decreases to flow a current, and this current is shunted into the issuing element to provide a gate signal generating circuit for supplying an optical gate signal from the issuing element to the thyristor, and is applied to the thyristor after the thyristor is turned off. A protection device for a thyristor, characterized in that the above thyristor is protected by forcibly turning on the thyristor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60186006A JPH0732586B2 (en) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | Thyristor protector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60186006A JPH0732586B2 (en) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | Thyristor protector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6248253A JPS6248253A (en) | 1987-03-02 |
JPH0732586B2 true JPH0732586B2 (en) | 1995-04-10 |
Family
ID=16180717
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60186006A Expired - Lifetime JPH0732586B2 (en) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | Thyristor protector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0732586B2 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56115173A (en) * | 1980-02-14 | 1981-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | Protecting circuit for phototrigger thyristor |
-
1985
- 1985-08-23 JP JP60186006A patent/JPH0732586B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56115173A (en) * | 1980-02-14 | 1981-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | Protecting circuit for phototrigger thyristor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6248253A (en) | 1987-03-02 |
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