JPH0736455U - 半導体スイッチ装置用故障検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直列に接続された複数の半導体スイッチの故
障を容易に検出することを目的とする。 【構成】 複数の半導体スイッチ同志を接続する接続点
のうちの任意の接続点の電圧を検出する。この検出電圧
を、すべての半導体スイッチが健全であるときの検出電
圧に相当する基準電圧と比較する。この比較の結果、基
準電圧に対して検出電圧が変動したときに、いずれかの
半導体スイッチに故障が発生したものとして、故障発生
信号を発生する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体スイッチ装置用故障検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

たとえばコンデンサに蓄えた電荷をスイッチを介して負荷に加えることによっ て、その負荷にパルス電圧を印加することがある。その場合このスイッチとして 半導体スイッチ、たとえばサイリスタを使用することがある。図２はその構成例 を示し、１は充電電源、２はこの充電電源１によって充電されるコンデンサ、３ はサイリスタ、４は負荷である。サイリスタ３をオフとした状態でコンデンサ２ を充電し、そのあとサイリスタ３をオンとすれば、負荷４にパルス電圧が印加さ れる。この場合コンデンサ２の充電時には、その充電電圧がサイリスタ３に課電 されることになる。

【０００３】 ところで現在では、市販されているサイリスタの最大定格電圧は数ｋＶ程度で あるため、数１０ｋＶ以上の回路に使用する場合は、複数個のサイリスタを直列 に接続して使用する必要がある。しかしこのような構成とした場合、そのうちの １個でも故障したとすると、残された他の健全なサイリスタが負担する電圧が大 きくなり、これが定格電圧を越えるようなことになると、健全なサイリスタも連 鎖的に故障してしまう恐れがある。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、複数の半導体スイッチを直列に接続して半導体スイッチ装置とした 構成において、そのうちの１個でも故障したとき、その故障発生を簡単な構成に よって検出することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、複数の半導体スイッチ同志を接続する接続点のうちの任意の接続点 の電圧を検出し、その検出電圧が、すべての半導体スイッチが健全であるときの 検出電圧に対して変動したときに、いずれかの半導体スイッチに故障が発生した ものとして、故障発生信号を発生するようにしたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

直列接続されている半導体スイッチのうちのいずれか一つでも故障して短絡状 態になったとすると、残された他の健全な半導体スイッチが負担する電圧は高く なる。そのため半導体スイッチ同志を接続しているすべての接続点の電圧は変動 する。この接続点の電圧変動を検出すれば、いずれかの半導体スイッチが故障し たことが検出できるようになる。

【０００７】

【実施例】

本考案の実施例を図１によって説明する。なお図２と同じ符号を付した部分は 同一または対応する部分を示す。サイリスタ３の複数を直列に接続することによ って、半導体スイッチ装置５を構成する。なお６は各サイリスタ３にまたがって 接続されている均圧抵抗、７はサージ吸収と、サイリスタの安定動作のためのス ナバー回路で、抵抗８とコンデンサ９との直列回路によって構成され、各サイリ スタ３にまたがって接続されている。

【０００８】 本考案にしたがい、各サイリスタ３同志を接続している接続点のうちの任意の 接続点Ａの電圧の変動を検出する検出回路１０を設ける。具体的には接続点Ａに 直列接続された分圧抵抗１１を接続し、その分圧点Ｂの電圧を比較器１２に入力 する。比較器１２には基準電源１３から基準電圧が入力されている。この基準電 圧は、すべてのサイリスタ３が健全であるときの分圧点Ｂの電圧に等しく設定さ れている。したがってすべてのサイリスタ３が健全であるときは、比較器１２か らは信号は出ない。

【０００９】 しかし、いずれかのサイリスタ３が故障して短絡状態となったとすると、残り の健全なサイリスタ３の分担電圧が高くなり、そのため分圧点Ｂの電圧が変化す る。この変化した電圧は基準電源１３による基準電圧に対して差があるため、こ こで比較器１２から故障発生を意味する異常検出信号が出る。この異常検出信号 をもってコンデンサ２の充電を停止すれば、残った健全なサイリスタの連鎖的な 故障発生を回避することができるようになる。

【００１０】 なおこの構成によると、接続点Ａより低圧側（負荷４側）に故障サイリスタが 存在する場合は、接続点Ａの電圧はすべてのサイリスタが健全である場合の電圧 よりも増大し、また接続点Ａより高圧側（コンデンサ２側）に故障サイリスタが 存在する場合は、接続点Ａの電圧は逆に減少する。したがって比較器１２として は、基準電圧に対する増減の両方が比較検出できるウインドコンパレータを使用 する必要がある。

【００１１】 また図のようにコンデンサ２の充電時におけるサイリスタの故障を検出する楊 合、コンデンサ２の端子電圧は時間とともに増大していくので、前述のようにウ インドコンパレータを使用するときは、コンデンサ２の充電が完了する頃の接続 点Ｂの電圧を基準電圧と比較するようにすればよい。

【００１２】

【考案の効果】

以上説明したように本考案によれば、複数の半導体スイッチを直列に接続して 半導体スイッチ装置を構成する場合、そのうちのいずれかが故障したことを検出 することができ、またその検出にあたり、各半導体スイッチの接続点のうちのひ とつの電圧を基準電圧と比較すればよく、そのためその異常検出のための構成が 極めて容易となるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す回路図である。

【図２】本考案の応用例を示す回路図である。

【符号の説明】

１ 充電電源 ２ コンデンサ ３ 半導体スイッチ（サイリスタ） ４ 負荷 １２ 検出回路 １２ 比較器 １３ 基準電源 Ａ 接続点

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の半導体スイッチを直列に接続して
   なる半導体スイッチ装置の、前記半導体スイッチ同志を
   接続する接続点のうちの任意の接続点の電圧を検出する
   検出回路と、前記検出回路による検出電圧と、前記半導
   体スイッチのすべてが健全であるときの前記検出電圧に
   対応する基準電圧とを比較し、前記基準電圧に対して前
   記検出回路による検出電圧が変動したときに、前記半導
   体スイッチのいずれかに故障が発生したものとして、故
   障発生信号を発生する比較器とを備えてなる半導体スイ
   ッチ装置用故障検出装置。