JPH0767319A - Gate-power supplying circuit - Google Patents

Gate-power supplying circuit

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JPH0767319A
JPH0767319A JP20908493A JP20908493A JPH0767319A JP H0767319 A JPH0767319 A JP H0767319A JP 20908493 A JP20908493 A JP 20908493A JP 20908493 A JP20908493 A JP 20908493A JP H0767319 A JPH0767319 A JP H0767319A
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Japan
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capacitor
switching element
diode
gto
circuit
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JP20908493A
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Hiromichi Tai
裕通 田井
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Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To omit a high-withstand-voltage insulated converter by moving snubber energy stored in a first capacitor into a second capacitor through a reactor, and utilizing the energy when the switching element provided in a main circuit is turned OFF. CONSTITUTION:A free wheeling diode 4 and a DC balance resistor 5 are connected in parallel a self-extinguishing-type element (GTO) 1 constituting a power converter. One end of a first capacitor 6 is connected to the anode of the GTO 1, and the other end is connected to the anode of a diode 7. One end of a reactor 8 is connected to the anode of the first diode 7, and the other end is connected to the cathode of the GTO 1. One end of a second capacitor 9 and the cathode of the first diode 7 are connected. The other end of the second capacitor 9 is connected to the cathode of the GTO 1. A gate driving circuit 10 receives the supply of energy stored in the second capacitor 9 at the time of the switching operation of the GTO 1. Thus, the gate driving circuit 10 is operated.

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、自己消弧形素子等のス
イッチング動作を利用して主回路から自己消弧形素子の
ゲ―ト駆動回路や主回路部の制御・保護回路に電力を供
給するとともに、自己消弧形素子のスナバ回路としての
機能を有するゲ―ト電力供給回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention utilizes switching operation of a self-arc-extinguishing element or the like to supply power from a main circuit to a gate drive circuit of the self-arc-extinguishing element or a control / protection circuit of a main circuit section. The present invention relates to a gate power supply circuit that supplies power and has a function as a snubber circuit for a self-extinguishing element.

【0002】[0002]

【従来の技術】インバ―タ装置などの電力変換装置に自
己消弧形素子を適用することで従来に比べて電源側及び
負荷側高調波の抑制、電源力率の改善、装置の小形化な
どの利点が得られる。これまでは高電圧、大電流に耐え
られる自己消弧形素子が得られなかったが、最近はGT
Oに代表されるような高電圧、大電流用途に適した自己
消弧形素子が製造できるようになったため、大電力分野
への自己消弧形素子の応用が活発となってきた。
2. Description of the Related Art By applying a self-arc-extinguishing element to a power converter such as an inverter device, harmonics on the power supply side and load side are suppressed, the power supply power factor is improved, and the device is downsized, etc. The advantages of Until now, we have not been able to obtain self-extinguishing elements that can withstand high voltage and large current, but recently GT
Since it has become possible to manufacture a self-arc-extinguishing element suitable for high-voltage, high-current applications such as O, application of the self-arc-extinguishing element to the field of high power has become active.

【0003】GTOのような自己消弧形素子を大電力分
野に適用する上での一つの問題として、スナバの問題が
ある。自己消弧形素子が電流を遮断するタ―ンオフの際
には、素子の電圧上昇率によって決まる一定の値以下に
抑えなければ、素子を破損する危険性がある。特に大電
力分野でもっとも広く用いられているGTOの場合は、
電圧上昇率を厳しく制限する必要がある。又、素子を破
損しなかったとしてもタ―ンオフ時の電圧上昇率が大き
いと素子のスイッチング損失が増大し、スイッチング素
子の温度が上昇するために信頼性が低下してしまう。素
子の電圧上昇率を抑えるためにスイッチング素子に並列
に接続されるのがスナバ回路である。
One of the problems in applying a self-arc-extinguishing element such as a GTO to a high power field is a snubber problem. When the self-extinguishing element turns off the current, the element may be damaged unless it is kept below a certain value determined by the voltage rise rate of the element. Especially in the case of GTO, which is the most widely used in the high power field,
It is necessary to strictly limit the rate of voltage rise. Even if the element is not damaged, if the voltage increase rate at turn-off is large, the switching loss of the element increases, and the temperature of the switching element rises, resulting in a decrease in reliability. A snubber circuit is connected in parallel with the switching element to suppress the voltage rise rate of the element.

【0004】多くの場合、スナバ回路としてはスナバダ
イオ―ドとスナバコンデンサを直列接続し、スナバダイ
オ―ドに並列に抵抗を接続したR―D―Cスナバが用い
られる。スイッチング素子がタ―ンオフする際に、素子
に流れていた電流は一旦スナバ回路に転流した後、スナ
バコンデンサが充電されて素子電圧が充分上った時点
で、他のスイッチング素子に転流する。スナバコンデン
サに充電された電荷はGTOが再びオンする期間にスナ
バ抵抗を通して放電し、スナバエネルギはスナバ抵抗に
よって消費される。
In many cases, an RDC snubber in which a snubber diode and a snubber capacitor are connected in series and a resistor is connected in parallel to the snubber diode is used as the snubber circuit. When the switching element turns off, the current that was flowing in the element is rectified once in the snubber circuit, and when the snubber capacitor is charged and the element voltage rises sufficiently, it is rectified in the other switching element. . The electric charge charged in the snubber capacitor is discharged through the snubber resistor while the GTO is turned on again, and the snubber energy is consumed by the snubber resistor.

【0005】スナバ抵抗によって消費されるスナバ電力
は、GTOの品種やスイッチング周波数に等にもよる
が、一つのGTOについて数KW程度となり、電力変換
装置の全損失の内かなりの部分を占める、又、スナバコ
ンデンサは大きな容積を占めるため、電力変換装置の小
形化のためにはスナバ回路が障害となる。
The snubber power consumed by the snubber resistor is about several KW for one GTO, depending on the type of GTO and the switching frequency, and accounts for a considerable portion of the total loss of the power converter. Since the snubber capacitor occupies a large volume, the snubber circuit becomes an obstacle to downsizing the power converter.

【0006】GTOのような自己消弧形素子を高電圧用
途に応用するときのもう一つの問題が、ゲ―ト駆動電源
の問題である。特に大電力分野にて主に用いられている
スイッチング素子であるGTO場合には大きな問題とな
る。なぜなら、GTOは電流制御素子であり、しかもタ
―ンオフ時の電流増幅度が小さいので、主回路電流の数
分の一と言う、非常に大きな電流をGTOのゲ―トに流
さなければならない。又、GTOはオン時にも、導通損
失を低減するためにゲ―トに電流を流し続ける必要があ
る。そのため、GTOのゲ―ト駆動回路の消費電力は、
GTOの品種ににもよるが、一つのGTOにつき100
w以上にも達する。
Another problem in applying self-turn-off devices such as GTOs to high voltage applications is that of gate drive power supplies. In particular, in the case of GTO which is a switching element mainly used in the field of high power, it becomes a big problem. This is because the GTO is a current control element and has a small current amplification factor during turn-off, so a very large current, which is a fraction of the main circuit current, must be passed through the GTO gate. Further, even when the GTO is turned on, it is necessary to keep the current flowing in the gate in order to reduce the conduction loss. Therefore, the power consumption of the GTO gate drive circuit is
100 per GTO, depending on the GTO product type
It reaches more than w.

【0007】GTOのゲ―ト駆動回路は駆動対象となる
GTOのカソ―ド及びゲ―トに直接つながるため、電気
的には駆動対象のGTOのカソ―ドと同じ電位に置かれ
る。GTOを直列接続する場合には、各々のGTOのゲ
―ト駆動回路はそれぞれ異る電位に置かれるため、各々
のゲ―ト駆動回路の電源もまた、それぞれ電位が異なっ
ていなければならない。即ち、ゲ―ト駆動回路の電源
は、それぞれのGTO毎に互いに絶縁されなければなら
ない。
Since the GTO gate drive circuit is directly connected to the GTO cathode and gate to be driven, it is electrically placed at the same potential as the GTO cathode to be driven. When the GTOs are connected in series, the gate drive circuits of the respective GTOs are placed at different potentials, so the power supplies of the respective gate drive circuits must also have different potentials. That is, the power supplies of the gate driving circuit must be insulated from each other for each GTO.

【0008】そのために、従来使用されてきたGTOの
ゲ―ト駆動回路の例を図9に示す。図9、は電力変換回
路を構成する一つのGTOとそれに付随する回路を示し
ている。
For that purpose, an example of a GTO gate drive circuit which has been conventionally used is shown in FIG. FIG. 9 shows one GTO constituting the power conversion circuit and a circuit associated therewith.

【0009】図9において、GTO1が主スイッチング
素子であり、ダイオ―ド4はフリ―ホイ―リングダイオ
―ドであって回生モ―ドにおいて主回路電流の通路とな
る。抵抗5は直流バランス抵抗であり、多数個直列接続
されるGTOの各々の直流分担電圧を、各GTOの特性
の僅かなバラツキに影響されないようにバランスさせる
働きをする。ダイオ―ド2、コンデンサ3と抵抗17は
GTO1のスナバ回路を成し、GTO1の電圧上昇率を
抑え、タ―ンオフ時のGTOの損失を抑える。
In FIG. 9, GTO 1 is a main switching element, and diode 4 is a freewheeling diode, which serves as a main circuit current path in a regenerative mode. The resistor 5 is a DC balance resistor, and has a function of balancing the DC sharing voltage of each of the GTOs connected in series so as not to be affected by slight variations in the characteristics of the GTOs. The diode 2, the capacitor 3 and the resistor 17 form a snubber circuit of the GTO 1 to suppress the rate of voltage rise of the GTO 1 and suppress the loss of the GTO at turn-off.

【0010】GTO1のゲ―トは、ゲ―ト駆動回路10
によって駆動される。ゲ―トのオン・オフ信号は光ファ
イバ11によって、光信号で伝送されてゲ―ト駆動回路
10内の図示しない光受信モジュ―ルによって電気信号
に変換される。光信号を用いるので、ゲ―トのオン、オ
フ信号については各GTO1ごとの絶縁は自動的に達成
される。ゲ―ト駆動回路10の電源は、絶縁変圧器13
を経由して高周波交流電源14から供給される高周波電
力を、整流器12によって整流して直流電力とすること
で得ている。高周波交流電源14は低電位部に置かれて
各GTOで共通に使用され、各GTO1間での電位の差
は、各々のGTO1に相対する絶縁変圧器14によって
絶縁されている。
The gate of GTO1 is a gate drive circuit 10
Driven by. The ON / OFF signal of the gate is transmitted as an optical signal by the optical fiber 11 and converted into an electric signal by an optical receiving module (not shown) in the gate drive circuit 10. Since an optical signal is used, isolation for each GTO 1 is automatically achieved for the gate on / off signal. The gate drive circuit 10 is powered by the isolation transformer 13
The high frequency power supplied from the high frequency AC power supply 14 via the rectifier 12 is rectified by the rectifier 12 to obtain DC power. The high frequency AC power supply 14 is placed in a low potential part and is commonly used by each GTO 1, and the potential difference between the GTOs 1 is insulated by the insulation transformer 14 facing each GTO 1.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、GTOを多数
直列接続し、直流母線電圧が数十KVを超える変換器に
従来技術を応用するには大きな問題がある。即ち、低電
位部から絶縁変圧器13を介して高周波電力を送り込む
ためには、数十KVの高電圧を絶縁することができる、
極端に絶縁耐圧の大きな絶縁変圧器13が多数個必要と
なるからである。このような絶縁変圧器13は、大きな
スペ―スを必要とするのみならず、はなはだしく高価な
ものとなってしまう。
However, there is a big problem in applying the prior art to a converter in which a large number of GTOs are connected in series and the DC bus voltage exceeds several tens of KV. That is, in order to send high frequency power from the low potential portion through the insulation transformer 13, a high voltage of several tens KV can be insulated.
This is because a large number of insulation transformers 13 having extremely high withstand voltage are required. Such an insulating transformer 13 not only requires a large space, but also becomes extremely expensive.

【0012】更に、スナバ回路の損失は大きく、スナバ
コンデンサが大きなスペ―スを必要とする。以上の理由
で、スペ―ス及びコストの面で、従来技術ではGTOを
多数直列接続して高電圧用途に応用するには問題があっ
た。
Further, the snubber circuit has a large loss, and the snubber capacitor requires a large space. For the above reasons, in terms of space and cost, the prior art has a problem in connecting a large number of GTOs in series and applying them to high voltage applications.

【0013】従って、本発明の目的は、絶縁変圧器を省
略し、自己消弧形素子のゲ―ト駆動回路へ供給する電力
を主回路のスナバエネルギから得るようにしたゲ―ト電
力供給回路を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to eliminate the insulating transformer and obtain the electric power supplied to the gate drive circuit of the self-arc-extinguishing element from the snubber energy of the main circuit. To provide.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項(1)に係るゲ―ト電力供給装置
は、電力変換回路を構成するスイッチング素子に対して
並列に接続される第1のコンデンサと第1のダイオ―ド
と第2のコンデンサとから成る直列回路と、前記第1の
コンデンサと第1のダイオ―ドとの接続点と前記第2の
コンデンサと前記スイッチング素子との接続点との間に
接続されるリアクトルを具備し、前記第2のコンデンサ
に蓄えられたエネルギを前記スイッチング素子のゲ―ト
駆動回路等に供給することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a gate power supply device according to claim (1) of the present invention is connected in parallel with a switching element constituting a power conversion circuit. A series circuit including a first capacitor, a first diode and a second capacitor, a connection point between the first capacitor and the first diode, the second capacitor and the switching element. It further comprises a reactor connected between a connection point of the switching element and and the connection point thereof, and supplies the energy stored in the second capacitor to a gate drive circuit of the switching element or the like.

【0015】又、本発明の請求項(2)に係るゲ―ト電
力供給回路は、電力変換装置を構成するスイッチング素
子に対して並列に接続される第1のコンデンサと第1の
ダイオ―ドと第2のコンデンサとから成る直列回路と、
前記第1のコンデンサと第1のダイオ―ドとの接続点と
前記第2のコンデンサと前記スイッチング素子との接続
点との間に接続されるリアクトルと第2のダイオ―ドと
の直列回路と、前記第2のコンデンサに対して並列接続
される第3のコンデンサとを具備し、前記第3のコンデ
ンサに蓄えられたエネルギを前記スイッチング素子のゲ
―ト駆動回路等に供給することを特徴とするものであ
る。
The gate power supply circuit according to claim (2) of the present invention includes a first capacitor and a first diode which are connected in parallel to a switching element which constitutes a power conversion device. And a series circuit including a second capacitor,
A series circuit of a reactor and a second diode connected between a connection point between the first capacitor and the first diode and a connection point between the second capacitor and the switching element; And a third capacitor connected in parallel to the second capacitor, and supplying the energy stored in the third capacitor to a gate drive circuit of the switching element or the like. To do.

【0016】更に、本発明の請求項(3)に係るゲ―ト
電力供給回路は、電力変換装置を構成するスイッチング
素子に対して並列に接続される第1のコンデンサと第1
のダイオ―ドと第2のコンデンサとから成る直列回路
と、前記第1のコンデンサと第1のダイオ―ドとの接続
点と前記第2のコンデンサと前記スイッチング素子との
接続点との間に接続されるリアクトルと第2のダイオ―
ドとの直列回路とを具備し、前記第2のコンデンサに蓄
えられたエネルギを前記スイッチング素子のゲ―ト駆動
回路等に供給することを特徴とするものである。
Further, a gate power supply circuit according to claim (3) of the present invention includes a first capacitor and a first capacitor which are connected in parallel to a switching element which constitutes a power conversion device.
Between a series circuit composed of a diode and a second capacitor, and a connection point between the first capacitor and the first diode and a connection point between the second capacitor and the switching element. Connected reactor and second dio-
And a series circuit with a battery, and the energy stored in the second capacitor is supplied to a gate drive circuit of the switching element and the like.

【0017】更に又、本発明の請求項(4)に係るゲ―
ト電力供給回路は、電力変換装置を構成するスイッチン
グ素子に対して並列に接続される第1のコンデンサと第
1のダイオ―ドと第2のコンデンサとから成る直列回路
と、前記第1のコンデンサと第1のダイオ―ドとの接続
点と前記第2のコンデンサと前記スイッチング素子との
接続点との間に接続されるリアクトルと、前記第2のコ
ンデンサに対して並列に接続された抵抗とを具備し、前
記第2のコンデンサに蓄えられたエネルギを前記スイッ
チング素子のゲ―ト駆動回路等に供給することを特徴と
するものである。 又、本発明の請求項(5)に係るゲ
―ト電力供給回路は、電力変換装置を構成するスイッチ
ング素子に対して並列に接続される第1のコンデンサと
第1のダイオ―ドと第2のコンデンサとから成る直列回
路と、前記第1のコンデンサと第1のダイオ―ドとの接
続点と前記第2のコンデンサと前記スイッチング素子と
の接続点との間に接続されるリアクトルと、前記第2の
コンデンサに対して並列に接続される抵抗と半導体スイ
ッチング素子との直列回路を具備し、前記第2のコンデ
ンサに蓄えられたエネルギを前記スイッチング素子のゲ
―ト駆動回路等に供給し、且つ前記半導体スイッチを前
記第2のコンデンサの電圧に応じてオン・オフさせるこ
とを特徴とするものである。
Furthermore, a game according to claim (4) of the present invention.
The power supply circuit includes a series circuit including a first capacitor, a first diode, and a second capacitor that are connected in parallel to a switching element that constitutes the power conversion device, and the first capacitor. A reactor connected between a connection point between the second capacitor and the first diode and a connection point between the second capacitor and the switching element, and a resistor connected in parallel with the second capacitor. And supplying energy stored in the second capacitor to a gate drive circuit of the switching element and the like. The gate power supply circuit according to claim (5) of the present invention comprises a first capacitor, a first diode, and a second capacitor which are connected in parallel to a switching element which constitutes a power conversion device. A series circuit including a capacitor, a reactor connected between a connection point between the first capacitor and the first diode, and a connection point between the second capacitor and the switching element, A series circuit of a resistor and a semiconductor switching element connected in parallel to the second capacitor is provided, and energy stored in the second capacitor is supplied to a gate drive circuit of the switching element, In addition, the semiconductor switch is turned on / off according to the voltage of the second capacitor.

【0018】[0018]

【作用】請求項(1)に係る発明においては、スイッチ
ング素子のタ―ンオフ時にスイッチング素子に流れてい
た電流は第1のコンデンサと第1のダイオ―ドと第2の
コンデンサとから成るスナバ回路に転流し、スイッチン
グ素子の電圧上昇率を抑制すると共に、スイッチング素
子がオフの期間に第1のコンデンサに蓄えられたスナバ
エネルギは、スイッチング素子がオンの期間にリアクト
ルを経由して第2のコンデンサに移り、第2のコンデン
サに並列に接続されたゲ―ト駆動回路等にエネルギを供
給する。
In the invention according to claim (1), the current flowing through the switching element when the switching element is turned off is a snubber circuit including a first capacitor, a first diode and a second capacitor. The snubber energy stored in the first capacitor while the switching element is off is converted to the second capacitor via the reactor while the switching element voltage increase rate is suppressed. Then, the energy is supplied to the gate drive circuit or the like connected in parallel to the second capacitor.

【0019】請求項(2)に係る発明においては、スイ
ッチング素子のタ―ンオフ時にスイッチング素子に流れ
ていた電流は第1のコンデンサと第1のダイオ―ドと第
2のコンデンサとから成るスナバ回路に転流し、スイッ
チング素子の電圧上昇率を抑制すると共に、スイッチン
グ素子がオフの期間に第1のコンデンサに蓄えられたス
ナバエネルギは、スイッチング素子がオンの期間にリア
クトルを経由して第2のコンデンサに移り、更に第3の
コンデンサを経由して、第3のコンデンサに並列に接続
されたゲ―ト駆動回路等にエネルギを供給する。
In the invention according to claim (2), the current flowing through the switching element when the switching element is turned off is a snubber circuit including a first capacitor, a first diode and a second capacitor. The snubber energy stored in the first capacitor while the switching element is off is converted to the second capacitor via the reactor while the switching element voltage increase rate is suppressed. Then, the energy is supplied to the gate drive circuit and the like connected in parallel to the third capacitor via the third capacitor.

【0020】請求項(3)に係る発明においては、スイ
ッチング素子のタ―ンオフ時にスイッチング素子に流れ
ていた電流は第1のコンデンサと第1のダイオ―ドと第
2のコンデンサとから成るスナバ回路に転流し、スイッ
チング素子の電圧上昇率を抑制すると共に、スイッチン
グ素子がオフの期間に第1のコンデンサに蓄えられたス
ナバエネルギは、スイッチング素子がオンの期間にリア
クトルを経由して第2のコンデンサに移り、第2のコン
デンサに並列に接続されたゲ―ト駆動回路等にエネルギ
を供給するが、リアクトルに直列接続された第2のダイ
オ―ドによって、スイッチング素子がオンの期間のリア
クトルの電流の振動を除去できる。
In the invention according to claim (3), the current flowing through the switching element when the switching element is turned off is a snubber circuit including a first capacitor, a first diode and a second capacitor. The snubber energy stored in the first capacitor while the switching element is off is converted to the second capacitor via the reactor while the switching element voltage increase rate is suppressed. Then, the energy is supplied to the gate drive circuit or the like connected in parallel to the second capacitor, but the second diode connected in series to the reactor causes the current of the reactor while the switching element is on. The vibration of can be eliminated.

【0021】請求項(4)に係る発明においては、スイ
ッチング素子のタ―ンオフ時にスイッチング素子に流れ
ていた電流は第1のコンデンサと第1のダイオ―ドと第
2のコンデンサとから成るスナバ回路に転流し、スイッ
チング素子の電圧上昇率を抑制すると共に、スイッチン
グ素子がオフの期間に第1のコンデンサに蓄えられたス
ナバエネルギは、スイッチング素子がオンの期間にリア
クトルを経由して第2のコンデンサに移り、第2のコン
デンサに並列に接続されたゲ―ト駆動回路等にエネルギ
を供給するが、第2のコンデンサに並列接続された抵抗
によってスナバエネルギのほとんどを消費するため、ゲ
―ト駆動回路等の消費電力の多少に変動によらずゲ―ト
駆動回路等の電源電圧を一定値とすることができる。
In the invention according to claim (4), the current flowing through the switching element when the switching element is turned off is a snubber circuit including a first capacitor, a first diode and a second capacitor. The snubber energy stored in the first capacitor while the switching element is off is converted to the second capacitor via the reactor while the switching element voltage increase rate is suppressed. Then, energy is supplied to the gate drive circuit and the like connected in parallel to the second capacitor, but most of the snubber energy is consumed by the resistor connected in parallel to the second capacitor, so gate drive is performed. The power supply voltage of the gate drive circuit or the like can be kept at a constant value regardless of the power consumption of the circuit or the like.

【0022】請求項(5)に係る発明においては、スイ
ッチング素子のタ―ンオフ時にスイッチング素子に流れ
ていた電流は第1のコンデンサと第1のダイオ―ドと第
2のコンデンサとから成るスナバ回路に転流し、スイッ
チング素子の電圧上昇率を抑制すると共に、スイッチン
グ素子がオフの期間に第1のコンデンサに蓄えられたス
ナバエネルギは、スイッチング素子がオンの期間にリア
クトルを経由して第2のコンデンサに移り、第2のコン
デンサに並列に接続されたゲ―ト駆動回路等にエネルギ
を供給するが、第2のスイッチング素子を介して第2の
コンデンサに並列接続された抵抗によって、第2のコン
デンサの電圧に応じてスナバエネルギを消費するため、
主回路の運転条件やゲ―ト駆動回路の多少の変動によら
ず、ゲ―ト駆動回路等の電源電圧を一定値とすることが
できる。
In the invention according to claim (5), the current flowing through the switching element when the switching element is turned off is a snubber circuit including a first capacitor, a first diode and a second capacitor. The snubber energy stored in the first capacitor while the switching element is off is converted to the second capacitor via the reactor while the switching element voltage increase rate is suppressed. And supplies energy to a gate drive circuit or the like connected in parallel to the second capacitor, but the second capacitor is connected by the resistor connected in parallel to the second capacitor via the second switching element. Because snubber energy is consumed according to the voltage of
The power supply voltage of the gate drive circuit and the like can be kept constant regardless of the operating conditions of the main circuit and some fluctuations of the gate drive circuit.

【0023】[0023]

【実施例】図1は本発明の一実施例を示す構成図であり
図において、1は電力変換装置を構成する自己消弧形素
子(以下GTO1と記す)であり、フリ―ホイ―リング
ダイオ―ド4及び直流バランス抵抗5とをGTO1に対
して並列に接続する。第1のコンデンサ6の一端をGT
O1のアノ―ドに接続し、他端を第1のダイオ―ド7の
アノ―ドに接続する。リアクトル8の一端を第1のダイ
オ―ド7のアノ―ドに接続し、他端をGTO1のカソ―
ドに接続する。第2のコンデンサ9の一端と第1のダイ
オ―ド7のカソ―ドを接続し、第2のコンデンサ9の他
端をGTO1のカソ―ドに接続する。ゲ―ト駆動回路1
0はGTO1のスイッチング動作時に第2のコンデンサ
9に蓄えられるエネルギの供給を受けて動作する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, in which reference numeral 1 is a self-extinguishing element (hereinafter referred to as GTO1) which constitutes a power conversion device. -Connect the battery 4 and the DC balance resistor 5 in parallel with the GTO 1. One end of the first capacitor 6 is GT
It is connected to the node of O1 and the other end is connected to the node of the first diode 7. One end of the reactor 8 is connected to the anode of the first diode 7, and the other end is connected to the cathode of the GTO 1.
Connect to the computer. One end of the second capacitor 9 is connected to the cathode of the first diode 7, and the other end of the second capacitor 9 is connected to the cathode of the GTO 1. Gate drive circuit 1
0 operates by receiving the energy stored in the second capacitor 9 during the switching operation of the GTO 1.

【0024】前述のように構成した図1のゲ―ト電力供
給回路の動作を図2に示した圧電流波形を参照して説明
する。GTO1がオフしている間に、第1のコンデンサ
6は第1のダイオ―ド7、第2のコンデンサ9を通し
て、ほぼGTO1の直流分担電圧まで充電されている。
The operation of the gate power supply circuit of FIG. 1 configured as described above will be described with reference to the piezoelectric current waveform shown in FIG. While the GTO1 is off, the first capacitor 6 is charged through the first diode 7 and the second capacitor 9 to the DC sharing voltage of the GTO1.

【0025】図2の時点Aにおいて、GTO1がタ―ン
オンを開始する。時点AからGTO1のアノ―ド・カソ
―ド間電圧VAKが下がり、これと共に第1のコンデンサ
6の電荷は第1のコンデンサ6→GTO1→リアクトル
8→第1のコンデンサ6の経路で放電し、第1のコンデ
ンサ6の電圧VC6は下がり始める。第1のコンデンサ6
の放電が終わって第1のコンデンサ6の電圧が零にな
り、リアクトル8の電流IL8は最大値に達する。引き続
きリアクトル8の電流が第1のコンデンサ6を逆方向に
充電し、時点Bに至る。時点Bで第1のコンデンサ6の
電圧が第2のコンデンサ9の電圧と等しくなり、第1の
ダイオ―ド7が導通を開始し、第1のダイオ―ド7の電
流ID7が立ち上がる。第1のダイオ―ド7が導通する
と、リアクトル8の電流は第2のコンデンサ9と第1の
コンデンサ6とに分流することになる。この状態で第2
のコンデンサ9と第1のコンデンサ6の電流の比は静電
容量の比と等しくなる。第2のコンデンサ9の容量は、
ゲ―ト駆動回路10への供給電圧の変動を抑えるため
に、第1のコンデンサ6よりも非常に大きな値とするか
ら、リアクトル8の電流のほとんどは第2のコンデンサ
9に流れ込む。即ち、時点B以降、リアクトル8の持っ
ているエネルギはほとんど第2のコンデンサ9に流れ込
む。時点Cで第1のダイオ―ド7の電流ID7は零にな
る。
At time point A in FIG. 2, the GTO 1 starts turning on. From time A, the voltage VAK between the anode and cathode of GTO1 decreases, and along with this, the charge of the first capacitor 6 is discharged through the path of the first capacitor 6 → GTO1 → reactor 8 → first capacitor 6, The voltage VC6 of the first capacitor 6 begins to drop. First capacitor 6
Is discharged, the voltage of the first capacitor 6 becomes zero, and the current IL8 of the reactor 8 reaches the maximum value. Then, the current of the reactor 8 charges the first capacitor 6 in the opposite direction, and the time point B is reached. At time B, the voltage of the first capacitor 6 becomes equal to the voltage of the second capacitor 9, the first diode 7 starts to conduct, and the current ID7 of the first diode 7 rises. When the first diode 7 is turned on, the current of the reactor 8 is divided into the second capacitor 9 and the first capacitor 6. Second in this state
The current ratio between the capacitor 9 and the first capacitor 6 is equal to the capacitance ratio. The capacity of the second capacitor 9 is
In order to suppress the fluctuation of the supply voltage to the gate drive circuit 10, the value is set to be much larger than that of the first capacitor 6, so that most of the current of the reactor 8 flows into the second capacitor 9. That is, after time B, almost all the energy that the reactor 8 has flows into the second capacitor 9. At time point C, the current ID7 of the first diode 7 becomes zero.

【0026】時点Cにおいて、第1のコンデンサ6は逆
方向に充電されている。このエネルギは時点C以降、リ
アクトル8との間で振動的にやりとりされているうち
に、GTO1の導通損失等の形で徐々に消費され、時点
DでGTO1がタ―ンオフし、第1のコンデンサ6が再
び充電されるまで振動が続く。時点Dから時点Eの間が
GTO1のタ―ンオフ期間であり、GTO1に流れてい
た電流が第1のコンデンサ6→第1のダイオ―ド7→第
2のコンンデンサ9の経路に転流して第1のコンデンサ
6が充電される。この期間では第1のコンデンサ6によ
ってGTO1の電圧上昇率が抑えられるので、第1のコ
ンデンサ6がスナバコンデンサとして機能していること
がわかる。
At time point C, the first capacitor 6 is charged in the reverse direction. This energy is gradually consumed in the form of conduction loss of the GTO 1 while being vibratively exchanged with the reactor 8 after the time point C, and the GTO 1 is turned off at the time point D and the first capacitor is turned off. Vibration continues until 6 is recharged. The period from the time point D to the time point E is the turn-off period of the GTO1, and the current flowing in the GTO1 is commutated to the path of the first capacitor 6 → the first diode 7 → the second capacitor 9 and The capacitor 6 of 1 is charged. During this period, the voltage rise rate of the GTO 1 is suppressed by the first capacitor 6, so it can be seen that the first capacitor 6 functions as a snubber capacitor.

【0027】以上説明したように、図1の実施例におい
ては、第1のコンデンサ6がスナバコンデンサとして働
き、第1のコンデンサ6に蓄えられたスナバエネルギを
リアクトル8を介して第2のコンデンサ9に移した上
で、ゲ―ト駆動回路10の電源として利用する。
As described above, in the embodiment of FIG. 1, the first capacitor 6 acts as a snubber capacitor, and the snubber energy stored in the first capacitor 6 is passed through the reactor 8 to the second capacitor 9 Then, it is used as a power source for the gate drive circuit 10.

【0028】前述の通り、図1に示す実施例では、第1
のコンデンサ6、第1のダイオ―ド7、第2のコンデン
サ9がGTO1のスナバ回路として動作する。一方、第
2のコンデンサ9の電圧にはGTO1のスイッチング動
作に応じて変動するリップル分が現れるので、れを抑制
するために、第2のコンデンサ9に大容量のコンデンサ
を用いる必要がある。ところが、第2のコンデンサ9に
大容量のコンデンサを用いようとする場合には、このス
ナバ回路の動作に支障が現れる。大容量のコンデンサと
して一般に用いられる電解コンデンサには、コンデンサ
内部に比較的大きな寄生インダクタンス成分が存在す
る。第2のコンデンサ9として電解コンデンサを用いる
と、寄生インダクタンスによって、GTO1がタ―ンオ
フする際のGTO1からスハナバ回路への転流が阻害さ
れ、GTO1の電圧にスパイク状のはね上りが現れる。
このような電圧スパイクはGTO1を破壊する原因とな
る。
As described above, in the embodiment shown in FIG.
, The first diode 7, and the second capacitor 9 operate as a snubber circuit of the GTO 1. On the other hand, the voltage of the second capacitor 9 has a ripple component that fluctuates according to the switching operation of the GTO 1. Therefore, it is necessary to use a large-capacity capacitor for the second capacitor 9 in order to suppress the ripple. However, if a large-capacity capacitor is used as the second capacitor 9, the operation of this snubber circuit will be hindered. An electrolytic capacitor generally used as a large-capacity capacitor has a relatively large parasitic inductance component inside the capacitor. When an electrolytic capacitor is used as the second capacitor 9, the parasitic inductance hinders the commutation from the GTO 1 to the shunaba circuit when the GTO 1 is turned off, and a spike-like jump appears in the voltage of the GTO 1.
Such a voltage spike causes the GTO 1 to be destroyed.

【0029】図3はこの点を考慮して為された本発明の
第2の実施例を示す構成図である。この図3の実施例
は、図1に示す実施例の第2のコンデンサ9と並列に第
3のコンデンサ16を接続し、第2のコンデンサ9には
小容量でも寄生インダクタンスが小さいコンンデンサを
用い、第3のコンデンサ16として寄生インダクタンス
が大きくても大容量のコンデンサを用いる。このように
すれば、第1のコンデンサ6、第1のダイオ―ド7、第
2のコンデンサ9の直列回路がGTO1のスナバ回路と
して動作するのになんら支障を来たさず、尚且つ、大容
量の第3のコンデンサ16があるためにゲ―ト駆動回路
の電源電圧のリップル分は小さく抑えることができる。
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention made in consideration of this point. In the embodiment of FIG. 3, a third capacitor 16 is connected in parallel with the second capacitor 9 of the embodiment shown in FIG. 1, and a capacitor having a small parasitic capacitance but a small parasitic inductance is used as the second capacitor 9. A large-capacity capacitor is used as the third capacitor 16 even if the parasitic inductance is large. In this way, the series circuit of the first capacitor 6, the first diode 7, and the second capacitor 9 does not hinder the operation of the snubber circuit of the GTO 1 and is large. Since there is the third capacitor 16 having a capacitance, the ripple amount of the power supply voltage of the gate drive circuit can be suppressed to be small.

【0030】図4に示すように、図3の実施例の動作は
図1の実施例とほぼ同様であるが、図1の実施例では内
部にインダクタンス分を持たない理想的なコンデンサと
見做した第2のコンデンサ9に対して、図3の実施例で
は、並列に内部に寄生インダクタンス成分を有する第3
のコンデンサ16が接続される。そのため、第2のコン
デンサ9の電圧VC9がGTO1のスイッチング動作と共
に振動している。時点Bから時点Cの間はリアクトル8
の電流によって第1のコンンデンサ6と第2のコンデン
サ9と第3のコンデンサ16が充電されている期間であ
るが、この期間では第2のコンデンサ9と第3のコンデ
ンサ16との間で、第3のコンデンサ1内部の寄生イン
ダクタンス成分を介して電荷のやり取りが行われるため
である。時点Cの後も、しばらくはこの振動が続くが、
第3のコンデンサ16内部の抵抗分によって振動エネル
ギは失われて、やがて定常状態となる。時点Dの後の期
間でも同じ理由で第2のコンデンサ9の電圧VC9に振動
が現れる。
As shown in FIG. 4, the operation of the embodiment of FIG. 3 is almost the same as that of the embodiment of FIG. 1, but the embodiment of FIG. 1 is regarded as an ideal capacitor having no internal inductance component. In contrast to the second capacitor 9 described above, in the embodiment shown in FIG.
Capacitor 16 is connected. Therefore, the voltage VC9 of the second capacitor 9 oscillates with the switching operation of the GTO 1. Reactor 8 from time B to time C
Is a period during which the first capacitor 6, the second capacitor 9 and the third capacitor 16 are being charged by the current of 1), and during this period, between the second capacitor 9 and the third capacitor 16, This is because charges are exchanged via the parasitic inductance component inside the capacitor 1 of 3. This vibration continues for a while after time C,
The vibration energy is lost due to the resistance component inside the third capacitor 16, and eventually becomes a steady state. In the period after time D, the oscillation of the voltage VC9 of the second capacitor 9 appears for the same reason.

【0031】第2のコンデンサ9の振動電圧があまり大
き過ぎるとスナバ回路としての動作に支障を来たすが、
図4でわかるように、通常得られる部品定数でも特に問
題はない程度に振動を抑えることが可能である。また、
部品定数の選定のみならず、実装上の注意も払う必要が
ある。GTO1のスナバ回路として動作する第1のコン
デンサ6、第1のダイオ―ド7、第2のコンデンサ9に
ついては、GTO1に近接して配置し配線も極力短く行
うのが望ましい。配線によるインダクタンス分がスナバ
回路に入らないようにするためである。第3のコンデン
サ16及びリアクトル8については、スナバ回路として
の動作にはあまり関与しないので、こうした注意は必要
ない。
If the oscillating voltage of the second capacitor 9 is too large, the operation as a snubber circuit will be hindered.
As can be seen from FIG. 4, the vibration can be suppressed to the extent that there is no particular problem even with the component constants that are normally obtained. Also,
It is necessary to pay attention not only to selection of component constants but also to mounting. It is desirable that the first capacitor 6, the first diode 7, and the second capacitor 9 which operate as the snubber circuit of the GTO 1 are arranged close to the GTO 1 and the wiring is made as short as possible. This is to prevent the inductance due to the wiring from entering the snubber circuit. The third capacitor 16 and the reactor 8 do not participate in the operation as the snubber circuit so much, and thus such precautions are not necessary.

【0032】図2でわかるように、本発明の第1の実施
例では、時点Cから時点Dの間、即ち、GTO1がオン
している期間に第1のコンデンサ6の電圧とリアクトル
8の電流が振動している。用途によっては、この振動が
問題となる場合も考えられる。 図5はこの点を考慮し
て成された本発明の第3の実施例を示す構成図である。
この図5の実施例は、図3に示す実施例のリアクトル
8に図示極性の第2のダイオ―ド15を直列に接続した
ものである。
As can be seen from FIG. 2, in the first embodiment of the present invention, the voltage of the first capacitor 6 and the current of the reactor 8 are between the time point C and the time point D, that is, while the GTO 1 is on. Is vibrating. Depending on the application, this vibration may be a problem. FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention made in consideration of this point.
In the embodiment of FIG. 5, a second diode 15 having the illustrated polarity is connected in series to the reactor 8 of the embodiment shown in FIG.

【0033】以下、図5に示す第3の実施例の動作を図
6を参照しながら説明する。図6の時点Aから時点Cま
では、図3の実施例と全く同じ動作をする。時点Cより
先では第2のダイオ―ド15の作用によって動作が異っ
てくる。即ち、第1のコンデンサ6は逆充電されている
が、この電荷がリアクトル8を通って放電しようとして
も、リアクトル8に直列に入っている第2のダイオ―ド
15によって放電は阻止される。そのため、第1のコン
デンサ6の逆充電電荷はGTO1が再びオフしはじめる
時点Dまでそのまま保持され、振動電流が流れることは
ない。時点D以降、GTO1にながれていた電流が、第
1のコンデンサ6、第1のダイオ―ド7、第2のコンデ
ンサ9と流れて第1のコンデンサ6が再充電される際
に、逆充電電荷は第2のコンデンサ9に流れ込むことに
なる。
The operation of the third embodiment shown in FIG. 5 will be described below with reference to FIG. From time A to time C in FIG. 6, the same operation as in the embodiment of FIG. 3 is performed. After time C, the operation differs due to the action of the second diode 15. That is, although the first capacitor 6 is reversely charged, even if this electric charge tries to discharge through the reactor 8, the discharge is blocked by the second diode 15 which is serially connected to the reactor 8. Therefore, the reverse charge of the first capacitor 6 is maintained as it is until the time D when the GTO 1 starts to turn off again, and the oscillating current does not flow. After the time point D, when the current flowing to the GTO 1 flows through the first capacitor 6, the first diode 7 and the second capacitor 9 to recharge the first capacitor 6, the reverse charging charge Will flow into the second capacitor 9.

【0034】前述の通り、GTO1のスナバ電力は、G
TO1の品種にもよるが、一つのGTOにつき数KW程
度となる。これまでの説明では、このスナバ電力の全て
をゲ―ト駆動回路で消費するように説明しているが、実
際には前述の通り、ゲ―ト駆動回路の消費電力は100
W程度のものである。最近のGTO素子はスナバコンデ
ンサの値が小さくなる傾向にあり、それに伴ってスナバ
電力も小さくなる傾向にあるが、それでもゲ―ト駆動回
路の消費電力に比べて、スナバ電力の方がはるかに大き
い。そこで、ゲ―ト駆動回路で消費しきれない余剰電力
をなんらかの形で消費する必要がある。
As described above, the snubber power of GTO1 is G
Depending on the type of TO1, it will be several KW per GTO. In the above description, all of the snubber power is explained to be consumed by the gate drive circuit, but actually, as described above, the power consumption of the gate drive circuit is 100%.
It is about W. In recent GTO elements, the value of the snubber capacitor tends to decrease, and the snubber power tends to decrease accordingly, but the snubber power is still much higher than the power consumption of the gate drive circuit. . Therefore, it is necessary to consume the surplus power that cannot be consumed by the gate drive circuit in some form.

【0035】この点を考慮したのが図7に示す本発明の
第4の実施例である。図7の実施例では、第2のコンデ
ンサ9に対して並列に抵抗23が接続されている。第2
のコンデンサ9に供給されるスナバ電力のほとんどは抵
抗23で消費され、残りの電力をゲ―ト駆動回路10で
利用する。ゲ―ト駆動回路10の消費電力がゲ―ト駆動
回路側の定数の変動などで多少変動しても、抵抗23の
消費電力はほとんど影響を受けず、従って、ゲ―ト駆動
回路10の電源電圧もほとんど変動しない。しかし、直
流母線電圧の変動やスイッチング周波数の変動などの主
回路側の運転条件が変動すると、第2のコンデンサ9に
供給されるスナバ電力も変動する。このような場合にも
ゲ―ト駆動回路10の電源電圧を一定値に抑えることを
目的とした実施例が、図8に示す本発明の第5の実施例
である。
This point is taken into consideration in the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. In the embodiment of FIG. 7, the resistor 23 is connected in parallel with the second capacitor 9. Second
Most of the snubber power supplied to the capacitor 9 is consumed by the resistor 23, and the remaining power is used by the gate drive circuit 10. Even if the power consumption of the gate drive circuit 10 fluctuates to some extent due to fluctuations in the constants on the gate drive circuit side, the power consumption of the resistor 23 is hardly affected, and thus the power supply of the gate drive circuit 10 The voltage hardly changes. However, when the operating conditions on the main circuit side such as the fluctuation of the DC bus voltage and the fluctuation of the switching frequency change, the snubber power supplied to the second capacitor 9 also changes. The fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 8 is an embodiment for suppressing the power supply voltage of the gate drive circuit 10 to a constant value even in such a case.

【0036】図8に示す本発明の第5の実施例では、抵
抗23と直列に半導体スイッチ24が直列接続されてい
る。第2のコンデンサ9の電圧が高すぎる場合には半導
体スイッチ24をオンさせ、第2のコンデンサ9の電圧
が低すぎる場合には半導体スイッチ24をオフさせる。
このような構成とすれば、第2のコンデンサ9の電圧
は、主回路側の運転条件やゲ―ト駆動回路の消費電力に
拘らず、おおむね一定の値を取ることができる。尚、図
8では半導体スイッチ24としてトランジスタを示して
いるが、本発明は半導体スイッチ24をトランジスタに
限定するものではなくGTOやMOSFETなどの他の
半導体スイッチであっても良い。
In the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 8, a semiconductor switch 24 is connected in series with a resistor 23. When the voltage of the second capacitor 9 is too high, the semiconductor switch 24 is turned on, and when the voltage of the second capacitor 9 is too low, the semiconductor switch 24 is turned off.
With such a configuration, the voltage of the second capacitor 9 can take a substantially constant value regardless of the operating conditions on the main circuit side and the power consumption of the gate drive circuit. Although a transistor is shown as the semiconductor switch 24 in FIG. 8, the present invention does not limit the semiconductor switch 24 to a transistor, and other semiconductor switches such as GTO and MOSFET may be used.

【0037】尚、以上の説明では、電力変換装置を構成
するスイッチング阻止としてGTOを用いた例を述べた
が、本発明はスイッチング素子をGTOに限定するもの
では名区、他の自己消弧形素子であっても良い。
In the above description, an example in which a GTO is used as a switching block constituting a power conversion device has been described, but the present invention is not limited to the case where the switching element is a GTO, and is a self-extinguishing type. It may be an element.

【0038】更に、前述説明では、スイッチング素子を
GTOとしているため10をゲ―ト駆動回路としている
が、スイッチング素子がトランジスタ等の場合にも適用
できるものであるから本発明が適用できる回路をゲ―ト
駆動回路等とする。
Further, in the above description, since the switching element is the GTO, 10 is the gate drive circuit. However, the present invention can be applied to the case where the switching element is a transistor etc. -Use a drive circuit, etc.

【0039】更に又、本発明の名称をゲート駆動回路と
しているが、前述同様に本発明はスイッチング素子がト
ランジスタ等の場合にも適用できるし、本発明の電力供
給回路はゲ―ト駆動回路のみならずそれ以外の高圧部の
制御・保護回路に対しても電力を供給できるものである
から、ゲ―ト電力供給回路の電力供給対象としてはトラ
ンジスタ等のようなスイッチング素子を制御する回路や
それ以外の高圧部の制御・保護回路も含まれるものとす
る。
Furthermore, although the name of the present invention is a gate drive circuit, the present invention can be applied to the case where the switching element is a transistor or the like as described above, and the power supply circuit of the present invention is a gate drive circuit only. Since it can supply power to control / protection circuits of other high-voltage parts as well, the power supply target of the gate power supply circuit is a circuit that controls switching elements such as transistors or the like. Control and protection circuits for other high-voltage parts are also included.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明のように、本発明による請求項
(1)に記載のゲ―ト電力供給回路によれば、主回路に
置かれるスイッチング素子がタ―ンオフする際に第1の
コンデンサに蓄えられるスナバエネルギを、スイッチン
グ素子がオンの期間にリアクトルを経由して第2のコン
デンサに移し、この第2のコンデンサに蓄えられるエネ
ルギを利用するものであるから、従来技術で必要として
いた多数の高耐圧絶縁変圧器がが不要となり、自己消弧
形素子で構成される電力変換回路の小形化、低コスト化
が可能となる。
As described above, according to the gate power supply circuit according to the first aspect of the present invention, the first capacitor is provided when the switching element placed in the main circuit is turned off. The snubber energy stored in is transferred to the second capacitor via the reactor while the switching element is on, and the energy stored in the second capacitor is used. The high withstand voltage insulation transformer is unnecessary, and the power conversion circuit composed of self-extinguishing elements can be downsized and the cost can be reduced.

【0041】又、本発明による請求項(2)に記載のゲ
―ト電力供給回路によれば、請求項(1)に係る発明の
効果の他に、ゲ―ト駆動回路の電源電圧のリップル分を
抑制することができる。
According to the gate power supply circuit of the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the invention of the first aspect, the ripple of the power supply voltage of the gate drive circuit is obtained. Minutes can be suppressed.

【0042】更に、本発明による請求項(3)に記載の
ゲ―ト電力供給回路によれば、請求項(1)に係る発明
の効果の他に、ゲ―ト電力供給回路を構成するリアクト
ルに流れる振動電流を抑制することができる。
Further, according to the gate power supply circuit of the present invention in accordance with claim (3), in addition to the effect of the invention according to claim (1), a reactor constituting the gate power supply circuit. It is possible to suppress the oscillating current flowing in

【0043】更に又、本発明による請求項(4)に記載
のゲ―ト電力供給回路によれば、請求項(1)に係る発
明の効果の他に、ゲ―ト駆動回路の消費電力の変動によ
らずゲ―ト駆動回路の電源電圧を一定にすることができ
る。
Furthermore, according to the gate power supply circuit of the present invention according to claim (4), in addition to the effect of the invention according to claim (1), the power consumption of the gate drive circuit is reduced. The power supply voltage of the gate drive circuit can be kept constant regardless of fluctuations.

【0044】又、本発明による請求項(5)に記載のゲ
―ト電力供給回路によれば、請求項(1)に係る発明の
効果の他に、主回路の運転条件やゲ―ト駆動回路の消費
電力の変動によのらずゲ―ト駆動回路の電源電圧を一定
にすることができる。
Further, according to the gate power supply circuit of the present invention according to claim (5), in addition to the effect of the invention according to claim (1), the operating conditions of the main circuit and the gate drive are provided. The power supply voltage of the gate drive circuit can be kept constant regardless of fluctuations in power consumption of the circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のゲ―ト電力供給回路の一実施例を示す
構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a gate power supply circuit of the present invention.

【図2】[図1]に示すゲ―ト電力供給回路の動作を説
明するための動作波形図。
FIG. 2 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the gate power supply circuit shown in FIG.

【図3】本発明のゲ―ト電力供給回路の第2の実施例を
示す構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a second embodiment of a gate power supply circuit of the present invention.

【図4】[図3]に示すゲ―ト電力供給回路の動作を説
明するための動作波形図。
FIG. 4 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the gate power supply circuit shown in FIG.

【図5】本発明のゲ―ト電力供給回路の第3の実施例を
示す構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram showing a third embodiment of a gate power supply circuit of the present invention.

【図6】[図5]に示すゲ―ト電力供給回路の動作を説
明するための動作波形図。
FIG. 6 is an operation waveform diagram for explaining the operation of the gate power supply circuit shown in FIG.

【図7】本発明のゲ―ト電力供給回路の第4の実施例を
示す構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram showing a fourth embodiment of a gate power supply circuit of the present invention.

【図8】本発明のゲ―ト電力供給回路の第5の実施例を
示す構成図。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of a gate power supply circuit of the present invention.

【図9】従来のゲ―ト電力供給回路の構成図。FIG. 9 is a configuration diagram of a conventional gate power supply circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ……自己消弧形素子、 2 ……スナバダイオ―ド、 3 ……スナバコンデンサ、 4 ……フリ―ホイ―リングダイオ―ド、 5 ……直流バランス抵抗、 6 ……第1のコンデンサ、 7 ……第1のダイオ―ド、 8 ……リアクトル、 9 ……第2のコンデンサ、 10 ……ゲ―ト駆動回路、 11 ……光ファイバ、 12 ……整流器、 13 ……絶縁変圧器、 14 ……高周波交流電源、 15 ……第2のダイオ―ド、 16 ……第3のコンデンサ、 17 ……スナバ抵抗、 23 ……抵抗、 24 ……スイッチング素子、 1 ... Self-extinguishing element, 2 ... Snubber diode, 3 ... Snubber capacitor, 4 ... Freewheeling diode, 5 ... DC balance resistance, 6 ... First capacitor, 7 ...... First diode, 8 ...... Reactor, 9 ・ ・ ・ Second capacitor, 10 ・ ・ ・ Gate drive circuit, 11 ・ ・ ・ Optical fiber, 12 ・ ・ ・ Rectifier, 13 ・ ・ ・ Insulation transformer, 14 ...... High frequency AC power supply, 15 ...... Second diode, 16 ...... Third capacitor, 17 ...... Snubber resistance, 23 ...... Resistance, 24 ...... Switching element,

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電力変換装置を構成するスイッチング
素子に対して並列に接続される第1のコンデンサと第1
のダイオ―ドと第2のコンデンサの順から成る直列回路
と、前記第1のコンデンサと第1のダイオ―ドとの接続
点と前記第2のコンデンサと前記スイッチング素子との
接続点との間に接続されるリアクトルを具備し、前記第
2のコンデンサに蓄えられたエネルギを前記スイッチン
グ素子のゲ―ト駆動回路等に供給することを特徴とする
ゲ―ト電力供給回路。
1. A first capacitor and a first capacitor which are connected in parallel to a switching element constituting a power conversion device.
A series circuit consisting of a diode and a second capacitor in that order, a connection point between the first capacitor and the first diode, and a connection point between the second capacitor and the switching element. A gate power supply circuit, comprising a reactor connected to the second capacitor, and supplying the energy stored in the second capacitor to a gate drive circuit of the switching element.
【請求項2】 電力変換装置を構成するスイッチング
素子に対して並列に接続される第1のコンデンサと第1
のダイオ―ドと第2のコンデンサの順から成る直列回路
と、前記第1のコンデンサと第1のダイオ―ドとの接続
点と前記第2のコンデンサと前記スイッチング素子との
接続点との間に接続されるリアクトルと、前記第2のコ
ンデンサに対して並列接続される第3のコンデンサとを
具備し、前記第3のコンデンサに蓄えられたエネルギを
前記スイッチング素子のゲ―ト駆動回路等に供給するこ
とを特徴とするゲ―ト電力供給回路。
2. A first capacitor and a first capacitor which are connected in parallel to a switching element which constitutes a power conversion device.
A series circuit consisting of a diode and a second capacitor in that order, a connection point between the first capacitor and the first diode, and a connection point between the second capacitor and the switching element. And a third capacitor connected in parallel to the second capacitor, and the energy stored in the third capacitor is applied to a gate drive circuit of the switching element or the like. A gate power supply circuit characterized by supplying power.
【請求項3】 電力変換装置を構成するスイッチング
素子に対して並列に接続される第1のコンデンサと第1
のダイオ―ドと第2のコンデンサの順から成る直列回路
と、前記第1のコンデンサと第1のダイオ―ドとの接続
点と前記第2のコンデンサと前記スイッチング素子との
接続点との間に接続されるリアクトルと第2のダイオ―
ドとの直列回路とを具備し、前記第2のコンデンサに蓄
えられたエネルギを前記スイッチング素子のゲ―ト駆動
回路等に供給することを特徴とするゲ―ト電力供給回
路。
3. A first capacitor and a first capacitor which are connected in parallel to a switching element which constitutes the power conversion device.
A series circuit consisting of a diode and a second capacitor in that order, a connection point between the first capacitor and the first diode, and a connection point between the second capacitor and the switching element. And the second dio connected to the
And a series circuit with a gate, and supplies the energy stored in the second capacitor to a gate drive circuit of the switching element and the like.
【請求項4】 電力変換装置を構成するスイッチング
素子に対して並列に接続される第1のコンデンサと第1
のダイオ―ドと第2のコンデンサとから成る直列回路
と、前記第1のコンデンサと第1のダイオ―ドとの接続
点と前記第2のコンデンサと前記スイッチング素子との
接続点との間に接続されるリアクトルと、前記第2のコ
ンデンサに対して並列に接続される抵抗とを具備し、前
記第2のコンデンサに蓄えられたエネルギを前記スイッ
チング素子のゲ―ト駆動回路等に供給することを特徴と
するゲ―ト電力供給回路。
4. A first capacitor and a first capacitor which are connected in parallel to a switching element constituting the power conversion device.
Between a series circuit composed of a diode and a second capacitor, and a connection point between the first capacitor and the first diode and a connection point between the second capacitor and the switching element. A reactor connected to the second capacitor, and a resistor connected in parallel to the second capacitor, and supplying the energy stored in the second capacitor to a gate drive circuit of the switching element or the like. Gate power supply circuit characterized by:
【請求項5】 電力変換装置を構成するスイッチング
素子に対して並列に接続される第1のコンデンサと第1
のダイオ―ドと第2のコンデンサとから成る直列回路
と、前記第1のコンデンサと第1のダイオ―ドとの接続
点と前記第2のコンデンサと前記スイッチング素子との
接続点との間に接続されるリアクトルと、前記第2のコ
ンデンサに対して並列に接続される抵抗と半導体スイッ
チング素子との直列回路を具備し、前記第2のコンデン
サに蓄えられたエネルギを前記スイッチング素子のゲ―
ト駆動回路等に供給し、且つ前記半導体スイッチを前記
第2のコンデンサの電圧に応じてオン・オフさせること
を特徴とするゲ―ト電力供給回路。
5. A first capacitor and a first capacitor which are connected in parallel to a switching element which constitutes the power conversion device.
Between a series circuit composed of a diode and a second capacitor, and a connection point between the first capacitor and the first diode and a connection point between the second capacitor and the switching element. A series circuit including a connected reactor, a resistor connected in parallel to the second capacitor, and a semiconductor switching element is provided, and the energy stored in the second capacitor is transferred to the gate of the switching element.
A gate power supply circuit for supplying power to a gate drive circuit and the like, and turning on / off the semiconductor switch according to the voltage of the second capacitor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9479094B2 (en) 2014-08-25 2016-10-25 Hyundai Motor Company Apparatus and method for compensating for torque for current order of driving motor

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