JPH078132B2 - Power converter - Google Patents

Power converter

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JPH078132B2
JPH078132B2 JP60000694A JP69485A JPH078132B2 JP H078132 B2 JPH078132 B2 JP H078132B2 JP 60000694 A JP60000694 A JP 60000694A JP 69485 A JP69485 A JP 69485A JP H078132 B2 JPH078132 B2 JP H078132B2
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JP
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gto2
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circuited
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健司 古賀
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Hitachi Ltd
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/06Circuits specially adapted for rendering non-conductive gas discharge tubes or equivalent semiconductor devices, e.g. thyratrons, thyristors

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ゲートターンオフサイリスタを使用した電圧
形インバータやチョッパなどの電力変換装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power converter such as a voltage source inverter or a chopper that uses a gate turn-off thyristor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

周知のように、ゲートターンオフサイリスタは転流回転
が不要なために電圧形インバータやチョッパなどの電力
変換装置に広く使用されている。
As is well known, the gate turn-off thyristor does not require commutation rotation, and is therefore widely used in power conversion devices such as voltage source inverters and choppers.

第7図に、電圧形インバータの1相分の回路を実線で示
す。なお、動作を説明するために関連する他の1相の主
回路を破線で示している。実線で示すように、1相分の
主回路は、直列接続された1対のゲートターンオフサイ
リスタ(以降、GTOと略称する。)1と2の両端を直流
端T1、T2とし、その直列接続点を交流端T3とし、各ゲー
トターンオフサイリスタ1と2にフリーホイーリングダ
イオード5と6を逆並列に接続して形成される。GTO1と
2のゲート・カソード間には、それぞれゲート回路3と
4が接続されており、ゲート回路3と4からGTO1と2に
ゲート電流を与えることにより、GTO1と2を交互にオ
ン、オフするようになっている。
In FIG. 7, a circuit for one phase of the voltage source inverter is shown by a solid line. It should be noted that other one-phase main circuits related to the operation are shown by broken lines. As shown by the solid line, the main circuit for one phase has a pair of gate turn-off thyristors (hereinafter, abbreviated as GTO) 1 and 2 connected in series as DC terminals T 1 and T 2 , and the series ends thereof. It is formed by connecting the free-wheeling diodes 5 and 6 to the respective gate turn-off thyristors 1 and 2 in anti-parallel with the connection point as the AC terminal T 3 . Gate circuits 3 and 4 are connected between the gate and cathode of GTO1 and 2, respectively. GTO1 and 2 are alternately turned on and off by applying a gate current from gate circuits 3 and 4 to GTO1 and 2. It is like this.

直流端T1、T2は直流電源16に接続され、交流端T3は誘導
性の負荷17に接続されている。他相の主回路も同一に形
成されており、図示を簡単化するため他の1相分主回路
の主要部品を図中に破線で示し、実線の部品と対応する
同一の部品には符号に「′」を付して示している。
The DC ends T 1 and T 2 are connected to the DC power supply 16, and the AC end T 3 is connected to the inductive load 17. The main circuits of the other phases are also formed in the same way, and in order to simplify the illustration, the main parts of the other main circuit for one phase are shown by broken lines in the figure, and the same parts corresponding to the parts of the solid line are designated by the reference numerals. It is shown by adding "'".

このように構成される電圧形インバータ回路は、周知の
ように、ある期間GTO1と2′を同一時にオンし、電源16
→GTO1→負荷17→GTO2′→電源16の経路により、負荷17
に図示矢印18の方向の電流を流し、次のある期間GTO1′
と2を同一時にオンし、電源16→GTO1′→負荷17→GTO2
→電源16の経路により、負荷17に図示矢印19の方向の電
流を流すように駆動される。これにより、直流電源16の
直流を交流に変換して負荷17に供給するようになってい
る。
As is well known, the voltage source inverter circuit configured as described above turns on GTO1 and 2'at the same time for a certain period, and the
→ GTO1 → load 17 → GTO2 '→ power supply 16
Current in the direction of arrow 18 in the figure, and then for the next certain period GTO1 ′
And 2 are turned on at the same time, power supply 16 → GTO1 '→ load 17 → GTO2
→ It is driven by the path of the power supply 16 so that a current flows in the direction of the arrow 17 in the load 17. As a result, the direct current of the direct current power supply 16 is converted into alternating current and supplied to the load 17.

周知のように、フリーホイーリングダイオード5,6は、G
TOがオフされたとき、誘導性の負荷17に蓄えられていた
電力を電源16に帰還させる回路を形成する。例えば、GT
O1と2′が共にオフされると、負荷17→フリーホイーリ
ングダイオード5′→電源16→フリーホイーリングダイ
オード6→負荷17の回路により、負荷17に蓄えられてい
た電力が電源16に帰還される。また、GTO1のみオフさ
れ、GTO2′は継続してオンされているモードのときは、
負荷17→GTO2′→フリーホイーリングダイオード6→負
荷17の回路により、還流電流が流れる。さらに、ターン
オフ時の陽極電流を分流し、陽極電流の遮断能力を高め
るための抵抗7Aと7B、ダイオード8Aと8B、コンデンサ9A
と9Bから成るスナバ回路がアノードとカソード間に並列
に接続される。
As is well known, the freewheeling diodes 5 and 6 are
A circuit for returning the electric power stored in the inductive load 17 to the power supply 16 when the TO is turned off is formed. For example, GT
When both O1 and 2'are turned off, the power stored in the load 17 is fed back to the power supply 16 by the circuit of load 17-> freewheeling diode 5 '-> power supply 16-> freewheeling diode 6-> load 17. It Also, in the mode where only GTO1 is turned off and GTO2 'is continuously turned on,
A return current flows due to the circuit of load 17 → GTO2 ′ → freewheeling diode 6 → load 17. Furthermore, resistors 7A and 7B, diodes 8A and 8B, and capacitor 9A for shunting the anode current at turn-off to increase the anode current blocking capability.
A snubber circuit consisting of 9B and 9B is connected in parallel between the anode and the cathode.

一方、ゲート回路3,4は第8図にゲート回路4を代表し
て詳細に示しているように、ゲートとカソード間に並列
接続された抵抗10とコンデンサ11とを備えている。
On the other hand, the gate circuits 3 and 4 are provided with a resistor 10 and a capacitor 11 connected in parallel between the gate and the cathode, as shown in detail in FIG. 8 as a representative of the gate circuit 4.

抵抗10はアノード・カソード間の耐圧の低下を防ぐこと
と、スタチイックdv/dt耐量を高くする目的で一般的に
挿入される。
The resistor 10 is generally inserted for the purpose of preventing the breakdown voltage between the anode and the cathode from decreasing and increasing the static dv / dt withstand capability.

すなわち、一般にはGTOはゲート・カソード間を開放す
るとアノード・カソード耐圧は下がる。これは、アノー
ドとカソード間に電圧を印加した場合発生する漏れ電流
が全てゲート電流となるためである。そこで、このゲー
ト電流をバイパスさせる目的で従来から抵抗10が挿入さ
れる。これにより、スタチイックdv/dt耐量が同時に高
められる。
That is, in general, when the gate-cathode of GTO is opened, the breakdown voltage of the anode-cathode decreases. This is because the leakage current generated when a voltage is applied between the anode and the cathode becomes the gate current. Therefore, a resistor 10 is conventionally inserted for the purpose of bypassing this gate current. As a result, the static dv / dt withstand capability is simultaneously increased.

この場合、コンデンサ11はスタチイックdv/dtをさらに
減少させるために有効であり、このコンデンサ11による
スタチイックdv/dtの吸収分だけ抵抗10の値を大きくで
き、ゲート電流の消費を少なくできる効果もある。
In this case, the capacitor 11 is effective for further reducing the static dv / dt, and the value of the resistor 10 can be increased by the amount of the static dv / dt absorbed by this capacitor 11, which also has the effect of reducing the gate current consumption. .

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

ところで、このようなGTOのゲート回路において、今、G
TO2がターンオフして第8図の実線で矢印で示す方向で
フリーホイーリングダイオード6に電流が流れているモ
ードとする。
By the way, in such a GTO gate circuit,
It is assumed that TO2 is turned off and a current flows through the freewheeling diode 6 in the direction indicated by the arrow in the solid line in FIG.

この時、GTO2が第9図に示すようにアノード側のNB層が
アノードに短絡されているアノード側エミッタ短絡形の
構造である場合、アノード側エミッタ非短絡形と異な
り、ゲートとアノード間はPB・NB接合のダイオードと等
価になるため、抵抗10とエミッタ短絡形GTO2のゲート・
アノード間を通って破線の矢印で示すような電流が流れ
る。従って、GTO2のPB・NB接合部にキャリアを蓄積す
る。
At this time, when the GTO2 has a structure in which the NB layer on the anode side is short-circuited to the anode as shown in FIG.・ Because it is equivalent to an NB junction diode, the gate of resistor 10 and emitter short-circuited GTO2
A current as indicated by a broken arrow flows between the anodes. Therefore, carriers are accumulated in the PB / NB junction of GTO2.

この状態で、エミッタ短絡形GTO2と対になっている一方
のエミッタ短絡形GTO1がターンオンすると、フリーホイ
ーリングダイオード6は回復し、同時に抵抗10、エミッ
タ短絡形GTO2のゲート、アノードを通って流れていた電
流は無くなると同時に、上記のPB・NB接合部に蓄積され
たキャリアがゲートから抵抗10を通って排出される。と
ころが、抵抗10には実際の取付け配線上のインダクタン
ス12があるため、その排出される電流によりインダクタ
ンス12に起電力が発生する。この起電力の極性は、ゲー
ト10側を正とするものであるから、第10図(c)に示す
ようにエミッタ短絡形GTO2のゲート・カソード間に正の
電圧V(GK)が発生する。この電圧V(GK)の値によっ
ては、ゲート信号として働き、エミッタ短絡形GTO2が誤
ってターンオンしてしまう問題点がある。
In this state, when the short-circuited emitter GTO1 paired with the short-circuited emitter GTO1 is turned on, the freewheeling diode 6 recovers and simultaneously flows through the resistor 10, the gate of the short-emitter GTO2, and the anode. At the same time, the current accumulated in the PB / NB junction is discharged from the gate through the resistor 10. However, since the resistor 10 has the inductance 12 on the actual mounting wiring, an electromotive force is generated in the inductance 12 by the discharged current. Since the polarity of this electromotive force is such that the gate 10 side is positive, a positive voltage V (GK) is generated between the gate and cathode of the short-circuited emitter type GTO2 as shown in FIG. 10 (c). Depending on the value of the voltage V (GK), there is a problem that it acts as a gate signal and the emitter short-circuited GTO2 is erroneously turned on.

また、この時、エミッタ短絡形GTO2のアノード・カソー
ド間にはエミッタ短絡形GTO1によって第10図(a)に示
すような正の電圧V(AK)が印加されている最中なので
ある。
At this time, a positive voltage V (AK) as shown in FIG. 10 (a) is being applied between the anode and the cathode of the short-circuited emitter GTO2 by the short-circuited emitter GTO1.

このため、エミッタ短絡形GTO2のスタテイックdv/dt耐
量が弱まつているので、上述した蓄積キャリアの重畳す
ると、エミッタ短絡形GTO2が誤ターンオンする現象を生
じて、インバータ出力電圧が異常になってしまうという
問題点がある。
For this reason, the static dv / dt withstand capability of the short-circuited emitter type GTO2 is weakened.Therefore, if the above-mentioned accumulated carriers are superimposed, the short-circuited emitter type GTO2 will turn on incorrectly and the inverter output voltage will become abnormal. There is a problem.

本発明の目的は、ターンオフ状態のエミッタ短絡形GTO
が、対となるアームのエミッタ短絡形GTOがターンオン
したときに、誤動作してターンオンするのを防止できる
電力変換装置を提供することにある。
An object of the present invention is to turn off the emitter short-circuited GTO.
However, it is an object of the present invention to provide a power conversion device that can prevent malfunctioning and turn-on of a pair of short-circuited emitter short-circuited GTOs.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

直列接続された1対のゲートターンオフサイリスタの両
端を直流端とし、前記直列接続点を交流端とし、前記ゲ
ートターンオフサイリスタにそれぞれフリーホイーリン
グダイオードを逆並列に接続してなる主回路を有し、前
記ゲートターンオフサイリスタのゲート・カソード間に
抵抗が接続されてなる電力変換装置において、前記ゲー
トターンオフサイリスタにアノード側エミッタ短縮形ゲ
ートターンオフサイリスタを用い、前記抵抗と直列にシ
ョットキーバリヤダイオードを挿入接続し、このショッ
トキーバリヤダイオードの極性を前記アノード側エミッ
タ短絡形のゲートターンオフサイリスタのゲートからア
ノードに向う電流を阻止する方向に接続したことを特徴
とする電力変換装置としたのである。
A pair of gate turn-off thyristors connected in series has both ends as a DC end, the series connection point as an AC end, and the gate turn-off thyristor has a main circuit in which a freewheeling diode is connected in antiparallel, respectively. In a power converter in which a resistor is connected between the gate and cathode of the gate turn-off thyristor, an anode-side shortened emitter gate turn-off thyristor is used as the gate turn-off thyristor, and a Schottky barrier diode is inserted and connected in series with the resistor. The power converter is characterized in that the Schottky barrier diode is connected in a direction in which a current flowing from the gate of the anode side emitter short-circuited gate turn-off thyristor to the anode is blocked.

〔作用〕[Action]

電力変換装置では、当該エミッタ短絡形GTOがターンオ
フし、逆並列されたフリーホイーリングダイオードに電
流が流れ、当該エミッタ短絡形GTOにはゲートからアノ
ードに電流が流れてキャリアが蓄積される。これを阻止
するためにショットキーバリヤダイオードが、ゲートか
らアノードへ向う電流を阻止する方向に接続されている
から、上記ゲートからアノードへ向う電流を阻止するこ
とができる。しかもショットキーバリヤダイオードでは
逆回復現像は殆ど起こらないので、逆回復電流も殆ど流
れず当該エミッタ短絡形GTOにキャリアを蓄積すること
はない。
In the power conversion device, the emitter short-circuited GTO is turned off, a current flows through the anti-freewheeling diode that is antiparallel, and a current flows from the gate to the anode in the emitter short-circuited GTO to accumulate carriers. In order to prevent this, the Schottky barrier diode is connected in the direction of blocking the current flowing from the gate to the anode, so that the current flowing from the gate to the anode can be blocked. Moreover, since reverse recovery development hardly occurs in the Schottky barrier diode, reverse recovery current hardly flows and carriers are not accumulated in the emitter-shorted GTO.

次に対となるエミッタ短絡形GTOがターンオンしたとき
に、当該エミッタ短絡形GTOに印加される電圧による変
位電流と、ゲートからアノードへ流れる電流による蓄積
キャリアがあればそれが重畳して、当該エミッタ短絡形
GTOのゲートから排出される。これについては、ショッ
トキーバリヤダイオードを使用したから蓄積キャリアは
存在しない。この結果、ゲートから抵抗を通じてカソー
ドへ流れる電流は減少し、その結果、ゲート・カソード
間に挿入された抵抗に生じる電圧降下は低減される。
When the next emitter short-circuited GTO turns on, the displacement current due to the voltage applied to the emitter short-circuited GTO and the accumulated carrier due to the current flowing from the gate to the anode will be superimposed and Short-circuit type
Emitted from the GTO gate. For this, there are no stored carriers because a Schottky barrier diode was used. As a result, the current flowing from the gate to the cathode through the resistor is reduced, and as a result, the voltage drop across the resistor inserted between the gate and the cathode is reduced.

さらにショットキーバリヤダイオードは、オン電圧がPN
接合ダイオードよりも本質的に低いので、上述の抵抗に
生じる電圧降下の低減とともにゲート・カソード間に発
生する誤ゲートオン信号の電圧を低下させるので、当該
エミッタ短絡形のGTOが誤ってターンオンしてしまう問
題点は解決される。
Furthermore, the Schottky barrier diode has an on-voltage of PN.
Since it is lower than the junction diode, it lowers the voltage drop of the resistor mentioned above and also lowers the voltage of the false gate-on signal generated between the gate and the cathode. The problem is solved.

このようにスイッチング素子の誤動作を防止することが
できるので、電力変換装置の信頼性が向上される。
Since the malfunction of the switching element can be prevented in this way, the reliability of the power conversion device is improved.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明の第1の実施例を示す回路図であり、第
7図と同一部分は同一記号で表している。第1図におい
て、従来と異なる点は抵抗10とコンデンサ11の並列回路
に直列にエミッタ短絡形GTO2のゲート・アノード間の電
流を阻止する方向にショットキーバリヤダイオード13を
接続したことである。これにより、対となるエミッタ短
絡形のGTO1がターンオフしてフリーホイーリングダイオ
ード6に電流が流れる状態の時であっても、アノード側
エミッタ短絡形であるために抵抗10を通ってエミッタ短
絡形GTO2のゲート・アノード間に流れる電流は阻止され
る。その結果、エミッタ短絡形GTO1がターンオンして前
記電流が遮断されることによりエミッタ短絡形GTO2のゲ
ート・カソード間に発生する正の電圧は、その発生が阻
止され、前記したように、この電圧によりエミッタ短絡
形GTO2が誤ってターンオンする問題点は解決される。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention, and the same portions as those in FIG. 7 are represented by the same symbols. In FIG. 1, a point different from the conventional one is that a Schottky barrier diode 13 is connected in series with a parallel circuit of a resistor 10 and a capacitor 11 in a direction of blocking a current between a gate and an anode of a short-circuited emitter type GTO2. As a result, even when the paired short-circuited GTO1 is turned off and the current flows through the freewheeling diode 6, the emitter-shorted type GTO2 passes through the resistor 10 because of the anode-side emitter shorted type. The current flowing between the gate and anode of is blocked. As a result, the positive voltage generated between the gate and the cathode of the short-circuited emitter GTO2 by turning on the short-circuited emitter GTO1 and cutting off the current is blocked by the generation of this positive voltage as described above. The problem that the short-circuited GTO2 is turned on by mistake is solved.

さらに、エミッタ短絡形GTO1がターンオンするときに、
スタチイックdv/dtによりエミッタ短絡形GTO2の変位電
流がゲートからショットキーバリヤダイオード13を通じ
てカソードへ流れる。変位電流には、ショットキーバリ
ヤダイオードを使用したから蓄積キャリアは重畳してい
ない。この結果、ゲート・カソード間に挿入された抵抗
に生じる電圧降下は低減され、さらにショットキーバリ
ヤダイオードのオン電圧がPN接合ダイオードよりも本質
的に低いので、ゲート・カソード間に発生するゲートオ
ン相当の電圧は低下しエミッタ短絡形GTO2もトリガ信号
がないのにターンオンしてしまう問題点が解決される。
Furthermore, when the short-circuited GTO1 turns on,
Due to the static dv / dt, the displacement current of the short-circuited GTO2 flows from the gate to the cathode through the Schottky barrier diode 13. Since the Schottky barrier diode is used for the displacement current, the accumulated carriers are not superposed. As a result, the voltage drop across the resistor inserted between the gate and cathode is reduced, and since the on-voltage of the Schottky barrier diode is substantially lower than that of the PN junction diode, it is equivalent to the gate-on generated between the gate and cathode. The problem is solved that the voltage drops and the short-circuited GTO2 turns on even though there is no trigger signal.

第2図(a)にフリーホイーリングダイオード6の電流
波形I(FD)、同図(b)にエミッタ短絡形GTO2のアノ
ード・カソード間電圧波形V(AK)、同図(c)にエミ
ッタ短絡形GTO2のゲート・カソード電圧波形V(GK)を
それぞれ示している。
Fig. 2 (a) shows the current waveform I (FD) of the freewheeling diode 6, Fig. 2 (b) shows the anode-cathode voltage waveform V (AK) of the emitter-shorted GTO2, and Fig. 2 (c) shows the emitter short-circuit. The gate-cathode voltage waveform V (GK) of the GTO2 is shown.

第3図は本発明の第2の実施例を示す回路図であり、こ
の実施例は、ダイオード13を抵抗10にのみ直列に接続
し、コンデンサ11はエミッタ短絡形GTO2のゲート・カソ
ード間に直接接続したものである。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention, in which the diode 13 is connected only in series with the resistor 10 and the capacitor 11 is directly connected between the gate and the cathode of the emitter-shorted GTO2. It is connected.

このようにした場合、先に述べた対アームのエミッタ短
絡形GTO1がターンオンし、変位電流がエミッタ短絡形GT
O2のゲートに流れてもコンデンサ11で吸収されるため、
ゲート電圧は正にはならない。ただし、実際には配線イ
ンダクタンス14が存在するため、この配線をできる限り
短くすることが必要である。
In this case, the short-circuited emitter short-circuited GTO1 described above is turned on, and the displacement current changes to the emitter short-circuited GT.
Even if it flows to the gate of O2, it is absorbed by the capacitor 11, so
The gate voltage is never positive. However, since the wiring inductance 14 actually exists, it is necessary to make this wiring as short as possible.

第4図(a)にこの実施例におけるフリーホイーリング
ダイオード6の電流波形I(FD)、同図(b)にエミッ
タ短絡形GTO2のアノード・カソード間電圧波形V(A
K)、同図(c)にエミッタ短絡形GTO2のアノード電流
波形I(A)、同図(d)にエミッタ短絡形GTO2のゲー
ト・カソード間電圧波形V(GK)をそれぞれ示してい
る。第4図(d)に示すように、本実施例のゲート電圧
V(GK)には、周知のように逆バイアス電圧を印加して
いる。これにより、GTO1のターンオン時に発生する第2
図(c)に示したゲート電圧V(GK)のレベルを低くで
きるから、GTO2の誤点弧をより安全側で防止できる。第
4図(a)に示すように、t1時にGTO1がオフされると、
フリーホイーリングダイオード6がオンして帰還電流又
は還流電流が流れる。フリーホイーリングダイオード6
に電流が流れている間は、GTO2のV(AK)はフリーホイ
ーリングダイオード6の順方向電圧降下に相当する微小
電圧になる。したがって、GTO1をオフした後に、GTO2の
ゲートにオン信号を印加してもオンしない。次いで、t2
時にGTO1を再びオンすると、フリーホイーリングダイオ
ード6がオフする。これにより、GTO2のアノード・カソ
ード間に直流電源電圧相当の電圧V(AK)が印加される
ので、GTO2の変位電流がゲートに流れる。しかし、第1
図の実施例と同様に、GTO2に蓄積キャリアが存在しない
ことから、GTO2のゲートから排出されは電流は変位電流
のみとなり、しかもその変位電流はコンデンサ11で吸収
される。その結果、変位電流によるゲート電圧V(GK)
の上昇レベルを、第4図(d)に示すように、GTOのオ
ンレベルよりも十分に低くできるから、誤ってGTO2がオ
ンすることはない。なお、t3〜t4時に示した各部の波形
は、逆バイアスされたGTO2のゲート電圧V(GK)のオン
信号のレベルと、これによりGTO2がオンし、アノード電
流I(A)が流れることを対応づけて示したものであ
る。
FIG. 4 (a) shows the current waveform I (FD) of the freewheeling diode 6 in this embodiment, and FIG. 4 (b) shows the anode-cathode voltage waveform V (A of the emitter-shorted GTO2.
K) and (c) of FIG. 9 show the anode current waveform I (A) of the short-circuited GTO2, and FIG. 8 (d) shows the gate-cathode voltage waveform V (GK) of the short-circuited GTO2. As shown in FIG. 4D, a reverse bias voltage is applied to the gate voltage V (GK) of this embodiment, as is well known. As a result, the second that occurs when GTO1 turns on
Since the level of the gate voltage V (GK) shown in FIG. 6 (c) can be lowered, the false ignition of GTO2 can be prevented more safely. As shown in FIG. 4 (a), when GTO1 is turned off at t 1 ,
The freewheeling diode 6 is turned on and a feedback current or a return current flows. Freewheeling diode 6
While the current is flowing to VTO, V (AK) of GTO2 becomes a minute voltage corresponding to the forward voltage drop of the freewheeling diode 6. Therefore, even if an ON signal is applied to the gate of GTO2 after turning off GTO1, it does not turn on. Then t 2
When GTO1 is turned on again, the freewheeling diode 6 is turned off. As a result, since the voltage V (AK) corresponding to the DC power supply voltage is applied between the anode and cathode of GTO2, the displacement current of GTO2 flows to the gate. But first
As in the embodiment shown in the figure, since there are no accumulated carriers in GTO2, the current discharged from the gate of GTO2 is only the displacement current, and the displacement current is absorbed by capacitor 11. As a result, the gate voltage V (GK) due to the displacement current
As shown in FIG. 4 (d), the rising level of GTO2 can be made sufficiently lower than the on level of GTO, so that GTO2 will not be turned on accidentally. Incidentally, the waveform of each part shown in times t 3 ~t 4, the level of the ON signal of the reverse biased GTO2 gate voltage V (GK), thereby GTO2 are turned on, the anode current I (A) to flow Are shown in association with each other.

第5図は本発明の第3の実施例を示す回路図であり、こ
の実施例は第3図の実施例に加え、ダイオード13に逆並
列に複数個のダイオード15をさらに接続したものであ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a third embodiment of the present invention. In this embodiment, in addition to the embodiment shown in FIG. 3, a plurality of diodes 15 are further connected in antiparallel to the diode 13. .

ダイオード15は、フリーホイーリングダイオード6に電
流が流れている時、このダイオード6のオン電圧のため
に抵抗10を通ってエミッタ短絡形GTO2のゲート、アノー
ドに電流が流れるのをなくすためである。従って、この
ダイオード15はダイオード6のオン電圧に応じて複数個
直列に接続する。
This is because when the current flows through the freewheeling diode 6, the diode 15 prevents the current from flowing through the resistor 10 to the gate and anode of the short-circuited emitter GTO2 due to the ON voltage of the diode 6. Therefore, a plurality of diodes 15 are connected in series according to the ON voltage of the diode 6.

このダイオード15を接続したことにより、エミッタ短絡
形GTO2のターンオフ時、ゲート、カソード間は逆バイア
スされ、コンデンサ11に充電された電荷はダイオード15
を通って放電され、ダイオード15のスレッシュホールド
電圧まで下がる。従って、エミッタ短絡形GTO2のターン
オン時、コンデンサ11に流れる電流は第3図の実施例の
場合より小さくなる。
By connecting this diode 15, when the emitter-shorted GTO2 is turned off, the gate and cathode are reverse-biased, and the charge charged in the capacitor 11 is
Is discharged through and drops to the threshold voltage of diode 15. Therefore, when the short-circuited emitter GTO2 is turned on, the current flowing through the capacitor 11 becomes smaller than that in the embodiment of FIG.

第6図(a)にこの実施例におけるフリーホイーリング
ダイオード6の電流波形I(FD)、同図(b)にエミッ
タ短絡形GTO2のアノード・カソード間電圧波形V(A
K)、同図(c)にエミッタ短絡形GTO2のアノード電流
波形I(A)、同図(d)にエミッタ短絡形GTO2のゲー
ト・カソード間電圧波形V(GK)をそれぞれ示してい
る。第4図に示した動作波形図と相違する点は、ゲート
電圧V(GK)の逆バイアス電圧のレベルが相違するだけ
であり、他の点は同様であるから、説明を省略する。
FIG. 6 (a) shows the current waveform I (FD) of the freewheeling diode 6 in this embodiment, and FIG. 6 (b) shows the anode-cathode voltage waveform V (A of the emitter-shorted GTO2.
K) and (c) of FIG. 9 show the anode current waveform I (A) of the short-circuited GTO2, and FIG. 8 (d) shows the gate-cathode voltage waveform V (GK) of the short-circuited GTO2. The difference from the operation waveform diagram shown in FIG. 4 is only the level of the reverse bias voltage of the gate voltage V (GK), and the other points are the same, so description thereof will be omitted.

なお、上記各実施例では電圧形インバータのゲート回路
を例にあげて説明したが、1対エミッタ短絡形GTOが直
列接続され、一方のエミッタ短絡形GTOがターンオフし
ている時に他方がターンオンするような回路構成の電力
変換装置に全て適用できるものである。
In each of the above embodiments, the gate circuit of the voltage type inverter has been described as an example, but one pair of emitter shorted GTOs are connected in series so that one emitter shorted GTO is turned off while the other is turned on. It can be applied to all power conversion devices having various circuit configurations.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、オフ状
態のエミッタ短絡形GTOが誤ってターンオンすることを
防止できるので、電力変換装置の信頼性を著しく高める
効果がある。
As is apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to prevent the emitter short-circuited GTO in the off state from being accidentally turned on, and thus there is an effect of significantly improving the reliability of the power conversion device.

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

第1図、第3図および第5図は本発明の第1〜第3実施
例をそれぞれ示す回路図、第2図、第4図および第6図
はそれぞれ第1図、第3図および第5図の動作を説明す
るための波形図、第7図はGTOを用いた電圧形インバー
タの1相分の回路図、第8図は電圧形インバータの1ア
ーム分の従来のゲート回路図、第9図はアノード側エミ
ッタ短絡形GTOの断面図、第10図は第8図のゲート回路
の動作を説明する波形図である。 1,2……アノード側エミッタ短絡形GTO、 3,4……ゲート回路、 6……フリーホイーリングダイオード、10……抵抗、11
……コンデンサ、13,15……ダイオード。
FIGS. 1, 3 and 5 are circuit diagrams showing first to third embodiments of the present invention, respectively, and FIGS. 2, 4, and 6 are FIGS. 1, 3 and 5, respectively. 5 is a waveform diagram for explaining the operation of FIG. 5, FIG. 7 is a circuit diagram of one phase of a voltage type inverter using a GTO, and FIG. 8 is a conventional gate circuit diagram of one arm of the voltage type inverter. FIG. 9 is a sectional view of the anode side emitter short-circuited GTO, and FIG. 10 is a waveform diagram for explaining the operation of the gate circuit of FIG. 1,2 …… GTO with shorted emitter on the anode side, 3,4 …… Gate circuit, 6 …… Freewheeling diode, 10 …… Resistance, 11
...... Capacitors, 13,15 …… Diodes.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】直列接続された1対のゲートターンオフサ
イリスタ(1,2)の両端を直流端(T1,T2)とし、前記直
列接続点を交流端(T3)とし、前記ゲートターンオフサ
イリスタにそれぞれフリーホイーリングダイオード(5,
6)を逆並列に接続してなる主回路を有し、前記ゲート
ターンオフサイリスタのゲート・カソード間に抵抗(1
0)を接続してなる電力変換装置において、前記ゲート
ターンオフサイリスタにアノード側エミッタ短縮形ゲー
トターンオフサイリスタを用い、前記抵抗(10)と直列
にショットキーバリアダイオード(13)を挿入接続し、
このショットキーバリアダイオードの極性を前記アノー
ド側エミッタ短絡形のゲートターンオフサイリスタのゲ
ートからアノードに向かう電流を阻止する方向に接続し
たことを特徴とする電力変換装置。
1. A pair of gate turn-off thyristors (1, 2) connected in series have DC terminals (T 1 , T 2 ) at both ends thereof, and the series connection point has an AC terminal (T 3 ) at the gate turn-off. Each freewheeling diode (5,
6) has a main circuit in which the gate turn-off thyristor has a resistor (1
0) is connected to the power converter, an anode side emitter shortening type gate turn-off thyristor is used for the gate turn-off thyristor, a Schottky barrier diode (13) is inserted and connected in series with the resistor (10),
A power converter in which the polarity of the Schottky barrier diode is connected in a direction in which a current from the gate of the anode-side emitter short-circuited gate turn-off thyristor to the anode is blocked.
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