JPH08265122A - 高耐電圧半導体スイッチ回路 - Google Patents
高耐電圧半導体スイッチ回路Info
- Publication number
- JPH08265122A JPH08265122A JP6733595A JP6733595A JPH08265122A JP H08265122 A JPH08265122 A JP H08265122A JP 6733595 A JP6733595 A JP 6733595A JP 6733595 A JP6733595 A JP 6733595A JP H08265122 A JPH08265122 A JP H08265122A
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- Japan
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- semiconductor switch
- circuit
- capacitor
- terminal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、高耐電圧半導体スイッチ回路
を小形・軽量化し、低コスト化を図ると共に、スイッチ
の耐振性を向上する。 【構成】複数の半導体スイッチ素子を直列接続し、抵抗
器とコンデンサの直列回路から成るサージ吸収回路を各
半導体スイッチ素子のアノード端子とカソード端子間に
設けて構成する高耐電圧半導体スイッチ回路において、
アノード端子に前記サージ吸収回路のコンデンサ側端子
を接続した前記半導体スイッチ素子と，カソード端子に
前記サージ吸収回路のコンデンサ側端子を接続した前記
半導体スイッチ素子を交互に直列接続させることによ
り、前記各サージ吸収回路間で各コンデンサ側端子同士
を、または各抵抗器側端子同士を接続させる。
を小形・軽量化し、低コスト化を図ると共に、スイッチ
の耐振性を向上する。 【構成】複数の半導体スイッチ素子を直列接続し、抵抗
器とコンデンサの直列回路から成るサージ吸収回路を各
半導体スイッチ素子のアノード端子とカソード端子間に
設けて構成する高耐電圧半導体スイッチ回路において、
アノード端子に前記サージ吸収回路のコンデンサ側端子
を接続した前記半導体スイッチ素子と，カソード端子に
前記サージ吸収回路のコンデンサ側端子を接続した前記
半導体スイッチ素子を交互に直列接続させることによ
り、前記各サージ吸収回路間で各コンデンサ側端子同士
を、または各抵抗器側端子同士を接続させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数個の半導体スイッ
チ素子を直列接続して構成する高耐電圧半導体スイッチ
回路に関する。
チ素子を直列接続して構成する高耐電圧半導体スイッチ
回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体スイッチ素子を直列接続して構成
する高耐電圧半導体スイッチは、平成６年電気学会電力
・エネルギー部門大会論文Ｎo.５７８「高電圧大容量サ
イリスタバルブの構造」に示されているように、半導体
スイッチ素子が多数となる場合、高耐電圧半導体スイッ
チを数個の半導体スイッチ素子を含むスイッチモジュー
ルに分割し、実装においては、各スイッチモジュール間
を支柱により接続して多段構成とし、高層ビルディング
状にする。したがって、地震に対する耐振性向上、また
低コスト化のためにも、各スイッチモジュールを小形・
軽量とする必要がある。
する高耐電圧半導体スイッチは、平成６年電気学会電力
・エネルギー部門大会論文Ｎo.５７８「高電圧大容量サ
イリスタバルブの構造」に示されているように、半導体
スイッチ素子が多数となる場合、高耐電圧半導体スイッ
チを数個の半導体スイッチ素子を含むスイッチモジュー
ルに分割し、実装においては、各スイッチモジュール間
を支柱により接続して多段構成とし、高層ビルディング
状にする。したがって、地震に対する耐振性向上、また
低コスト化のためにも、各スイッチモジュールを小形・
軽量とする必要がある。
【０００３】しかし、従来のスイッチモジュールは、平
成６年電気学会電力・エネルギー部門大会論文Ｎo.４８
「ＣＡＥによるサイリスタバルブの回路解析及びその最
適設計手法の開発」に示されているように、抵抗器とコ
ンデンサの直列回路から成るサージ吸収回路を各半導体
スイッチ素子のアノード端子とカソード端子間に単に接
続しているだけであり、コンデンサや抵抗器を一体化し
て小形・軽量化を図る工夫はされていない。
成６年電気学会電力・エネルギー部門大会論文Ｎo.４８
「ＣＡＥによるサイリスタバルブの回路解析及びその最
適設計手法の開発」に示されているように、抵抗器とコ
ンデンサの直列回路から成るサージ吸収回路を各半導体
スイッチ素子のアノード端子とカソード端子間に単に接
続しているだけであり、コンデンサや抵抗器を一体化し
て小形・軽量化を図る工夫はされていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明で解決しようと
する課題すなわち目的は、上記スイッチモジュールを小
形・軽量化し、高耐電圧半導体スイッチ回路の低コスト
化と軽量化による耐震性の向上を図ることである。
する課題すなわち目的は、上記スイッチモジュールを小
形・軽量化し、高耐電圧半導体スイッチ回路の低コスト
化と軽量化による耐震性の向上を図ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明における課題を解
決する手段は、複数の半導体スイッチ素子を直列接続
し、抵抗器とコンデンサの直列回路から成るサージ吸収
回路を各半導体スイッチ素子のアノード端子とカソード
端子間に設けて構成する高耐電圧半導体スイッチ回路に
おいて、アノード端子に前記サージ吸収回路のコンデン
サ側端子を接続した前記半導体スイッチ素子と，カソー
ド端子に前記サージ吸収回路のコンデンサ側端子を接続
した前記半導体スイッチ素子を交互に直列接続させるこ
とにより、前記各サージ吸収回路間で各コンデンサ側端
子同士を、または各抵抗器側端子同士を接続させるよう
にしたことを特徴とする。
決する手段は、複数の半導体スイッチ素子を直列接続
し、抵抗器とコンデンサの直列回路から成るサージ吸収
回路を各半導体スイッチ素子のアノード端子とカソード
端子間に設けて構成する高耐電圧半導体スイッチ回路に
おいて、アノード端子に前記サージ吸収回路のコンデン
サ側端子を接続した前記半導体スイッチ素子と，カソー
ド端子に前記サージ吸収回路のコンデンサ側端子を接続
した前記半導体スイッチ素子を交互に直列接続させるこ
とにより、前記各サージ吸収回路間で各コンデンサ側端
子同士を、または各抵抗器側端子同士を接続させるよう
にしたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】上記サージ吸収回路間で２つのコンデンサ間で
片方の端子が同電位となるコンデンサの対ができる。し
たがって、対となるコンデンサ間の電気絶縁が不要とな
り、コンデンサの実装配置を密にできる。またサージ吸
収回路２つの抵抗器間についても同様なことがいえるこ
とから、実装配置の高密度化によりスイッチモジュール
を小形・軽量化することができる。
片方の端子が同電位となるコンデンサの対ができる。し
たがって、対となるコンデンサ間の電気絶縁が不要とな
り、コンデンサの実装配置を密にできる。またサージ吸
収回路２つの抵抗器間についても同様なことがいえるこ
とから、実装配置の高密度化によりスイッチモジュール
を小形・軽量化することができる。
【０００７】
【実施例】図１，図２、及び図３により、本発明の実施
例を示す。
例を示す。
【０００８】図１は、半導体スイッチ素子２１〜２ｎと
してサイリスタ素子を用いた場合の高耐電圧半導体スイ
ッチ７１の回路構成例であり、サイリスタ素子を直列接
続している。ここで、リアクトル１１，１２は、スイッ
チの電流立上りを緩やかにし、半導体スイッチ素子の破
損を防止するためのものである。
してサイリスタ素子を用いた場合の高耐電圧半導体スイ
ッチ７１の回路構成例であり、サイリスタ素子を直列接
続している。ここで、リアクトル１１，１２は、スイッ
チの電流立上りを緩やかにし、半導体スイッチ素子の破
損を防止するためのものである。
【０００９】各サイリスタ素子のアノード端子とカソー
ド端子の間には抵抗器３１〜３ｎとコンデンサ４１〜４
ｎの直列回路からなるサージ吸収回路５１〜５ｎを設け
ており、また、各サージ吸収回路間の接続関係は、コン
デンサ側端子が互いに接続されるようにしている。
ド端子の間には抵抗器３１〜３ｎとコンデンサ４１〜４
ｎの直列回路からなるサージ吸収回路５１〜５ｎを設け
ており、また、各サージ吸収回路間の接続関係は、コン
デンサ側端子が互いに接続されるようにしている。
【００１０】このようにすると、コンデンサ４１，４２
のように、コンデンサ間で片方の端子が同電位となるコ
ンデンサの対ができる。したがって、対となるコンデン
サ間の電気絶縁が不要となり、コンデンサの実装配置を
密にできる。また、対となるコンデンサを、それぞれ中
間端子を備える３端子コンデンサ６１〜６ｋとして一体
化することも可能である。
のように、コンデンサ間で片方の端子が同電位となるコ
ンデンサの対ができる。したがって、対となるコンデン
サ間の電気絶縁が不要となり、コンデンサの実装配置を
密にできる。また、対となるコンデンサを、それぞれ中
間端子を備える３端子コンデンサ６１〜６ｋとして一体
化することも可能である。
【００１１】図２は、図１の高耐電圧半導体スイッチ回
路７１を実現する場合の実装構成例であり、６個のサイ
リスタ素子２１〜２６から成っている。各サイリスタ素
子は、金属製の冷却フィン８１〜８７で挟むことにより
固定している。したがって、各冷却フィンは各サイリス
タ素子の端子電極板の役割もし、抵抗器３１〜３６と３
端子コンデンサ６１〜６３から成るサージ吸収回路は、
各冷却フィンに接続されている。本実施例では、コンデ
ンサの一体化により空いた場所にリアクトル１１，１２
を配置し、実装面積を低減している。
路７１を実現する場合の実装構成例であり、６個のサイ
リスタ素子２１〜２６から成っている。各サイリスタ素
子は、金属製の冷却フィン８１〜８７で挟むことにより
固定している。したがって、各冷却フィンは各サイリス
タ素子の端子電極板の役割もし、抵抗器３１〜３６と３
端子コンデンサ６１〜６３から成るサージ吸収回路は、
各冷却フィンに接続されている。本実施例では、コンデ
ンサの一体化により空いた場所にリアクトル１１，１２
を配置し、実装面積を低減している。
【００１２】図３は、図２に示す半導体スイッチ回路を
複数個７１，７２，７３…用し、これらを絶縁柱７１
ａ，７１ｂ，７１ｃ… により連結し、更に、半導体ス
イッチ回路７１，７２，７３… 間に電気配線を施すこ
とにより、更に高耐電圧のスイッチ回路群を構成した半
導体バルブである。
複数個７１，７２，７３…用し、これらを絶縁柱７１
ａ，７１ｂ，７１ｃ… により連結し、更に、半導体ス
イッチ回路７１，７２，７３… 間に電気配線を施すこ
とにより、更に高耐電圧のスイッチ回路群を構成した半
導体バルブである。
【００１３】超高電圧に耐える半導体スイッチ回路群
は、一般に図３のように構成するが、本実施例では、図
２に示すような構成の半導体スイッチ回路７１，７２，
７３…を軽量化しているので、図３の半導体スイッチ群
の耐振性を向上することができる。
は、一般に図３のように構成するが、本実施例では、図
２に示すような構成の半導体スイッチ回路７１，７２，
７３…を軽量化しているので、図３の半導体スイッチ群
の耐振性を向上することができる。
【００１４】以上述べた実施例においては、コンデンサ
の一体化によりスイッチ回路の実装面積を低減し、高耐
電圧半導体スイッチの小形・軽量化を可能にしている。
の一体化によりスイッチ回路の実装面積を低減し、高耐
電圧半導体スイッチの小形・軽量化を可能にしている。
【００１５】図４および図５は、本発明の他の実施例で
あり、図１と異なる点は、抵抗器についても２個を一体
化したことにある。図１をみると、抵抗器３２と３３の
関係のように、直列に接続されている２つの抵抗器の対
があり、この抵抗器の対を一体化し、中間端子をもつ１
つの抵抗器にすることができる。したがって、図４で
は、抵抗器３２と３３を一体化し、抵抗器９１としてい
る。このとき、半導体スイッチの実装状態は、図２に対
し、図５に示すように抵抗器３２と３３、また抵抗器３
４と３５が一体化され、それぞれ抵抗器９１，９２とな
る。
あり、図１と異なる点は、抵抗器についても２個を一体
化したことにある。図１をみると、抵抗器３２と３３の
関係のように、直列に接続されている２つの抵抗器の対
があり、この抵抗器の対を一体化し、中間端子をもつ１
つの抵抗器にすることができる。したがって、図４で
は、抵抗器３２と３３を一体化し、抵抗器９１としてい
る。このとき、半導体スイッチの実装状態は、図２に対
し、図５に示すように抵抗器３２と３３、また抵抗器３
４と３５が一体化され、それぞれ抵抗器９１，９２とな
る。
【００１６】図５では、図２に対し抵抗器の個数を低減
できる。したがって、半導体スイッチを更に小形化でき
る。また、抵抗器の個数が減らせることで、電気配線の
本数を減らせると共に、水冷却式の抵抗器を用いる場
合、冷却水を通流する配管の本数も減らせる。
できる。したがって、半導体スイッチを更に小形化でき
る。また、抵抗器の個数が減らせることで、電気配線の
本数を減らせると共に、水冷却式の抵抗器を用いる場
合、冷却水を通流する配管の本数も減らせる。
【００１７】図６，図７、および図８は、本発明の他の
実施例である。図６に示すように半導体スイッチ素子を
直列接続する場合、半導体スイッチ素子のオフ状態にお
ける漏れ電流に差があると、その差により、コンデンサ
４１〜４ｎのそれぞれで、端子間電圧に差が生じる。こ
のため、半導体スイッチ素子２１〜２ｎ間の電圧分担が
不均一となる。したがって、半導体スイッチ素子の漏れ
電流差の影響を軽減し、電圧分担を均一にするための分
圧抵抗器１０１〜１０ｎを一般に設ける。
実施例である。図６に示すように半導体スイッチ素子を
直列接続する場合、半導体スイッチ素子のオフ状態にお
ける漏れ電流に差があると、その差により、コンデンサ
４１〜４ｎのそれぞれで、端子間電圧に差が生じる。こ
のため、半導体スイッチ素子２１〜２ｎ間の電圧分担が
不均一となる。したがって、半導体スイッチ素子の漏れ
電流差の影響を軽減し、電圧分担を均一にするための分
圧抵抗器１０１〜１０ｎを一般に設ける。
【００１８】ここで、抵抗値は、サージ吸収用の抵抗器
３１〜３ｎが数１０Ωであるのに対し、分圧抵抗器１０
１〜１０ｎは、数１０ｋΩであり、抵抗器３１〜３ｎと
コンデンサ４１〜４ｎから成るサージ吸収回路と分圧抵
抗器１０１〜１０ｎを、等価変換により一体化し、図７
のようにすることができる。
３１〜３ｎが数１０Ωであるのに対し、分圧抵抗器１０
１〜１０ｎは、数１０ｋΩであり、抵抗器３１〜３ｎと
コンデンサ４１〜４ｎから成るサージ吸収回路と分圧抵
抗器１０１〜１０ｎを、等価変換により一体化し、図７
のようにすることができる。
【００１９】図７をみると、全ての抵抗器が直列接続さ
れており、抵抗器３１〜３ｎ，101〜１０ｎを１本の抵
抗器１００とすることが可能である。その場合の実装状
態は、図８のようになる。
れており、抵抗器３１〜３ｎ，101〜１０ｎを１本の抵
抗器１００とすることが可能である。その場合の実装状
態は、図８のようになる。
【００２０】図８では、抵抗器が１本になるので、図５
よりも、更に半導体スイッチを小形化できる。また、抵
抗器が１個なので、電気配線の本数を減らせると共に、
水冷却式の抵抗器を用いる場合、冷却水を通流する配管
の本数も大幅に減らせる。
よりも、更に半導体スイッチを小形化できる。また、抵
抗器が１個なので、電気配線の本数を減らせると共に、
水冷却式の抵抗器を用いる場合、冷却水を通流する配管
の本数も大幅に減らせる。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、高耐電圧半導体スイッ
チを構成する部品を低減できるので、高耐電圧半導体ス
イッチを小形・軽量化することができる。それにより、
高耐電圧半導体スイッチの低コスト化を図ると共に、半
導体スイッチを組み合わせて構成する超高電圧に耐える
スイッチ群の耐振性を向上することができる。
チを構成する部品を低減できるので、高耐電圧半導体ス
イッチを小形・軽量化することができる。それにより、
高耐電圧半導体スイッチの低コスト化を図ると共に、半
導体スイッチを組み合わせて構成する超高電圧に耐える
スイッチ群の耐振性を向上することができる。
【図１】本発明の一実施例の回路構成図。
【図２】図１の回路の実装構成図。
【図３】図２の実装を多段に構成したバルブの構成図。
【図４】本発明の他の実施例の回路構成図。
【図５】図４の回路の実装構成図。
【図６】本発明の他の実施例の回路構成図。
【図７】本発明の他の実施例の回路構成図。
【図８】図７の回路の実装構成図。
１１，１２…リアクトル、２１〜２ｎ…半導体スイッチ
素子、３１〜３ｎ…抵抗器、４１〜４ｎ…コンデンサ、
５１〜５ｎ…サージ吸収回路、６１〜６ｋ…一体化コン
デンサ、７１…半導体スイッチ回路。
素子、３１〜３ｎ…抵抗器、４１〜４ｎ…コンデンサ、
５１〜５ｎ…サージ吸収回路、６１〜６ｋ…一体化コン
デンサ、７１…半導体スイッチ回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 晃造 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (6)
- 【請求項１】複数の半導体スイッチ素子を直列接続し、
抵抗器とコンデンサの直列回路から成るサージ吸収回路
を各半導体スイッチ素子のアノード端子とカソード端子
間に設けて構成する高耐電圧半導体スイッチ回路におい
て、 アノード端子に前記サージ吸収回路のコンデンサ側端子
を接続した前記半導体スイッチ素子と，カソード端子に
前記サージ吸収回路のコンデンサ側端子を接続した前記
半導体スイッチ素子を交互に直列接続させることによ
り、前記各サージ吸収回路間で各コンデンサ側端子同士
を、または各抵抗器側端子同士を接続させるようにした
ことを特徴とする高耐電圧半導体スイッチ回路。 - 【請求項２】請求項１の前記コンデンサ側端子同士が互
いに接続されたサージ吸収回路において、 該サージ吸収回路における各コンデンサを一体化し、該
一体化されたコンデンサの中間に中間端子を設け、該中
間端子が前記半導体スイッチ素子に接続されるようにし
たことを特徴とする高耐電圧半導体スイッチ回路。 - 【請求項３】請求項１の前記抵抗器側端子同士が互いに
接続されたサージ吸収回路において、 該サージ吸収回路における各抵抗器を一体化し、該一体
化された抵抗器の中間に中間端子を設け、該中間端子が
前記半導体スイッチ素子に接続されるようにしたことを
特徴とする高耐電圧半導体スイッチ回路。 - 【請求項４】請求項２乃至請求項３記載の高耐電圧半導
体スイッチ回路において、 前記直列接続された複数の半導体スイッチ素子を、偶数
個の半導体スイッチ素子を含む回路群に分割し、該回路
群を直列接続して構成したことを特徴とする高耐電圧半
導体スイッチ回路。 - 【請求項５】請求項４において、前記分割された回路群
は、該回路群を構成する前記半導体スイッチ素子と前記
サージ吸収回路が同一基板上に配置されると共に、各回
路群を接続するリアクトルを該基板上に配置させるよう
にしたことを特徴とする高耐電圧半導体スイッチ回路。 - 【請求項６】請求項１記載のサージ吸収回路において、
前記コンデンサに並列に抵抗器を接続したことを特徴と
する高耐電圧半導体スイッチ回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6733595A JPH08265122A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 高耐電圧半導体スイッチ回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6733595A JPH08265122A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 高耐電圧半導体スイッチ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08265122A true JPH08265122A (ja) | 1996-10-11 |
Family
ID=13342052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6733595A Pending JPH08265122A (ja) | 1995-03-27 | 1995-03-27 | 高耐電圧半導体スイッチ回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08265122A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9081406B2 (en) | 2012-07-09 | 2015-07-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Static var compensator including series circuits of three phases that are delta-connected to three-phase AC buses |
-
1995
- 1995-03-27 JP JP6733595A patent/JPH08265122A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9081406B2 (en) | 2012-07-09 | 2015-07-14 | Mitsubishi Electric Corporation | Static var compensator including series circuits of three phases that are delta-connected to three-phase AC buses |
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