JPH08308092A - 高耐圧ブレーカ装置 - Google Patents
高耐圧ブレーカ装置Info
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- JPH08308092A JPH08308092A JP12702395A JP12702395A JPH08308092A JP H08308092 A JPH08308092 A JP H08308092A JP 12702395 A JP12702395 A JP 12702395A JP 12702395 A JP12702395 A JP 12702395A JP H08308092 A JPH08308092 A JP H08308092A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/10—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
- H03K17/107—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage in composite switches
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 負荷の短絡などにより過大電流が流れた場合
には、直列接続された複数のトランジスタの総てを飽和
状態にして、各トランジスタに印加する電圧のアンバラ
ンスを防止する。 【構成】 コレクタ及びエミッタの電流経路が直列接続
された２個のＩＧＢＴ１０、１４を負荷２０の電流路に
挿入する。これらＩＧＢＴのコレクタ及びエミッタ間に
は、コンデンサ１２、１６を接続する。過大電流が流れ
た場合、一方のＩＧＢＴが飽和状態になり、他方のＩＧ
ＢＴが未飽和であっても、飽和状態のＩＧＢＴに並列接
続されたコンデンサにも電流が流れ、合計された電流が
未飽和のＩＧＢＴに流れて、飽和状態になる。よって、
各ＩＧＢＴに印加される電圧がアンバランスにならな
い。
には、直列接続された複数のトランジスタの総てを飽和
状態にして、各トランジスタに印加する電圧のアンバラ
ンスを防止する。 【構成】 コレクタ及びエミッタの電流経路が直列接続
された２個のＩＧＢＴ１０、１４を負荷２０の電流路に
挿入する。これらＩＧＢＴのコレクタ及びエミッタ間に
は、コンデンサ１２、１６を接続する。過大電流が流れ
た場合、一方のＩＧＢＴが飽和状態になり、他方のＩＧ
ＢＴが未飽和であっても、飽和状態のＩＧＢＴに並列接
続されたコンデンサにも電流が流れ、合計された電流が
未飽和のＩＧＢＴに流れて、飽和状態になる。よって、
各ＩＧＢＴに印加される電圧がアンバランスにならな
い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷に過大電流が流れ
た際に、負荷の電流路を遮断するブレーカ装置に関す
る。
た際に、負荷の電流路を遮断するブレーカ装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体測定装置において、パワ
ーＭＯＳＦＥＴや、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジ
スタなどの大電流半導体素子の短絡試験を行う場合、コ
レクタ及びエミッタ間の電圧を順次上昇させ、コレクタ
及びエミッタ間が短絡する状態を試験する。ここで、被
試験半導体素子が短絡すると、過大電流が半導体測定装
置に流れ、半導体測定装置自体を破壊する可能性があ
る。なお、この場合、被試験半導体素子が、電流路にお
ける負荷となる。また、負荷がモータの場合、このモー
タの故障により主電流路の両端間が短絡すると、過大電
流が流れ、モータ制御回路を破壊する可能性がある。
ーＭＯＳＦＥＴや、絶縁ゲート・バイポーラ・トランジ
スタなどの大電流半導体素子の短絡試験を行う場合、コ
レクタ及びエミッタ間の電圧を順次上昇させ、コレクタ
及びエミッタ間が短絡する状態を試験する。ここで、被
試験半導体素子が短絡すると、過大電流が半導体測定装
置に流れ、半導体測定装置自体を破壊する可能性があ
る。なお、この場合、被試験半導体素子が、電流路にお
ける負荷となる。また、負荷がモータの場合、このモー
タの故障により主電流路の両端間が短絡すると、過大電
流が流れ、モータ制御回路を破壊する可能性がある。
【０００３】このように種々の電気回路において、負荷
の短絡や地落（負荷の電流路が接地に落ちる）により過
大電流が流れると、負荷自体を更に破壊したり、負荷の
周辺回路や制御回路も破壊する可能性がある。よって、
負荷に過大電流が流れた場合、負荷の電流路を瞬時に遮
断するブレーカ装置が必要となる。なお、家庭用のブレ
ーカ装置は、電磁リレーを用いており、高速な遮断動作
には適さない。
の短絡や地落（負荷の電流路が接地に落ちる）により過
大電流が流れると、負荷自体を更に破壊したり、負荷の
周辺回路や制御回路も破壊する可能性がある。よって、
負荷に過大電流が流れた場合、負荷の電流路を瞬時に遮
断するブレーカ装置が必要となる。なお、家庭用のブレ
ーカ装置は、電磁リレーを用いており、高速な遮断動作
には適さない。
【０００４】過大電流に対して瞬時に遮断を行う従来の
ブレーカ装置の１つに、ラピット・ヒューズやスーパー
・ラピット・ヒューズがある。しかし、これら特殊なヒ
ューズは、高価であり、１回ずつの使い捨てとなる。特
に、半導体素子の短絡試験のように、試験の度毎に過大
電流が流れる場合は、非常に不経済となる。
ブレーカ装置の１つに、ラピット・ヒューズやスーパー
・ラピット・ヒューズがある。しかし、これら特殊なヒ
ューズは、高価であり、１回ずつの使い捨てとなる。特
に、半導体素子の短絡試験のように、試験の度毎に過大
電流が流れる場合は、非常に不経済となる。
【０００５】従来の別の高速ブレーカ装置には、本願出
願人が提案している絶縁ゲート・バイポーラ・トランジ
スタ（ＩＧＢＴ）を用いたブレーカ装置がある。このＩ
ＧＢＴブレーカ装置では、Ｎ個のＩＧＢＴを並列に配置
し、各ＩＧＢＴのコレクタ及びエミッタ間の主電流路を
負荷の電流路に挿入する。また、各ＩＧＢＴのゲートに
は、制御回路からのゲート・バイアス電圧が供給され、
常態でＩＧＢＴを導通常態にする。よって、各ＩＧＢＴ
には、負荷に流れる電流の約Ｎ分の１の電流が流れるの
で、全体として大電流に耐えられる。また、Ｎ個のＩＧ
ＢＴの組合せをＭ組だけ直列接続にすれば、ＩＧＢＴ全
体としての耐圧を１組のＩＧＢＴの場合のＭ倍に高くで
きる。負荷の電流路に小抵抗器を挿入し、負荷に流れる
電流を電圧に変換する。この電圧が基準値を超えた場合
を過大電流として、制御回路に各ＩＧＢＴを非導通にさ
せる。なお、このＩＧＢＴブレーカ装置は、何度でも使
用でき非常に経済的である。
願人が提案している絶縁ゲート・バイポーラ・トランジ
スタ（ＩＧＢＴ）を用いたブレーカ装置がある。このＩ
ＧＢＴブレーカ装置では、Ｎ個のＩＧＢＴを並列に配置
し、各ＩＧＢＴのコレクタ及びエミッタ間の主電流路を
負荷の電流路に挿入する。また、各ＩＧＢＴのゲートに
は、制御回路からのゲート・バイアス電圧が供給され、
常態でＩＧＢＴを導通常態にする。よって、各ＩＧＢＴ
には、負荷に流れる電流の約Ｎ分の１の電流が流れるの
で、全体として大電流に耐えられる。また、Ｎ個のＩＧ
ＢＴの組合せをＭ組だけ直列接続にすれば、ＩＧＢＴ全
体としての耐圧を１組のＩＧＢＴの場合のＭ倍に高くで
きる。負荷の電流路に小抵抗器を挿入し、負荷に流れる
電流を電圧に変換する。この電圧が基準値を超えた場合
を過大電流として、制御回路に各ＩＧＢＴを非導通にさ
せる。なお、このＩＧＢＴブレーカ装置は、何度でも使
用でき非常に経済的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この従来のＩＧＢＴブ
レーカ装置の場合、耐圧だけを考慮すれば、複数のＩＧ
ＢＴを直列（縦続）接続するのみでよい。ところで、複
数のＩＧＢＴの電圧−電流特性は、必ずしも一致してい
ない。２個のＩＧＢＴを直列接続した場合の特性を図２
に示す。この図では、横軸がＩＧＢＴのコレクタ・エミ
ッタ間電圧ＶCEであり、縦軸がコレクタ電流ＩC であ
り、特性曲線４８が縦続接続した下側（低電圧側）のＩ
ＧＢＴの特性であり、特性曲線５０が上側（高電圧側）
のＩＧＢＴの特性である。なお、上側が低電圧側とな
り、下側が高電圧側となる場合もある点に留意された
い。通常状態では、ＩＧＢＴブレーカ装置は導通してお
り、下側のＩＧＢＴの動作点は点５２であり、上側のＩ
ＧＢＴの動作点は点５４である。負荷に短絡などの異常
があり、負荷を流れる電流が増大すると、２個の直列接
続されたＩＧＢＴの電流も増加する。負荷を流れる電流
がＩS まで増大すると、下側のＩＧＢＴは、動作点５６
になり、飽和してしまう。しかし、上側のＩＧＢＴは、
同じ電流が流れるので、動作点５８で動作するが、まだ
飽和していない。
レーカ装置の場合、耐圧だけを考慮すれば、複数のＩＧ
ＢＴを直列（縦続）接続するのみでよい。ところで、複
数のＩＧＢＴの電圧−電流特性は、必ずしも一致してい
ない。２個のＩＧＢＴを直列接続した場合の特性を図２
に示す。この図では、横軸がＩＧＢＴのコレクタ・エミ
ッタ間電圧ＶCEであり、縦軸がコレクタ電流ＩC であ
り、特性曲線４８が縦続接続した下側（低電圧側）のＩ
ＧＢＴの特性であり、特性曲線５０が上側（高電圧側）
のＩＧＢＴの特性である。なお、上側が低電圧側とな
り、下側が高電圧側となる場合もある点に留意された
い。通常状態では、ＩＧＢＴブレーカ装置は導通してお
り、下側のＩＧＢＴの動作点は点５２であり、上側のＩ
ＧＢＴの動作点は点５４である。負荷に短絡などの異常
があり、負荷を流れる電流が増大すると、２個の直列接
続されたＩＧＢＴの電流も増加する。負荷を流れる電流
がＩS まで増大すると、下側のＩＧＢＴは、動作点５６
になり、飽和してしまう。しかし、上側のＩＧＢＴは、
同じ電流が流れるので、動作点５８で動作するが、まだ
飽和していない。
【０００７】このように、直列接続された２個のＩＧＢ
Ｔの一方が飽和し、他方が未飽和の状態であると、電圧
バランスが崩れる。すなわち、飽和した方のＩＧＢＴの
コレクタ・エミッタ間電圧ＶCEが急速に上昇し、２個の
ＩＧＢＴで分担していた電圧の総てが飽和した方のＩＧ
ＢＴに供給され、このＩＧＢＴが破壊されてしまう。こ
れは、３個以上のＩＧＢＴを直列接続した場合も同様で
あり、また、ＩＧＢＴ以外のトランジスタ（例えば、パ
ワーＭＯＳＦＥＴなど）をブレーカに用いた場合も同様
である。
Ｔの一方が飽和し、他方が未飽和の状態であると、電圧
バランスが崩れる。すなわち、飽和した方のＩＧＢＴの
コレクタ・エミッタ間電圧ＶCEが急速に上昇し、２個の
ＩＧＢＴで分担していた電圧の総てが飽和した方のＩＧ
ＢＴに供給され、このＩＧＢＴが破壊されてしまう。こ
れは、３個以上のＩＧＢＴを直列接続した場合も同様で
あり、また、ＩＧＢＴ以外のトランジスタ（例えば、パ
ワーＭＯＳＦＥＴなど）をブレーカに用いた場合も同様
である。
【０００８】したがって、本発明の目的は、直列接続さ
れたトランジスタに印加される電圧のバランスが崩れる
のを防止する高耐圧ブレーカ装置の提供にある。
れたトランジスタに印加される電圧のバランスが崩れる
のを防止する高耐圧ブレーカ装置の提供にある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、負荷に過大電
流が流れた際に、負荷の電流路を遮断するブレーカ装置
であって、コレクタ及びエミッタの電流経路が直列接続
された少なくとも２個のトランジスタ１０、１４を負荷
２０の電流路に挿入する。検出手段２２〜２８は、負荷
の電流路に所定電流以上が流れたことを検出すると出力
信号状態を変化し、制御手段３０〜４６は、通常状態で
トランジスタを導通状態に制御し、検出手段の出力信号
状態が変化すると、トランジスタを非導通状態に制御す
る。また、トランジスタのコレクタ及びエミッタ間に
は、コンデンサ１２、１６が接続される。
流が流れた際に、負荷の電流路を遮断するブレーカ装置
であって、コレクタ及びエミッタの電流経路が直列接続
された少なくとも２個のトランジスタ１０、１４を負荷
２０の電流路に挿入する。検出手段２２〜２８は、負荷
の電流路に所定電流以上が流れたことを検出すると出力
信号状態を変化し、制御手段３０〜４６は、通常状態で
トランジスタを導通状態に制御し、検出手段の出力信号
状態が変化すると、トランジスタを非導通状態に制御す
る。また、トランジスタのコレクタ及びエミッタ間に
は、コンデンサ１２、１６が接続される。
【００１０】
【作用】本発明では、例えば、トランジスタ１０が先に
飽和し、トランジスタ１４がまだ飽和していない場合、
トランジスタ１４に更に電流を流さなければ、このトラ
ンジスタ１４が飽和しない。しかし、コンデンサ１２が
トランジスタ１０のコレクタ・エミッタ間に接続されて
いるため、負荷を流れる電流は、トランジスタ１０及び
コンデンサ１２の両方に流れ、トランジスタ１０の飽和
電流以上の電流をトランジスタ１４に流せる。よって、
トランジスタ１４も飽和状態にでき、トランジスタ１０
及び１４の両方が飽和となり、バランスする。したがっ
て、一方のトランジスタのみに過大電圧が印加すること
がなくなる。
飽和し、トランジスタ１４がまだ飽和していない場合、
トランジスタ１４に更に電流を流さなければ、このトラ
ンジスタ１４が飽和しない。しかし、コンデンサ１２が
トランジスタ１０のコレクタ・エミッタ間に接続されて
いるため、負荷を流れる電流は、トランジスタ１０及び
コンデンサ１２の両方に流れ、トランジスタ１０の飽和
電流以上の電流をトランジスタ１４に流せる。よって、
トランジスタ１４も飽和状態にでき、トランジスタ１０
及び１４の両方が飽和となり、バランスする。したがっ
て、一方のトランジスタのみに過大電圧が印加すること
がなくなる。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の好適な実施例のブロック図
である。この実施例では、半導体素子である２個のＩＧ
ＢＴを直列に配置しており、ＩＧＢＴ１０及び１２のコ
レクタ同士及びエミッタ同士を夫々相互接続する。すな
わち、ＩＧＢＴ１０のコレクタをＩＧＢＴ１４のエミッ
タに接続する。よって、これらＩＧＢＴ１０及び１２
は、全体として、単一のＩＧＢＴの場合の２倍の最大耐
圧となる。なお、ＩＧＢＴのコレクタ及びエミッタ間が
半導体素子の主電流路となる。コンデンサ１２及び１６
をＩＧＢＴ１０及び１４のコレクタ及びエミッタ間に夫
々接続する。これらＩＧＢＴの主電流路、電源１８、負
荷２０及び電流検出用抵抗器２２を直列接続して、電源
１８より、負荷２０に電圧を印加する。負荷２０は、上
述のように、半導体測定装置の被測定素子であっても、
モータであってもよい。半導体測定装置の場合は、負荷
２０に供給される電圧を測定する手段と、抵抗器２２の
電圧降下を測定する手段とを設けて、負荷２０の電圧−
電流特性を測定する。
である。この実施例では、半導体素子である２個のＩＧ
ＢＴを直列に配置しており、ＩＧＢＴ１０及び１２のコ
レクタ同士及びエミッタ同士を夫々相互接続する。すな
わち、ＩＧＢＴ１０のコレクタをＩＧＢＴ１４のエミッ
タに接続する。よって、これらＩＧＢＴ１０及び１２
は、全体として、単一のＩＧＢＴの場合の２倍の最大耐
圧となる。なお、ＩＧＢＴのコレクタ及びエミッタ間が
半導体素子の主電流路となる。コンデンサ１２及び１６
をＩＧＢＴ１０及び１４のコレクタ及びエミッタ間に夫
々接続する。これらＩＧＢＴの主電流路、電源１８、負
荷２０及び電流検出用抵抗器２２を直列接続して、電源
１８より、負荷２０に電圧を印加する。負荷２０は、上
述のように、半導体測定装置の被測定素子であっても、
モータであってもよい。半導体測定装置の場合は、負荷
２０に供給される電圧を測定する手段と、抵抗器２２の
電圧降下を測定する手段とを設けて、負荷２０の電圧−
電流特性を測定する。
【００１２】差動増幅器２４は、抵抗器２２の両端の電
圧差、即ち、負荷２０に流れる電流に比例する電圧を求
める。比較器２６は、差動増幅器２４の出力電圧と基準
電圧Ｖref とを比較し、負荷２０に流れる電流が所定値
に達すると、その出力状態を変化する。よって、抵抗器
２２、差動増幅器２４及び比較器２６は、負荷の電流路
に所定電流以上が流れたことを検出すると出力信号状態
を変化させる検出手段となる。
圧差、即ち、負荷２０に流れる電流に比例する電圧を求
める。比較器２６は、差動増幅器２４の出力電圧と基準
電圧Ｖref とを比較し、負荷２０に流れる電流が所定値
に達すると、その出力状態を変化する。よって、抵抗器
２２、差動増幅器２４及び比較器２６は、負荷の電流路
に所定電流以上が流れたことを検出すると出力信号状態
を変化させる検出手段となる。
【００１３】遅延回路２８は、比較器２６の出力信号を
遅延させ、光結合器３０及び３２を介して増幅器３４及
び３６に遅延比較出力信号を供給する。増幅器３４は、
小抵抗器、例えば、１００Ωの抵抗器３８、及び例え
ば、１ＫΩの抵抗器４０を介して、ゲート制御信号をＩ
ＧＢＴ１０のゲートに供給する。同様に、増幅器３６
は、１００Ωの小抵抗器４４及び１ＫΩの抵抗器４６を
介して、ゲート制御信号をＩＧＢＴ１４のゲートに夫々
供給する。これら素子２８〜４６が、ＩＧＢＴの導通及
び非導通状態を制御する制御手段となる。光結合器３０
及び３２を用いており、また、増幅器３４及び３６の基
準電位がＩＧＢＴ１０及び１４のエミッタに結合してい
るため、ＩＧＢＴのゲートの電位が遅延回路２８からフ
ローティングしており、その電位がエミッタを基準にし
ている点に留意されたい。
遅延させ、光結合器３０及び３２を介して増幅器３４及
び３６に遅延比較出力信号を供給する。増幅器３４は、
小抵抗器、例えば、１００Ωの抵抗器３８、及び例え
ば、１ＫΩの抵抗器４０を介して、ゲート制御信号をＩ
ＧＢＴ１０のゲートに供給する。同様に、増幅器３６
は、１００Ωの小抵抗器４４及び１ＫΩの抵抗器４６を
介して、ゲート制御信号をＩＧＢＴ１４のゲートに夫々
供給する。これら素子２８〜４６が、ＩＧＢＴの導通及
び非導通状態を制御する制御手段となる。光結合器３０
及び３２を用いており、また、増幅器３４及び３６の基
準電位がＩＧＢＴ１０及び１４のエミッタに結合してい
るため、ＩＧＢＴのゲートの電位が遅延回路２８からフ
ローティングしており、その電位がエミッタを基準にし
ている点に留意されたい。
【００１４】次に、図２を参照して、図１の動作を説明
する。なお、図２で、特性曲線４８はＩＧＢＴ１０の特
性を示し、特性曲線５０はＩＧＢＴ１４の特性を示す。
定常状態において、電源１８から負荷２０を介して流れ
る電流は、過大基準値未満であるので、抵抗器２２の電
圧降下も基準電圧Ｖref 以下であるため、比較器２６は
高レベル信号を持続する。この高レベル信号は、光結合
器３０及び３２を介して増幅器３４及び３６に夫々供給
される。増幅器３４及び３６は、ＩＧＢＴ１０及び１４
のエミッタに対して順バイアスをゲートに供給するの
で、これらＩＧＢＴ１０及び１４は導通状態になる。こ
のときのＩＧＢＴの動作点は、夫々５２及び５４であ
る。
する。なお、図２で、特性曲線４８はＩＧＢＴ１０の特
性を示し、特性曲線５０はＩＧＢＴ１４の特性を示す。
定常状態において、電源１８から負荷２０を介して流れ
る電流は、過大基準値未満であるので、抵抗器２２の電
圧降下も基準電圧Ｖref 以下であるため、比較器２６は
高レベル信号を持続する。この高レベル信号は、光結合
器３０及び３２を介して増幅器３４及び３６に夫々供給
される。増幅器３４及び３６は、ＩＧＢＴ１０及び１４
のエミッタに対して順バイアスをゲートに供給するの
で、これらＩＧＢＴ１０及び１４は導通状態になる。こ
のときのＩＧＢＴの動作点は、夫々５２及び５４であ
る。
【００１５】負荷２０に短絡又は地絡が生じると、負荷
２０を流れる電流が、この負荷２０の電流路のインダク
タンス及び抵抗により決まる傾き（上昇比率）で上昇し
始める。このとき、電流が次第に増えて、抵抗器２２の
電圧降下が基準電圧Ｖref に達すると、比較器２６の出
力信号が低レベルに変化する。しかし、遅延回路２８の
作用により、この低レベルは、直ちにはＩＧＢＴ１０及
び１４のゲートに供給されない。よって、これらＩＧＢ
Ｔは、依然として導通状態である。
２０を流れる電流が、この負荷２０の電流路のインダク
タンス及び抵抗により決まる傾き（上昇比率）で上昇し
始める。このとき、電流が次第に増えて、抵抗器２２の
電圧降下が基準電圧Ｖref に達すると、比較器２６の出
力信号が低レベルに変化する。しかし、遅延回路２８の
作用により、この低レベルは、直ちにはＩＧＢＴ１０及
び１４のゲートに供給されない。よって、これらＩＧＢ
Ｔは、依然として導通状態である。
【００１６】しかし、負荷２０に流れる電流は依然増加
し続けるので、ＩＧＢＴ１０が先に飽和し、動作点５６
となる。ＩＧＢＴ１０及び１４には同じ電流が流れるの
で、ＩＧＢＴ１０が飽和してもＩＧＢＴ１４の動作点は
５８であり、このＩＧＢＴ１４はまだ飽和しない。動作
点５６以降で電流が飽和したＩＧＢＴ１０のコレクタ・
エミッタ間には、特性曲線４８に沿って電圧が発生し、
ＩＧＢＴ１０のコレクタ・エミッタ間に接続されたコン
デンサ１２に変位電流が流れる。これは、ＩＧＢＴ１０
が定電流特性になって電圧が発生するために、コンデン
サ１２に電流が流れるためである。負荷２０を流れる電
流は、ＩＧＢＴ１０及びコンデンサ１２の両方に流れる
ので、ＩＧＢＴ１０の飽和電流以上の電流をＩＧＢＴ１
４に流せる。よって、ＩＧＢＴ１４も飽和状態になっ
て、ＩＧＢＴ１０及び１４の両方が飽和となるので、こ
れらＩＧＢＴの電圧がバランスする。これは、ＩＧＢＴ
１４が先に飽和した場合も同様である。したがって、一
方のＩＧＢＴのみに過大電圧が印加することはない。な
お、電源１８の電圧をＶD とすると、ＶD ＝Ｖ60＋Ｖ62
の関係となる点、即ち、ＩＧＢＴ１０は、電圧がＶ60の
動作点６０で、ＩＧＢＴ１４は、電圧がＶ62の動作点６
２で、電圧及び電流の変化が停止する。
し続けるので、ＩＧＢＴ１０が先に飽和し、動作点５６
となる。ＩＧＢＴ１０及び１４には同じ電流が流れるの
で、ＩＧＢＴ１０が飽和してもＩＧＢＴ１４の動作点は
５８であり、このＩＧＢＴ１４はまだ飽和しない。動作
点５６以降で電流が飽和したＩＧＢＴ１０のコレクタ・
エミッタ間には、特性曲線４８に沿って電圧が発生し、
ＩＧＢＴ１０のコレクタ・エミッタ間に接続されたコン
デンサ１２に変位電流が流れる。これは、ＩＧＢＴ１０
が定電流特性になって電圧が発生するために、コンデン
サ１２に電流が流れるためである。負荷２０を流れる電
流は、ＩＧＢＴ１０及びコンデンサ１２の両方に流れる
ので、ＩＧＢＴ１０の飽和電流以上の電流をＩＧＢＴ１
４に流せる。よって、ＩＧＢＴ１４も飽和状態になっ
て、ＩＧＢＴ１０及び１４の両方が飽和となるので、こ
れらＩＧＢＴの電圧がバランスする。これは、ＩＧＢＴ
１４が先に飽和した場合も同様である。したがって、一
方のＩＧＢＴのみに過大電圧が印加することはない。な
お、電源１８の電圧をＶD とすると、ＶD ＝Ｖ60＋Ｖ62
の関係となる点、即ち、ＩＧＢＴ１０は、電圧がＶ60の
動作点６０で、ＩＧＢＴ１４は、電圧がＶ62の動作点６
２で、電圧及び電流の変化が停止する。
【００１７】遅延回路２８の遅延作用により、その後、
低レベルが増幅器３４及び３６に伝搬し、ＩＧＢＴ１０
及び１４のゲートに低レベルが供給されると、これらＩ
ＧＢＴは非導通状態に順次移行する。よって、負荷２０
に流れる電流は、上昇状態から下降状態に急激に変化す
ることなく、上昇状態から、一定状態（ＩＧＢＴ１０及
び１４の飽和状態）を介して下降状態に緩やかに変化す
る。したがって、スパイク・ノイズなども防止できる。
低レベルが増幅器３４及び３６に伝搬し、ＩＧＢＴ１０
及び１４のゲートに低レベルが供給されると、これらＩ
ＧＢＴは非導通状態に順次移行する。よって、負荷２０
に流れる電流は、上昇状態から下降状態に急激に変化す
ることなく、上昇状態から、一定状態（ＩＧＢＴ１０及
び１４の飽和状態）を介して下降状態に緩やかに変化す
る。したがって、スパイク・ノイズなども防止できる。
【００１８】上述は、本発明の好適な実施例について説
明したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形
及び変更が可能である。例えば、ブレーカ装置に用いる
トランジスタは、ＩＧＢＴ以外の高耐圧半導体、例え
ば、パワーＭＯＳＦＥＴでもよい。また、実施例では、
２個のＩＧＢＴ（トランジスタ）を直列接続にしたが、
３個以上のＩＧＢＴを直列接続してもよい。また、複数
のＩＧＢＴを並列接続し、この並列接続を複数組だけ直
列接続して、最大電圧及び最大電流の両方を増やしても
よい。この場合も、各ＩＧＢＴのコレクタ及びエミッタ
間にコンデンサが接続される。さらに、過大電流を検出
する検出手段は、負荷の電流路に流れる電流による磁界
を検出する方式でもよい。
明したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形
及び変更が可能である。例えば、ブレーカ装置に用いる
トランジスタは、ＩＧＢＴ以外の高耐圧半導体、例え
ば、パワーＭＯＳＦＥＴでもよい。また、実施例では、
２個のＩＧＢＴ（トランジスタ）を直列接続にしたが、
３個以上のＩＧＢＴを直列接続してもよい。また、複数
のＩＧＢＴを並列接続し、この並列接続を複数組だけ直
列接続して、最大電圧及び最大電流の両方を増やしても
よい。この場合も、各ＩＧＢＴのコレクタ及びエミッタ
間にコンデンサが接続される。さらに、過大電流を検出
する検出手段は、負荷の電流路に流れる電流による磁界
を検出する方式でもよい。
【００１９】
【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、負荷の短
絡などにより過大電流が流れた場合には、直列接続され
た複数のトランジスタの総てが飽和するので、各トラン
ジスタの電圧がばらつき、特定のトランジスタが破壊さ
れることがない。
絡などにより過大電流が流れた場合には、直列接続され
た複数のトランジスタの総てが飽和するので、各トラン
ジスタの電圧がばらつき、特定のトランジスタが破壊さ
れることがない。
【図１】本発明の好適な実施例のブロック図である。
【図２】本発明の動作を説明するトランジスタの特性図
である。
である。
１０、１４ トランジスタ（ＩＧＢＴ） １２、１６ コンデンサ １８ 電源 ２０ 負荷 ２２ 電流検出用抵抗器 ２４ 差動増幅器 ２６ 比較器 ３０、３２ 光結合器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 俊一 東京都品川区北品川５丁目９番31号 ソニ ー・テクトロニクス株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 負荷に過大電流が流れた際に、負荷の電
流路を遮断するブレーカ装置において、 コレクタ及びエミッタの電流経路が直列接続され、上記
負荷の電流路に挿入された少なくとも２個のトランジス
タと、 上記負荷の電流路に所定電流以上が流れたことを検出す
ると出力信号状態を変化する検出手段と、 通常状態で上記トランジスタを導通状態に制御し、上記
検出手段の出力信号状態が変化すると、上記トランジス
タを非導通状態に制御する制御手段と、 上記トランジスタのコレクタ及びエミッタ間に接続され
たコンデンサとを具えた高耐圧ブレーカ装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12702395A JPH08308092A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 高耐圧ブレーカ装置 |
| US08/639,180 US5637990A (en) | 1995-04-27 | 1996-04-26 | High speed, large-current power control apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12702395A JPH08308092A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 高耐圧ブレーカ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08308092A true JPH08308092A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14949778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12702395A Pending JPH08308092A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | 高耐圧ブレーカ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08308092A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012127813A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Advantest Corp | 試験装置 |
| EP2503691A1 (en) * | 2011-03-21 | 2012-09-26 | International Rectifier Corporation | High Voltage Composite Semiconductor Device with Protection for a Low Voltage Device |
| US8766375B2 (en) | 2011-03-21 | 2014-07-01 | International Rectifier Corporation | Composite semiconductor device with active oscillation prevention |
| JP2014153655A (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-25 | Canon Inc | 閃光装置、撮像装置及び撮像システム |
| US9362905B2 (en) | 2011-03-21 | 2016-06-07 | Infineon Technologies Americas Corp. | Composite semiconductor device with turn-on prevention control |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP12702395A patent/JPH08308092A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012127813A (ja) * | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Advantest Corp | 試験装置 |
| US9057756B2 (en) | 2010-12-15 | 2015-06-16 | Advantest Corporation | Test apparatus |
| EP2503691A1 (en) * | 2011-03-21 | 2012-09-26 | International Rectifier Corporation | High Voltage Composite Semiconductor Device with Protection for a Low Voltage Device |
| JP2012212875A (ja) * | 2011-03-21 | 2012-11-01 | Internatl Rectifier Corp | 低電圧デバイス保護付き高電圧複合半導体デバイス |
| US8766375B2 (en) | 2011-03-21 | 2014-07-01 | International Rectifier Corporation | Composite semiconductor device with active oscillation prevention |
| US9362905B2 (en) | 2011-03-21 | 2016-06-07 | Infineon Technologies Americas Corp. | Composite semiconductor device with turn-on prevention control |
| US9859882B2 (en) | 2011-03-21 | 2018-01-02 | Infineon Technologies Americas Corp. | High voltage composite semiconductor device with protection for a low voltage device |
| JP2014153655A (ja) * | 2013-02-13 | 2014-08-25 | Canon Inc | 閃光装置、撮像装置及び撮像システム |
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