JPH0884479A - スイッチング回路の安全装置 - Google Patents
スイッチング回路の安全装置Info
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- JPH0884479A JPH0884479A JP6217605A JP21760594A JPH0884479A JP H0884479 A JPH0884479 A JP H0884479A JP 6217605 A JP6217605 A JP 6217605A JP 21760594 A JP21760594 A JP 21760594A JP H0884479 A JPH0884479 A JP H0884479A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】制御電源を印加した時や遮断した時、また、電
源の印加順序を違えても、スイッチング素子、例えばＩ
ＧＢＴに過大電流が流れないようにするスイッチング回
路の安全装置を提供する。 【構成】ゲート・エミッタ間に、ダイオードとリレーの
常閉接点を直列にして接続すると共に、リレーのコイル
は制御電源が印加した時よりある規定時間、あるいはゲ
ート電圧が（−）となったことを検出する信号を出した
時より、リレーのコイルを通電する回路を設ける。 【効果】制御電源を印加あるいは遮断した時、また、電
源の印加順序を違えても、過大電流が流れないようにす
ることができるので、スイッチング素子及び他の通電部
における素子破壊、回路破壊を防止することができる。
源の印加順序を違えても、スイッチング素子、例えばＩ
ＧＢＴに過大電流が流れないようにするスイッチング回
路の安全装置を提供する。 【構成】ゲート・エミッタ間に、ダイオードとリレーの
常閉接点を直列にして接続すると共に、リレーのコイル
は制御電源が印加した時よりある規定時間、あるいはゲ
ート電圧が（−）となったことを検出する信号を出した
時より、リレーのコイルを通電する回路を設ける。 【効果】制御電源を印加あるいは遮断した時、また、電
源の印加順序を違えても、過大電流が流れないようにす
ることができるので、スイッチング素子及び他の通電部
における素子破壊、回路破壊を防止することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】スイッチング素子、例えば絶縁ゲ
ートバイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと称す）
を用いた制御装置のスイッチング回路の安全装置に係
り、特に制御電源を印加した時や、遮断した時に、ゲー
ト電圧が確実に（−）電位でなくとも、スイッチング素
子が導通し過大電流が流れないようにするスイッチング
回路の安全装置に関するものである。
ートバイポーラトランジスタ（以下、ＩＧＢＴと称す）
を用いた制御装置のスイッチング回路の安全装置に係
り、特に制御電源を印加した時や、遮断した時に、ゲー
ト電圧が確実に（−）電位でなくとも、スイッチング素
子が導通し過大電流が流れないようにするスイッチング
回路の安全装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来技術として、特開平２−１４６９５
８号公報に記載のように、スイッチング素子が導通状態
になっても過大電流が流れないようにする過電流保護装
置が提案されている。この技術は、通常動作におけるア
ーム短絡を確実に防止することを目的にしている。
８号公報に記載のように、スイッチング素子が導通状態
になっても過大電流が流れないようにする過電流保護装
置が提案されている。この技術は、通常動作におけるア
ーム短絡を確実に防止することを目的にしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術は、通常動作における過電流保護は行っている
が、制御電源を印加した時や遮断した時の、特殊動作に
おける過電流保護に対する配慮がされてないという問題
があった。また、商用電源を投入すると制御電源が動作
すると共に、ＩＧＢＴのコレクタに電圧が印加される制
御装置や、電気自動車の充電装置のように制御電源とＩ
ＧＢＴの電源が別であり、これら電源の印加順序を違え
ると過大電流が流れてしまうという問題があった。
来技術は、通常動作における過電流保護は行っている
が、制御電源を印加した時や遮断した時の、特殊動作に
おける過電流保護に対する配慮がされてないという問題
があった。また、商用電源を投入すると制御電源が動作
すると共に、ＩＧＢＴのコレクタに電圧が印加される制
御装置や、電気自動車の充電装置のように制御電源とＩ
ＧＢＴの電源が別であり、これら電源の印加順序を違え
ると過大電流が流れてしまうという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、制御電源を印加した時や
遮断した時、また、電源の印加順序を違えても、スイッ
チング素子、例えばＩＧＢＴに過大電流が流れないよう
にするスイッチング回路の安全装置を提供することにあ
る。
遮断した時、また、電源の印加順序を違えても、スイッ
チング素子、例えばＩＧＢＴに過大電流が流れないよう
にするスイッチング回路の安全装置を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、スイッチング素子を２個アームにし、該
アームを少なくとも１つのブリッジにして制御電源の
（＋）（−）に接続するスイッチング回路であって、前
記スイッチング素子のゲートに導通信号が印加され続け
過大電流が流れるのを防止するスイッチング回路の安全
装置において、前記スイッチング素子のゲート・エミッ
タ間にダイオードとリレーの常閉接点を直列に接続する
と共に、前記制御電源が印加された時よりある規定時間
後、前記リレーのコイルを通電する回路を設けることを
特徴とする。
に、本発明は、スイッチング素子を２個アームにし、該
アームを少なくとも１つのブリッジにして制御電源の
（＋）（−）に接続するスイッチング回路であって、前
記スイッチング素子のゲートに導通信号が印加され続け
過大電流が流れるのを防止するスイッチング回路の安全
装置において、前記スイッチング素子のゲート・エミッ
タ間にダイオードとリレーの常閉接点を直列に接続する
と共に、前記制御電源が印加された時よりある規定時間
後、前記リレーのコイルを通電する回路を設けることを
特徴とする。
【０００６】また、本発明の他の特徴は、スイッチング
素子を２個アームにし、該アームを少なくとも１つのブ
リッジにして制御電源の（＋）（−）に接続するスイッ
チング回路であって、前記スイッチング素子のゲートに
導通信号が印加され続け過大電流が流れるのを防止する
スイッチング回路の安全装置において、前記スイッチン
グ素子のゲート・エミッタ間にダイオードとリレーの常
閉接点を直列に接続すると共に、前記ゲート電圧が
（−）となったことを検出する信号を出した時より前記
リレーのコイルを通電する回路を設けることである。
素子を２個アームにし、該アームを少なくとも１つのブ
リッジにして制御電源の（＋）（−）に接続するスイッ
チング回路であって、前記スイッチング素子のゲートに
導通信号が印加され続け過大電流が流れるのを防止する
スイッチング回路の安全装置において、前記スイッチン
グ素子のゲート・エミッタ間にダイオードとリレーの常
閉接点を直列に接続すると共に、前記ゲート電圧が
（−）となったことを検出する信号を出した時より前記
リレーのコイルを通電する回路を設けることである。
【０００７】
【作用】一般にＩＧＢＴのゲート電圧は０（Ｖ）なのに
コレクタ側に電圧を加えたとき導通状態になるのは、コ
レクタとゲート間のコンデンサ容量を介してゲートに
（＋）電圧が印加され、ゲート電圧が増大し導通電圧以
上になるときである。
コレクタ側に電圧を加えたとき導通状態になるのは、コ
レクタとゲート間のコンデンサ容量を介してゲートに
（＋）電圧が印加され、ゲート電圧が増大し導通電圧以
上になるときである。
【０００８】本発明によれば、制御電源が印加される前
は、常閉接点は動かずゲート電圧は０（Ｖ）である。も
し、なんらかのノイズあるいはサージがゲート端子に印
加されても、ゲート電圧は、ダイオードの順方向電圧降
下（ＦＶＤ）約０．６（Ｖ）の電圧となる。大きい電圧
のサージでダイオードの電流が大きくなったとしても１
から２（Ｖ）程度である。また、一方、ＩＧＢＴのゲー
ト電圧が５（Ｖ）以上になると導通するので、ＩＧＢＴ
のコレクタに電圧が印加されても導通することは無い。
は、常閉接点は動かずゲート電圧は０（Ｖ）である。も
し、なんらかのノイズあるいはサージがゲート端子に印
加されても、ゲート電圧は、ダイオードの順方向電圧降
下（ＦＶＤ）約０．６（Ｖ）の電圧となる。大きい電圧
のサージでダイオードの電流が大きくなったとしても１
から２（Ｖ）程度である。また、一方、ＩＧＢＴのゲー
ト電圧が５（Ｖ）以上になると導通するので、ＩＧＢＴ
のコレクタに電圧が印加されても導通することは無い。
【０００９】制御電圧が印加され、ＩＧＢＴのゲートに
（−）電位が加わると、ダイオードの極性は不導通であ
り、（−）電圧を示す。ＩＧＢＴのゲートが（−）電圧
であれば、コレクタに電圧が印加されても、導通するこ
とは無い。
（−）電位が加わると、ダイオードの極性は不導通であ
り、（−）電圧を示す。ＩＧＢＴのゲートが（−）電圧
であれば、コレクタに電圧が印加されても、導通するこ
とは無い。
【００１０】その後リレーのコイルを通電し、常閉接点
を開いても、ＩＧＢＴのゲートが（−）電圧で、コレク
タに電圧が印加されても、導通することは無い。
を開いても、ＩＧＢＴのゲートが（−）電圧で、コレク
タに電圧が印加されても、導通することは無い。
【００１１】つぎに、制御電圧を遮断した時は、速やか
にＩＧＢＴを不導通状態にし、制御装置の通電電流を０
にして、リレーの接点をもとの常閉接点にする。
にＩＧＢＴを不導通状態にし、制御装置の通電電流を０
にして、リレーの接点をもとの常閉接点にする。
【００１２】もし、制御電圧を遮断した時、すぐに通電
電流を０にしても支障ない制御装置においては、リレー
コイルの通電を遮断するのみでよい。ＩＧＢＴのゲート
に（＋）電位が印加されていても、０．６Ｖ程度の電圧
にして不導通とする。
電流を０にしても支障ない制御装置においては、リレー
コイルの通電を遮断するのみでよい。ＩＧＢＴのゲート
に（＋）電位が印加されていても、０．６Ｖ程度の電圧
にして不導通とする。
【００１３】これにより、制御電源を印加した時や遮断
した時、また、電源の印加順序を違えた時もＩＧＢＴに
過大電流が流れないようにすることができる。
した時、また、電源の印加順序を違えた時もＩＧＢＴに
過大電流が流れないようにすることができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係るスイッチング
回路の安全装置について説明する。 図２は、本発明の
一実施例に係るスイッチング回路の安全装置が用いられ
ている充電装置の全体の回路図を示す。商用電源１から
ブレーカ２、交流コンタクタ３、交流リアクトル４を直
列に接続し、ダイオードＤ１，Ｄ２及びＩＧＢＴＱ１，
Ｑ２で構成される交流−直流変換主回路５に接続され
る。直流に変換されたエネルギーは、（＋）電線６と
（−）電線７に接続されたコンデンサＣ１に蓄えられ
る。コンデンサＣ１の電圧を電源とする直流−直流変換
主回路８の出力は、高周波トランス９の１次コイル１０
に接続され、絶縁された２次コイル１１からダイオード
ブリッジ１２、バッテリコンタクタ１３、バッテリ１４
へと接続される。以上説明した回路は、バッテリ充電装
置の主回路を示している。
回路の安全装置について説明する。 図２は、本発明の
一実施例に係るスイッチング回路の安全装置が用いられ
ている充電装置の全体の回路図を示す。商用電源１から
ブレーカ２、交流コンタクタ３、交流リアクトル４を直
列に接続し、ダイオードＤ１，Ｄ２及びＩＧＢＴＱ１，
Ｑ２で構成される交流−直流変換主回路５に接続され
る。直流に変換されたエネルギーは、（＋）電線６と
（−）電線７に接続されたコンデンサＣ１に蓄えられ
る。コンデンサＣ１の電圧を電源とする直流−直流変換
主回路８の出力は、高周波トランス９の１次コイル１０
に接続され、絶縁された２次コイル１１からダイオード
ブリッジ１２、バッテリコンタクタ１３、バッテリ１４
へと接続される。以上説明した回路は、バッテリ充電装
置の主回路を示している。
【００１５】ブレーカ２が投入されると、制御電源１５
を構成する交流トランス１６の入力コイル１７に商用電
源１が印加され、出力コイル１８ａから全波整流回路
（Ａ）１９に印加され、コンデンサＣ４でリップルを吸
収しつぎの定電圧回路２０に印加される。
を構成する交流トランス１６の入力コイル１７に商用電
源１が印加され、出力コイル１８ａから全波整流回路
（Ａ）１９に印加され、コンデンサＣ４でリップルを吸
収しつぎの定電圧回路２０に印加される。
【００１６】充電スタートスイッチ２１は、制御回路２
２の動作を開始させる信号でバッテリコンタクタ１３、
交流コンタクタ３、ゲートドライブ回路（Ａ）２３ａ、
ゲートドライブ回路（Ｂ）２３ｂを動作させ、バッテリ
１４に充電電流を流す。
２の動作を開始させる信号でバッテリコンタクタ１３、
交流コンタクタ３、ゲートドライブ回路（Ａ）２３ａ、
ゲートドライブ回路（Ｂ）２３ｂを動作させ、バッテリ
１４に充電電流を流す。
【００１７】ゲートドライブ回路（Ａ）２３ａには、交
流−直流変換主回路５のＩＧＢＴＱ１，Ｑ２を保護し、
ゲートドライブ回路（Ｂ）２３ｂには、直流−直流変換
主回路８のＩＧＢＴＱ３，Ｑ４を保護する安全装置３０
がそれぞれ設けられている。
流−直流変換主回路５のＩＧＢＴＱ１，Ｑ２を保護し、
ゲートドライブ回路（Ｂ）２３ｂには、直流−直流変換
主回路８のＩＧＢＴＱ３，Ｑ４を保護する安全装置３０
がそれぞれ設けられている。
【００１８】図１は、図２の充電装置に用いられたスイ
ッチング回路の安全装置を構成するゲート信号ロック回
路を示す。ゲート信号ロック回路はゲートドライブ回路
の一部に接続されている。一般的に、ゲートドライブ回
路は、図３に示すように、交流トランス１６の出力コイ
ル１８ｂ、全波整流回路（Ｂ）２４を介し、コンデンサ
Ｃ６，Ｃ７、ツエナーダイオードＺＤ１で（＋）電圧を
一定にする。抵抗Ｒ１、トランジスタＴＲ１−ＴＲ３
は、導通信号を得てゲートＧに十分な電流を流す回路
で、抵抗Ｒ２を介してゲートに接続する。安全装置３０
は、ダイオードＤ１０、リレー２５、ダイオードＤ１
１、遅延回路２８で構成され、ＩＧＢＴＱ２（Ｑ４）の
ゲートＧからダイオードＤ１０、リレー２５の常閉接点
２７を直列にしてエミッタＥに接続する。遅延回路２８
はコイル２６の電流を断続する。
ッチング回路の安全装置を構成するゲート信号ロック回
路を示す。ゲート信号ロック回路はゲートドライブ回路
の一部に接続されている。一般的に、ゲートドライブ回
路は、図３に示すように、交流トランス１６の出力コイ
ル１８ｂ、全波整流回路（Ｂ）２４を介し、コンデンサ
Ｃ６，Ｃ７、ツエナーダイオードＺＤ１で（＋）電圧を
一定にする。抵抗Ｒ１、トランジスタＴＲ１−ＴＲ３
は、導通信号を得てゲートＧに十分な電流を流す回路
で、抵抗Ｒ２を介してゲートに接続する。安全装置３０
は、ダイオードＤ１０、リレー２５、ダイオードＤ１
１、遅延回路２８で構成され、ＩＧＢＴＱ２（Ｑ４）の
ゲートＧからダイオードＤ１０、リレー２５の常閉接点
２７を直列にしてエミッタＥに接続する。遅延回路２８
はコイル２６の電流を断続する。
【００１９】図４は、図１の遅延回路の詳細図を示す。
遅延回路２８には、制御電源１５を印加しＩＧＢＴのゲ
ート電圧が（−）電位になるまでの時間リレー２５のコ
イル２６に流す電流を遅らせる動作遅延回路（Ａ）２８
ａと、制御電源２５を遮断したときから、リレー２５の
コイル２６に流れていた電流を遅らせて遮断する動作遅
延回路（Ｂ）２８ｂが設けられている。
遅延回路２８には、制御電源１５を印加しＩＧＢＴのゲ
ート電圧が（−）電位になるまでの時間リレー２５のコ
イル２６に流す電流を遅らせる動作遅延回路（Ａ）２８
ａと、制御電源２５を遮断したときから、リレー２５の
コイル２６に流れていた電流を遅らせて遮断する動作遅
延回路（Ｂ）２８ｂが設けられている。
【００２０】抵抗Ｒ１０とツエナーダイオードＺＤ２で
制御電源１５を一定電圧とし、演算増幅器ＯＰＡＭＰ１
の電源とする。また、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２で分圧しコン
デンサＣ１０で電圧の立上りを持たせる。ダイオードＤ
１３、抵抗Ｒ１３、ツエナーダイオードＺＤ３、コンデ
ンサＣ１１で電圧の立上りとクランプ電圧を持たせる。
演算増幅器ＯＰＡＭＰ１、抵抗Ｒ１４、Ｒ１５によるコ
ンパレータで反転入力端子、非反転入力端子電圧によ
り、遅延特性を持たせ、トランジスタＴＲ１０を導通さ
せる。制御電源１５が遮断されると、コンデンサＣ１０
はダイオードＤ１２で早く放電するが、一方、コンデン
サＣ１１の放電が遅れる。コンデンサＣ１２は制御電源
１５が遮断されてもコイル２６を通電可能にする。
制御電源１５を一定電圧とし、演算増幅器ＯＰＡＭＰ１
の電源とする。また、抵抗Ｒ１１、Ｒ１２で分圧しコン
デンサＣ１０で電圧の立上りを持たせる。ダイオードＤ
１３、抵抗Ｒ１３、ツエナーダイオードＺＤ３、コンデ
ンサＣ１１で電圧の立上りとクランプ電圧を持たせる。
演算増幅器ＯＰＡＭＰ１、抵抗Ｒ１４、Ｒ１５によるコ
ンパレータで反転入力端子、非反転入力端子電圧によ
り、遅延特性を持たせ、トランジスタＴＲ１０を導通さ
せる。制御電源１５が遮断されると、コンデンサＣ１０
はダイオードＤ１２で早く放電するが、一方、コンデン
サＣ１１の放電が遅れる。コンデンサＣ１２は制御電源
１５が遮断されてもコイル２６を通電可能にする。
【００２１】図５は、図４の遅延動作を説明するもの
で、ＩＧＢＴのゲート電圧が（−）電位になるまでの時
間リレー２５のコイル２６に流す電流を遅らせる遅延時
間Ｔ１と、リレー２５のコイル２６に流れていた電流を
遅らせて遮断する遅延時間Ｔ２をもたせる。
で、ＩＧＢＴのゲート電圧が（−）電位になるまでの時
間リレー２５のコイル２６に流す電流を遅らせる遅延時
間Ｔ１と、リレー２５のコイル２６に流れていた電流を
遅らせて遮断する遅延時間Ｔ２をもたせる。
【００２２】（ａ）でＣ４の電圧は、ブレーカ２の投
入、開放によって、制御回路２２に電源電圧を供給す
る。
入、開放によって、制御回路２２に電源電圧を供給す
る。
【００２３】（ｂ）はＣ１１の電圧波形を示す。ダイオ
ードＤ１３、抵抗Ｒ１３、コンデンサＣ１１が直列にな
っており、ブレーカ２が投入されると抵抗Ｒ１３を介し
てコンデンサＣ１１が充電され、コンデンサＣ１１と並
列に接続されたツエナダイオードＺＤ３のツエナ電圧Ｖ
ＺＤ３まで増加する。
ードＤ１３、抵抗Ｒ１３、コンデンサＣ１１が直列にな
っており、ブレーカ２が投入されると抵抗Ｒ１３を介し
てコンデンサＣ１１が充電され、コンデンサＣ１１と並
列に接続されたツエナダイオードＺＤ３のツエナ電圧Ｖ
ＺＤ３まで増加する。
【００２４】（ｃ）Ｃ１０の電圧波形を示す。抵抗Ｒ１
０とツエナダイオードＺＤ２で一定電圧とし、演算増幅
器ＯＰＡＭＰＩの電源としても用いる。抵抗Ｒ１１、Ｒ
１２で分割した電圧でコンデンサＣ１０を充電してい
く。放電は、ダイオードＤ１２で一定電圧に、また抵抗
Ｒ１０を介して、制御回路２２の方へも放電電流を流
す。コンデンサＣ１０は穏やかに充電されるような抵抗
Ｒ１１、Ｒ１２及びツエナダイオードＺＤ２の定数を決
める。ツエナ電圧をＶZD2とし、コンデンサＣ１０の電
圧をＶC10とすると
０とツエナダイオードＺＤ２で一定電圧とし、演算増幅
器ＯＰＡＭＰＩの電源としても用いる。抵抗Ｒ１１、Ｒ
１２で分割した電圧でコンデンサＣ１０を充電してい
く。放電は、ダイオードＤ１２で一定電圧に、また抵抗
Ｒ１０を介して、制御回路２２の方へも放電電流を流
す。コンデンサＣ１０は穏やかに充電されるような抵抗
Ｒ１１、Ｒ１２及びツエナダイオードＺＤ２の定数を決
める。ツエナ電圧をＶZD2とし、コンデンサＣ１０の電
圧をＶC10とすると
【００２５】
【数１】
【００２６】のように表わされる。
【００２７】そして、演算増幅器ＯＰＡＭＰＩの反転入
力端子の電圧より非反転入力端子の電圧が増加し、トラ
ンジスタＴＲ１０のベース電流を流し、（ｄ）のように
コイル２６に電圧を印加し常閉接点２７を開く。
力端子の電圧より非反転入力端子の電圧が増加し、トラ
ンジスタＴＲ１０のベース電流を流し、（ｄ）のように
コイル２６に電圧を印加し常閉接点２７を開く。
【００２８】（ｅ）で、コイル２６の電圧が印加される
までの遅れ時間Ｔ１間に、ゲート電圧を（−）側にする
ことにより、常閉接点２７が開放してもゲート電圧が
（−）となり、誤動作によるＩＧＢＴの通電はなくな
る。
までの遅れ時間Ｔ１間に、ゲート電圧を（−）側にする
ことにより、常閉接点２７が開放してもゲート電圧が
（−）となり、誤動作によるＩＧＢＴの通電はなくな
る。
【００２９】次に、ブレーカ２が開放された時、ＩＧＢ
Ｔがオンになる導通信号は遮断されると共に、ゲート電
圧を（−）電位に保つようコンデンサＣ６、Ｃ７の容量
が決められる。（ｂ）でコンデンサＣ１１は、ダイオー
ドＤ１３があるため放電は、各部品のリーケージ電流し
かないため、電圧低下はゆっくりする。
Ｔがオンになる導通信号は遮断されると共に、ゲート電
圧を（−）電位に保つようコンデンサＣ６、Ｃ７の容量
が決められる。（ｂ）でコンデンサＣ１１は、ダイオー
ドＤ１３があるため放電は、各部品のリーケージ電流し
かないため、電圧低下はゆっくりする。
【００３０】一方、（ｃ）でコンデンサＣ１０は、ダイ
オードＤ１２により、充電より早い時間で電圧が低下す
る。
オードＤ１２により、充電より早い時間で電圧が低下す
る。
【００３１】それで、演算増幅器ＯＰＡＭＰＩの非反転
入力端子が低下し、出力が低レベル電圧となり、コイル
２６の通電電流がＯＡとなる。
入力端子が低下し、出力が低レベル電圧となり、コイル
２６の通電電流がＯＡとなる。
【００３２】また、ブレーカ２の電圧が印加されなくな
るため、（ｄ）でコイル２６の電流はコンデンサＣ１２
の放電が終わるとＯＡとなる。ただ、コイル２６と並列
に接続されたダイオードＤ１４により、フリーホイール
電流が流れ、遅れ時間を延ばし、遅延時間Ｔ２を生じ
る。
るため、（ｄ）でコイル２６の電流はコンデンサＣ１２
の放電が終わるとＯＡとなる。ただ、コイル２６と並列
に接続されたダイオードＤ１４により、フリーホイール
電流が流れ、遅れ時間を延ばし、遅延時間Ｔ２を生じ
る。
【００３３】図６は、図２の直流−直流変換主回路の別
回路にスイッチング回路の安全装置を構成するゲート信
号ロック回路を接続した回路図を示し、ＩＧＢＴＱ３，
Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６で構成され、一般にフルブリッジとい
われるものである。
回路にスイッチング回路の安全装置を構成するゲート信
号ロック回路を接続した回路図を示し、ＩＧＢＴＱ３，
Ｑ４，Ｑ５，Ｑ６で構成され、一般にフルブリッジとい
われるものである。
【００３４】図７は、本発明の他の実施例を示す回路図
で、複数のＩＧＢＴを用いた３相ブリッジと言われる回
路に、リレーの代わりに半導体素子ＴＲ５０を用いたゲ
ート信号ロック回路を接続して安全装置を構成してい
る。本発明のゲート信号ロック回路を適用するＩＧＢＴ
は、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８，Ｑ１０，Ｑ１２で
アームの他のＩＧＢＴが導通しても、一方のＩＧＢＴが
保護出来ればよい。
で、複数のＩＧＢＴを用いた３相ブリッジと言われる回
路に、リレーの代わりに半導体素子ＴＲ５０を用いたゲ
ート信号ロック回路を接続して安全装置を構成してい
る。本発明のゲート信号ロック回路を適用するＩＧＢＴ
は、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ４，Ｑ６，Ｑ８，Ｑ１０，Ｑ１２で
アームの他のＩＧＢＴが導通しても、一方のＩＧＢＴが
保護出来ればよい。
【００３５】図８は、リレーの代わりに半導体素子ＴＲ
５０を用いたゲート信号ロック回路が接続され、制御電
源が遮断された時のみ、ゲート信号をロックする回路図
を示す。図２に示した回路では、ブレーカ２を投入して
もゲートＧに（−）電圧を印加し終えた後に交流コンタ
クタ３を投入すれば支障無い。しかし、充電スタートス
イッチ２１を元に戻す前に、ブレーカ２を遮断してしま
うと制御電源１５も遮断されてしまい、正常な制御シー
ケンスが期待できなくなる。それで図８に示した回路が
有効になる。コンデンサＣ４に制御電源１５が印加され
る。この時、抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５３の比を同じにして
おく。ツエナダイードＺＤ５０のツエナ電圧を１０Ｖ
に、ツエナダイードＺＤ５１のツエナ電圧を６Ｖ程度に
しておく。コンデンサＣ５１の容量はコンデンサＣ５０
の容量より１０倍程度にしておく。コンデンサＣ５３の
容量は、ホトカプラＰＣ１を約１０秒以上通電できるも
のとする。
５０を用いたゲート信号ロック回路が接続され、制御電
源が遮断された時のみ、ゲート信号をロックする回路図
を示す。図２に示した回路では、ブレーカ２を投入して
もゲートＧに（−）電圧を印加し終えた後に交流コンタ
クタ３を投入すれば支障無い。しかし、充電スタートス
イッチ２１を元に戻す前に、ブレーカ２を遮断してしま
うと制御電源１５も遮断されてしまい、正常な制御シー
ケンスが期待できなくなる。それで図８に示した回路が
有効になる。コンデンサＣ４に制御電源１５が印加され
る。この時、抵抗Ｒ５２と抵抗Ｒ５３の比を同じにして
おく。ツエナダイードＺＤ５０のツエナ電圧を１０Ｖ
に、ツエナダイードＺＤ５１のツエナ電圧を６Ｖ程度に
しておく。コンデンサＣ５１の容量はコンデンサＣ５０
の容量より１０倍程度にしておく。コンデンサＣ５３の
容量は、ホトカプラＰＣ１を約１０秒以上通電できるも
のとする。
【００３６】制御電源１５が印加される時は、演算増幅
器ＯＰＡＭＰ２の非反転入力端子電圧は反転入力端子電
圧より大きく、ホトカプラＰＣ１の発光ダイオードへの
電流は流れない。
器ＯＰＡＭＰ２の非反転入力端子電圧は反転入力端子電
圧より大きく、ホトカプラＰＣ１の発光ダイオードへの
電流は流れない。
【００３７】つぎに、制御電源１５が遮断されると、コ
ンデンサＣ５０の放電が大きく、演算増幅器ＯＰＡＭＰ
２の非反転入力端子電圧は反転入力端子電圧より小さく
なり、ホトカプラＰＣ１の発光ダイオードへの電流は流
れる。それで、トランジスタＴＲ５０を通電する。そし
て、ゲート電圧は０Ｖにロックされる。
ンデンサＣ５０の放電が大きく、演算増幅器ＯＰＡＭＰ
２の非反転入力端子電圧は反転入力端子電圧より小さく
なり、ホトカプラＰＣ１の発光ダイオードへの電流は流
れる。それで、トランジスタＴＲ５０を通電する。そし
て、ゲート電圧は０Ｖにロックされる。
【００３８】この回路は、ホトカプラＰＣ１の消費電力
が小さくてすむので、リレーを駆動するのと比較し、コ
ンデンサＣ５３の容量を小さくできる利点があり、ま
た、電子回路内で組立可能となるので回路自体を小形に
できるという利点がある。
が小さくてすむので、リレーを駆動するのと比較し、コ
ンデンサＣ５３の容量を小さくできる利点があり、ま
た、電子回路内で組立可能となるので回路自体を小形に
できるという利点がある。
【００３９】図９は、ゲート電圧を検出して、ゲート信
号ロックの解除を行う他の実施例の回路図である。制御
電源１５が印加され、そしてゲートに（−）電圧が発生
するとホトカプラ２の発光ダイオードに電流が流され
る。それでサイリスタ１のゲートに電流がながれ、サイ
リスタ１が点弧する。リレー２５のコイル２６に電流が
流され、常閉接点２７が開きロックが解除される。
号ロックの解除を行う他の実施例の回路図である。制御
電源１５が印加され、そしてゲートに（−）電圧が発生
するとホトカプラ２の発光ダイオードに電流が流され
る。それでサイリスタ１のゲートに電流がながれ、サイ
リスタ１が点弧する。リレー２５のコイル２６に電流が
流され、常閉接点２７が開きロックが解除される。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、制御電源を印加あるい
は遮断した時、また、電源の印加順序を違えても、スイ
ッチング素子に過大電流が流れないようにすることがで
きるので、スイッチング素子及び他の通電部における素
子破壊、回路破壊を防止することができる。
は遮断した時、また、電源の印加順序を違えても、スイ
ッチング素子に過大電流が流れないようにすることがで
きるので、スイッチング素子及び他の通電部における素
子破壊、回路破壊を防止することができる。
【図１】本発明の一実施例に係るスイッチング回路の安
全装置を構成するゲート信号ロック回路図である。
全装置を構成するゲート信号ロック回路図である。
【図２】本発明の一実施例に係るスイッチング回路の安
全装置が用いられている充電装置の全体の回路図であ
る。
全装置が用いられている充電装置の全体の回路図であ
る。
【図３】図２のゲートドライブ回路の詳細図である。
【図４】図１の遅延回路の詳細図である。
【図５】図４の遅延回路の遅延動作の説明図である。
【図６】図２の直流−直流変換主回路の別回路にスイッ
チング回路の安全装置を構成するゲート信号ロック回路
を接続した回路図である。
チング回路の安全装置を構成するゲート信号ロック回路
を接続した回路図である。
【図７】本発明の他の実施例を示す回路図である。
【図８】リレーの代わりに半導体素子ＴＲ５０を用いた
ゲート信号ロック回路が接続され、ゲート信号をロック
する回路図である。
ゲート信号ロック回路が接続され、ゲート信号をロック
する回路図である。
【図９】ゲート電圧を検出して、ゲート信号ロックの解
除を行う他の実施例の回路図である。
除を行う他の実施例の回路図である。
１…商用電源、２…ブレーカ、３…交流コンタクタ、４
…交流リアクトル、５…交流−直流変換主回路、６…
（＋）電線、７…（−）電線、８…直流−直流変換主回
路、９…高周波トランス、１０…１次コイル、１１…２
次コイル、１２…ダイオードブリッジ、１３…バッテリ
コンタクタ、１４…バッテリ、１５…制御電源、１６…
交流トランス、１７…入力コイル、１８ａ，１８ｂ…出
力コイル、１９…全波整流回路（Ａ）、２０…定電圧回
路、２１…充電スタートスイッチ、２２…制御回路、２
３ａ…ゲートドライブ回路（Ａ）、２３ｂ…ゲートドラ
イブ回路（Ｂ）、２４…全波整流回路（Ｂ）、２５…リ
レー、２６…コイル、２７…常閉接点、２８…遅延回
路、２８ａ…動作遅延回路（Ａ）、２８ｂ…動作遅延回
路（Ｂ）、３０…安全装置、ＰＣ１…ホトカプラ
…交流リアクトル、５…交流−直流変換主回路、６…
（＋）電線、７…（−）電線、８…直流−直流変換主回
路、９…高周波トランス、１０…１次コイル、１１…２
次コイル、１２…ダイオードブリッジ、１３…バッテリ
コンタクタ、１４…バッテリ、１５…制御電源、１６…
交流トランス、１７…入力コイル、１８ａ，１８ｂ…出
力コイル、１９…全波整流回路（Ａ）、２０…定電圧回
路、２１…充電スタートスイッチ、２２…制御回路、２
３ａ…ゲートドライブ回路（Ａ）、２３ｂ…ゲートドラ
イブ回路（Ｂ）、２４…全波整流回路（Ｂ）、２５…リ
レー、２６…コイル、２７…常閉接点、２８…遅延回
路、２８ａ…動作遅延回路（Ａ）、２８ｂ…動作遅延回
路（Ｂ）、３０…安全装置、ＰＣ１…ホトカプラ
Claims (5)
- 【請求項１】スイッチング素子を２個アームにし、該ア
ームを少なくとも１つのブリッジにして制御電源の
（＋）（−）に接続するスイッチング回路であって、前
記スイッチング素子のゲートに導通信号が印加され続け
過大電流が流れるのを防止するスイッチング回路の安全
装置において、 前記スイッチング素子のゲート・エミッタ間にダイオー
ドとリレーの常閉接点を直列に接続すると共に、前記制
御電源が印加された時よりある規定時間後、前記リレー
のコイルを通電する回路を設けることを特徴とするスイ
ッチング回路の安全装置。 - 【請求項２】スイッチング素子を２個アームにし、該ア
ームを少なくとも１つのブリッジにして制御電源の
（＋）（−）に接続するスイッチング回路であって、前
記スイッチング素子のゲートに導通信号が印加され続け
過大電流が流れるのを防止するスイッチング回路の安全
装置において、 前記スイッチング素子のゲート・エミッタ間にダイオー
ドとリレーの常閉接点を直列に接続すると共に、前記ゲ
ート電圧が（−）となったことを検出する信号を出した
時より前記リレーのコイルを通電する回路を設けること
を特徴とするスイッチング回路の安全装置。 - 【請求項３】スイッチング素子を２個アームにし、該ア
ームを少なくとも１つのブリッジにして制御電源の
（＋）（−）に接続するスイッチング回路であって、前
記スイッチング素子のゲートに導通信号が印加され続け
過大電流が流れるのを防止するスイッチング回路の安全
装置において、 前記スイッチング素子のゲート・エミッタ間に高インピ
ーダンスと低インピーダンスを切り替え可能な半導体素
子を接続し、前記制御電源が印加された時よりある規定
時間、半導体素子を通電する回路を構成することを特徴
とするスイッチング回路の安全装置。 - 【請求項４】請求項３において、前記制御電源が遮断さ
れた時よりある規定時間、半導体素子を通電する回路を
構成することを特徴とするスイッチング回路の安全装
置。 - 【請求項５】請求項１ないし請求項３において、前記ス
イッチング素子が絶縁ゲートバイポーラトランジスタで
あることを特徴とするスイッチング回路の安全装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6217605A JPH0884479A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | スイッチング回路の安全装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6217605A JPH0884479A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | スイッチング回路の安全装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0884479A true JPH0884479A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16706914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6217605A Pending JPH0884479A (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | スイッチング回路の安全装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0884479A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010035390A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-12 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
| CN109217669A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-15 | 合肥科威尔电源系统有限公司 | 一种超导磁体电源电路 |
| CN112204845A (zh) * | 2018-05-31 | 2021-01-08 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 不间断电源装置 |
| CN113671884A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-19 | 杭州德泰人防设备有限公司 | 一种用于控制特种门体启闭平稳的电控系统 |
-
1994
- 1994-09-12 JP JP6217605A patent/JPH0884479A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010035390A (ja) * | 2008-07-31 | 2010-02-12 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
| CN112204845A (zh) * | 2018-05-31 | 2021-01-08 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 不间断电源装置 |
| CN112204845B (zh) * | 2018-05-31 | 2024-03-08 | 东芝三菱电机产业系统株式会社 | 不间断电源装置 |
| CN109217669A (zh) * | 2018-10-11 | 2019-01-15 | 合肥科威尔电源系统有限公司 | 一种超导磁体电源电路 |
| CN109217669B (zh) * | 2018-10-11 | 2024-03-12 | 科威尔技术股份有限公司 | 一种超导磁体电源电路 |
| CN113671884A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-19 | 杭州德泰人防设备有限公司 | 一种用于控制特种门体启闭平稳的电控系统 |
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