JPH10127044A - ゲート駆動回路及び電気車の制御装置 - Google Patents
ゲート駆動回路及び電気車の制御装置Info
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- JPH10127044A JPH10127044A JP27978696A JP27978696A JPH10127044A JP H10127044 A JPH10127044 A JP H10127044A JP 27978696 A JP27978696 A JP 27978696A JP 27978696 A JP27978696 A JP 27978696A JP H10127044 A JPH10127044 A JP H10127044A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゲート駆動回路の制御電圧に異常が発生した
場合でも、誤オン信号を発生することなく、スイッチン
グ素子を保護することを目的とする。 【解決手段】 正電圧ＶＰ、負電圧ＶＮが低下した場
合、ツェナーダイオードＺＤはツェナー電圧以下になる
とオフする。その結果、トランジスタＴｒ７はオフし、
トランジスタＴｒ８、Ｔｒ10がオンし、トランジスタＴ
ｒ５、Ｔｒ６の動作に関係なく、スイッチング素子Ｑに
はマイナス電圧が印加される。従ってスイッチング素子
Ｑはオフ状態に維持され、誤ってオンすることを防ぐこ
とができる。
場合でも、誤オン信号を発生することなく、スイッチン
グ素子を保護することを目的とする。 【解決手段】 正電圧ＶＰ、負電圧ＶＮが低下した場
合、ツェナーダイオードＺＤはツェナー電圧以下になる
とオフする。その結果、トランジスタＴｒ７はオフし、
トランジスタＴｒ８、Ｔｒ10がオンし、トランジスタＴ
ｒ５、Ｔｒ６の動作に関係なく、スイッチング素子Ｑに
はマイナス電圧が印加される。従ってスイッチング素子
Ｑはオフ状態に維持され、誤ってオンすることを防ぐこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電圧駆動形スイッ
チング素子を制御するゲート駆動回路及び電気車の制御
装置に関する。
チング素子を制御するゲート駆動回路及び電気車の制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図10は、一般的な電圧駆動形スイッチン
グ素子を用いた３相出力インバータの構成図である。Ｖ
ｄは直流電源、Ｑ１〜Ｑ６はスイッチング素子、Ｍは負
荷の電動機である。ＧＣはスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６
を駆動するゲート駆動回路で、ＣＯＮＴはインバータを
制御する制御回路である。
グ素子を用いた３相出力インバータの構成図である。Ｖ
ｄは直流電源、Ｑ１〜Ｑ６はスイッチング素子、Ｍは負
荷の電動機である。ＧＣはスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６
を駆動するゲート駆動回路で、ＣＯＮＴはインバータを
制御する制御回路である。
【０００３】スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６はゲートｇ１
〜ｇ６に正電圧が印加されるとオンし、負電圧が印加さ
れるとオフする。そしてこのオン・オフ動作を繰り返す
ことにより、電動機Ｍに交流電力が供給される。
〜ｇ６に正電圧が印加されるとオンし、負電圧が印加さ
れるとオフする。そしてこのオン・オフ動作を繰り返す
ことにより、電動機Ｍに交流電力が供給される。
【０００４】図11はゲート駆動回路ＧＣの構成図で、Ｔ
１は低圧側と高圧側を絶縁するための高周波変圧器、Ｒ
ＥＣは単相整流器、Ｃ１、Ｃ２は平滑コンデンサで正負
電圧Ｖｐ（＋15Ｖ）とＶＮ（−15Ｖ）を発生している。
ＲＥＣ１は電源Ｖpp（−５Ｖ）を発生する電源回路、Ｏ
Ｕは制御回路ＣＯＮＴから送られる光信号を電気信号に
変換する回路、Ｔｒ１〜Ｔｒ６とＲ１〜Ｒ７はトランジ
スタと抵抗でゲートｇ（図10のｇ１〜ｇ６に相当する）
にゲート信号を出力するための電子回路である。Ｒｇは
ゲート入力抵抗で、抵抗値は使用されるスイッチング素
子Ｑ（図10のＱ１〜Ｑ６に相当する）の容量、特性等に
よって定まる。
１は低圧側と高圧側を絶縁するための高周波変圧器、Ｒ
ＥＣは単相整流器、Ｃ１、Ｃ２は平滑コンデンサで正負
電圧Ｖｐ（＋15Ｖ）とＶＮ（−15Ｖ）を発生している。
ＲＥＣ１は電源Ｖpp（−５Ｖ）を発生する電源回路、Ｏ
Ｕは制御回路ＣＯＮＴから送られる光信号を電気信号に
変換する回路、Ｔｒ１〜Ｔｒ６とＲ１〜Ｒ７はトランジ
スタと抵抗でゲートｇ（図10のｇ１〜ｇ６に相当する）
にゲート信号を出力するための電子回路である。Ｒｇは
ゲート入力抵抗で、抵抗値は使用されるスイッチング素
子Ｑ（図10のＱ１〜Ｑ６に相当する）の容量、特性等に
よって定まる。
【０００５】次にゲート回路の動作を説明する。 （１）スイッチング素子Ｑをオンさせる場合 制御回路ＣＯＮＴからファイバーＦｉを介して回路ＯＵ
に光が入力されると、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔ
ｒ４、Ｔｒ５がオンする。そしてトランジスタＴｒ５か
らゲート抵抗Ｒｇを介して正（ＶＰ）の電圧がゲートｇ
に印加される。その結果、スイッチング素子Ｑはオン
し、コレクタＣとエミッタＥ間が導通状態になる。
に光が入力されると、トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２、Ｔ
ｒ４、Ｔｒ５がオンする。そしてトランジスタＴｒ５か
らゲート抵抗Ｒｇを介して正（ＶＰ）の電圧がゲートｇ
に印加される。その結果、スイッチング素子Ｑはオン
し、コレクタＣとエミッタＥ間が導通状態になる。
【０００６】（２）スイッチング素子Ｑをオフさせる場
合 制御回路ＣＯＮＴから回路ＯＵに光が入力されないと、
トランジスタＴｒ１、ＴＲ２、ＴＲ４、ＴＲ５は、上記
（１）と逆の動作状態になり、トランジスタＴＲ３、Ｔ
ｒ６がオンする。従ってトランジスタＴｒ６を介して負
（ＶＮ）の電圧がゲートｇに印加される。その結果、ス
イッチング素子Ｑはオフし、コレクタＣとエミッタＥ間
が不導通状態になる。正常時は以上のような動作によっ
て、スイッチング素子Ｑをオン／オフ制御している。
合 制御回路ＣＯＮＴから回路ＯＵに光が入力されないと、
トランジスタＴｒ１、ＴＲ２、ＴＲ４、ＴＲ５は、上記
（１）と逆の動作状態になり、トランジスタＴＲ３、Ｔ
ｒ６がオンする。従ってトランジスタＴｒ６を介して負
（ＶＮ）の電圧がゲートｇに印加される。その結果、ス
イッチング素子Ｑはオフし、コレクタＣとエミッタＥ間
が不導通状態になる。正常時は以上のような動作によっ
て、スイッチング素子Ｑをオン／オフ制御している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のゲート
駆動回路においては、高周波変圧器Ｔ１、単相整流器Ｒ
ＥＣ及び平滑コンデンサＣ１、Ｃ２で構成される電源回
路に故障が発生すると、ゲート駆動回路からスイッチン
グ素子Ｑに誤オン信号が印加され、図10で示したインバ
ータ回路の上下素子（Ｑ１とＱ４、Ｑ２とＱ５、Ｑ３と
Ｑ６）間が短絡し、過電流によって素子破壊現象が発生
する。
駆動回路においては、高周波変圧器Ｔ１、単相整流器Ｒ
ＥＣ及び平滑コンデンサＣ１、Ｃ２で構成される電源回
路に故障が発生すると、ゲート駆動回路からスイッチン
グ素子Ｑに誤オン信号が印加され、図10で示したインバ
ータ回路の上下素子（Ｑ１とＱ４、Ｑ２とＱ５、Ｑ３と
Ｑ６）間が短絡し、過電流によって素子破壊現象が発生
する。
【０００８】又、図12は、インバータ回路を搭載した電
気車の主回路構成図であり、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ
６を駆動するゲート駆動回路として、図11に示したもの
を用いれば、上述した問題点が同様に発生する。更に電
気車の通常の運転制御は可変電圧可変周波数の電力を電
動機Ｍへ供給し、運転走行を行っているが、運転走行が
終了すると、次のような順序で電源を落とす。
気車の主回路構成図であり、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ
６を駆動するゲート駆動回路として、図11に示したもの
を用いれば、上述した問題点が同様に発生する。更に電
気車の通常の運転制御は可変電圧可変周波数の電力を電
動機Ｍへ供給し、運転走行を行っているが、運転走行が
終了すると、次のような順序で電源を落とす。
【０００９】（１）インバータをオフする（スイッチン
グ素子Ｑにマイナス電圧を印加）。 （２）パンタグラフＰを架線Ｎから離す。 （３）スイッチＬＢを切る。
グ素子Ｑにマイナス電圧を印加）。 （２）パンタグラフＰを架線Ｎから離す。 （３）スイッチＬＢを切る。
【００１０】（４）ゲート駆動回路に供給する制御電源
を切る。 上記の順序で電源を切る場合、（４）の操作は主回路の
直流コンデンサＦＣに高圧電圧が充電状態にある状態で
行われる。従って制御電源が切断されると、前記同様に
誤オン信号が出力され、上記スイッチング素子が同時に
オンする可能性があり、直流コンデンサＦＣから短絡電
流が流れてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を破壊してしま
う。
を切る。 上記の順序で電源を切る場合、（４）の操作は主回路の
直流コンデンサＦＣに高圧電圧が充電状態にある状態で
行われる。従って制御電源が切断されると、前記同様に
誤オン信号が出力され、上記スイッチング素子が同時に
オンする可能性があり、直流コンデンサＦＣから短絡電
流が流れてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を破壊してしま
う。
【００１１】そこで本発明は上述した問題点を解決する
ためになされたもので、ゲート駆動回路の制御電圧に異
常が発生した場合でも、誤オン信号を発生することなく
スイッチング素子を保護するゲート駆動回路及び電気車
の制御装置を提供することを目的とする。
ためになされたもので、ゲート駆動回路の制御電圧に異
常が発生した場合でも、誤オン信号を発生することなく
スイッチング素子を保護するゲート駆動回路及び電気車
の制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、請求項１の発明は、自己消弧形のスイッチング
素子のゲートに正電圧を供給するための正電圧源と、前
記スイッチング素子のゲートに負電圧を供給するための
負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧源のどちらか
一方を前記スイッチング素子のゲートに接続する接続手
段と、前記負電圧源の負電圧が所定値以下に低下したこ
とを検知する電圧低下検知手段と、この電圧低下検知手
段により、前記負電圧の低下が検知された際に、前記接
続手段に優先して前記スイッチング素子のゲートに負記
負電圧源を接続する接続優先手段とを有してなる。
ために、請求項１の発明は、自己消弧形のスイッチング
素子のゲートに正電圧を供給するための正電圧源と、前
記スイッチング素子のゲートに負電圧を供給するための
負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧源のどちらか
一方を前記スイッチング素子のゲートに接続する接続手
段と、前記負電圧源の負電圧が所定値以下に低下したこ
とを検知する電圧低下検知手段と、この電圧低下検知手
段により、前記負電圧の低下が検知された際に、前記接
続手段に優先して前記スイッチング素子のゲートに負記
負電圧源を接続する接続優先手段とを有してなる。
【００１３】請求項２に記載の発明は、自己消弧形のス
イッチング素子のゲートに正電圧を供給するための正電
圧源と、前記スイッチング素子のゲートに負電圧を供給
するための負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧源
のどちらか一方を前記スイッチング素子のゲートに接続
する接続手段と、前記負電圧源の負電圧が所定値以下に
低下したことを検知する電圧低下検知手段と、この電圧
低下検知手段により、前記負電圧の低下が検知された際
に、前記正電圧源を短絡する短絡手段とを有してなる。
イッチング素子のゲートに正電圧を供給するための正電
圧源と、前記スイッチング素子のゲートに負電圧を供給
するための負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧源
のどちらか一方を前記スイッチング素子のゲートに接続
する接続手段と、前記負電圧源の負電圧が所定値以下に
低下したことを検知する電圧低下検知手段と、この電圧
低下検知手段により、前記負電圧の低下が検知された際
に、前記正電圧源を短絡する短絡手段とを有してなる。
【００１４】請求項３に記載の発明は、入力電圧を高周
波電圧に変換する高周波電源装置と、この高周波電源装
置から出力される高周波電圧を基に、自己消弧形のスイ
ッチング素子のゲートに供給する正電圧を発生する正電
圧源と、前記高周波電源装置から出力される高周波電圧
を基に、前記スイッチング素子のゲートに供給する負電
圧を発生する負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧
源のどちらか一方を前記スイッチング素子のゲートに接
続する接続手段と、前記入力電圧又は前記高周波電圧の
低下を検知する電圧低下検知手段と、この電圧低下検知
手段により、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下が
検知された際に、前記接続手段に優先して前記スイッチ
ング素子のゲートに前記負電圧源を接続する接続優先手
段とを有してなる。
波電圧に変換する高周波電源装置と、この高周波電源装
置から出力される高周波電圧を基に、自己消弧形のスイ
ッチング素子のゲートに供給する正電圧を発生する正電
圧源と、前記高周波電源装置から出力される高周波電圧
を基に、前記スイッチング素子のゲートに供給する負電
圧を発生する負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧
源のどちらか一方を前記スイッチング素子のゲートに接
続する接続手段と、前記入力電圧又は前記高周波電圧の
低下を検知する電圧低下検知手段と、この電圧低下検知
手段により、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下が
検知された際に、前記接続手段に優先して前記スイッチ
ング素子のゲートに前記負電圧源を接続する接続優先手
段とを有してなる。
【００１５】請求項４に記載の発明は、入力電圧を高周
波電圧に変換する高周波電源装置と、この高周波電源装
置から出力される高周波電圧を基に、自己消弧形のスイ
ッチング素子のゲートに供給する正電圧を発生する正電
圧源と、前記高周波電源装置から出力される高周波電圧
を基に、前記スイッチング素子のゲートに供給する負電
圧を発生する負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧
源のどちらか一方を前記スイッチング素子のゲートに接
続する接続手段と、前記入力電圧又は前記高周波電圧の
低下を検知する電圧低下検知手段と、この電圧低下検知
手段により、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下が
検知された際、前記正電圧源を短絡する短絡手段とを有
してなる。
波電圧に変換する高周波電源装置と、この高周波電源装
置から出力される高周波電圧を基に、自己消弧形のスイ
ッチング素子のゲートに供給する正電圧を発生する正電
圧源と、前記高周波電源装置から出力される高周波電圧
を基に、前記スイッチング素子のゲートに供給する負電
圧を発生する負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧
源のどちらか一方を前記スイッチング素子のゲートに接
続する接続手段と、前記入力電圧又は前記高周波電圧の
低下を検知する電圧低下検知手段と、この電圧低下検知
手段により、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下が
検知された際、前記正電圧源を短絡する短絡手段とを有
してなる。
【００１６】請求項５に記載の発明は、自己消弧形のス
イッチング素子で構成されたインバータと、このインバ
ータの出力によって駆動される電動機と、入力電圧を高
周波電圧に変換する高周波電源装置と、この高周波電源
装置から出力される高周波電圧を基に、前記スイッチン
グ素子のゲートに供給する正電圧を発生する正電圧源
と、前記高周波電源装置から出力される高周波電圧を基
に、前記スイッチング素子のゲートに供給する負電圧を
発生する負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧源の
どちらか一方を前記スイッチング素子のゲートに接続す
る接続手段と、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下
を検知する電圧低下検知手段と、前記電動機によって駆
動される電気車の運転停止後に、前記電圧低下検知手段
により、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下が検知
された際に、前記接続手段に優先して前記スイッチング
素子のゲートに前記負電圧源を接続する接続優先手段と
を有してなる。
イッチング素子で構成されたインバータと、このインバ
ータの出力によって駆動される電動機と、入力電圧を高
周波電圧に変換する高周波電源装置と、この高周波電源
装置から出力される高周波電圧を基に、前記スイッチン
グ素子のゲートに供給する正電圧を発生する正電圧源
と、前記高周波電源装置から出力される高周波電圧を基
に、前記スイッチング素子のゲートに供給する負電圧を
発生する負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧源の
どちらか一方を前記スイッチング素子のゲートに接続す
る接続手段と、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下
を検知する電圧低下検知手段と、前記電動機によって駆
動される電気車の運転停止後に、前記電圧低下検知手段
により、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下が検知
された際に、前記接続手段に優先して前記スイッチング
素子のゲートに前記負電圧源を接続する接続優先手段と
を有してなる。
【００１７】請求項６に記載の発明は、自己消弧形のス
イッチング素子で構成されたインバータと、このインバ
ータの出力によって駆動される電動機と、入力電圧を高
周波電圧に変換する高周波電源装置と、この高周波電源
装置から出力される高周波電圧を基に、前記スイッチン
グ素子のゲートに供給する正電圧を発生する正電圧源
と、前記高周波電源装置から出力される高周波電圧を基
に、前記スイッチング素子のゲートに供給する負電圧を
発生する負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧源の
どちらか一方を前記スイッチング素子のゲートに接続す
る接続手段と、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下
を検知する電圧低下検知手段と、前記電動機によって駆
動される電気車の運転停止後に、前記電圧低下検知手段
により、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下が検知
された際、前記正電圧源を短絡する短絡手段とを有して
なる。
イッチング素子で構成されたインバータと、このインバ
ータの出力によって駆動される電動機と、入力電圧を高
周波電圧に変換する高周波電源装置と、この高周波電源
装置から出力される高周波電圧を基に、前記スイッチン
グ素子のゲートに供給する正電圧を発生する正電圧源
と、前記高周波電源装置から出力される高周波電圧を基
に、前記スイッチング素子のゲートに供給する負電圧を
発生する負電圧源と、前記正電圧源又は前記負電圧源の
どちらか一方を前記スイッチング素子のゲートに接続す
る接続手段と、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下
を検知する電圧低下検知手段と、前記電動機によって駆
動される電気車の運転停止後に、前記電圧低下検知手段
により、前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下が検知
された際、前記正電圧源を短絡する短絡手段とを有して
なる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態
を示すゲート駆動回路の構成図である。なお従来と同一
の構成については同一の符号で示し、その詳細な説明は
省略する。
して詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態
を示すゲート駆動回路の構成図である。なお従来と同一
の構成については同一の符号で示し、その詳細な説明は
省略する。
【００１９】図において、回路ＣＵ11は制御電源回路の
負電圧Ｎの低下電圧を検出する回路で、ツェナーダイオ
ードＺＤ、トランジスタＴｒ７、Ｔｒ８及び抵抗Ｒ８〜
Ｒ11で構成されている。
負電圧Ｎの低下電圧を検出する回路で、ツェナーダイオ
ードＺＤ、トランジスタＴｒ７、Ｔｒ８及び抵抗Ｒ８〜
Ｒ11で構成されている。
【００２０】ゲート駆動回路の接続優先手段を構成する
短絡回路ＣＵ２は、ゲート駆動回路の接続手段を構成す
るトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６の中点と電源ＶＮを短絡
するトランジスタＴｒ10が設置されている。
短絡回路ＣＵ２は、ゲート駆動回路の接続手段を構成す
るトランジスタＴｒ５、Ｔｒ６の中点と電源ＶＮを短絡
するトランジスタＴｒ10が設置されている。
【００２１】次に動作について説明する。電源回路の故
障によって、制御電源の正電圧ＶＰ、負電圧ＶＮが低下
した場合、ツェナーダイオードＺＤはツェナー電圧以下
になるとオフする。その結果、トランジスタＴｒ７はオ
フし、トランジスタＴｒ８、Ｔｒ10がオンし、トランジ
スタＴｒ５、Ｔｒ６の動作に関係なく、スイッチング素
子Ｑにはマイナス電圧が印加される。従ってスイッチン
グ素子Ｑはオフ状態に維持される。すなわち、負電圧Ｖ
Ｎが存在する限り、スイッチング素子Ｑのゲートにはマ
イナス電圧を印加し、誤オンゲートの印加を防止するこ
とができる。
障によって、制御電源の正電圧ＶＰ、負電圧ＶＮが低下
した場合、ツェナーダイオードＺＤはツェナー電圧以下
になるとオフする。その結果、トランジスタＴｒ７はオ
フし、トランジスタＴｒ８、Ｔｒ10がオンし、トランジ
スタＴｒ５、Ｔｒ６の動作に関係なく、スイッチング素
子Ｑにはマイナス電圧が印加される。従ってスイッチン
グ素子Ｑはオフ状態に維持される。すなわち、負電圧Ｖ
Ｎが存在する限り、スイッチング素子Ｑのゲートにはマ
イナス電圧を印加し、誤オンゲートの印加を防止するこ
とができる。
【００２２】図２は本発明の第２の実施の形態を示すゲ
ート駆動回路の要部構成図である。図において、回路Ｃ
Ｕ３はトランジスタＴｒ９と放電抵抗Ｒ14で構成され
る、その両端は制御電源の正電圧ＶＰと０電位ＡＧに接
続されている。回路ＣＵ11の構成は図１と同様である。
ート駆動回路の要部構成図である。図において、回路Ｃ
Ｕ３はトランジスタＴｒ９と放電抵抗Ｒ14で構成され
る、その両端は制御電源の正電圧ＶＰと０電位ＡＧに接
続されている。回路ＣＵ11の構成は図１と同様である。
【００２３】次に動作について説明する。何らかの故障
により、動作中に高周波電圧Ｖacが入力されず、制御電
源の正電圧ＶＰ、負電圧ＶＮが低下した場合、ツェナー
電圧以下になると、ツェナーダイオードＺＤがオフし、
トランジスタＴｒ９がオンし、平滑コンデンサＣ１に維
持されている電荷が抵抗Ｒ14を介して放電される。その
結果、正電圧ＶＰは負電圧ＶＮより速く零電圧となり、
スイッチング素子Ｑを誤オンするゲート電圧を出力する
ことを防ぐことができる。
により、動作中に高周波電圧Ｖacが入力されず、制御電
源の正電圧ＶＰ、負電圧ＶＮが低下した場合、ツェナー
電圧以下になると、ツェナーダイオードＺＤがオフし、
トランジスタＴｒ９がオンし、平滑コンデンサＣ１に維
持されている電荷が抵抗Ｒ14を介して放電される。その
結果、正電圧ＶＰは負電圧ＶＮより速く零電圧となり、
スイッチング素子Ｑを誤オンするゲート電圧を出力する
ことを防ぐことができる。
【００２４】図３は本発明の第３の実施の形態を示すゲ
ート駆動回路の構成図で、上記第１、第２の実施の形態
を組み合わせたものである。この実施の形態によれば、
回路ＣＵ11の出力信号で、回路ＣＵ２と回路ＣＵ３を同
期して動作させ、負電圧ＶＮが存在する限り、スイッチ
ング素子Ｑのゲートにはマイナス電圧と同時に、正電圧
ＶＰはすばやく零電圧減衰させ、誤オンのゲート電圧発
生を防止することができる。
ート駆動回路の構成図で、上記第１、第２の実施の形態
を組み合わせたものである。この実施の形態によれば、
回路ＣＵ11の出力信号で、回路ＣＵ２と回路ＣＵ３を同
期して動作させ、負電圧ＶＮが存在する限り、スイッチ
ング素子Ｑのゲートにはマイナス電圧と同時に、正電圧
ＶＰはすばやく零電圧減衰させ、誤オンのゲート電圧発
生を防止することができる。
【００２５】図４は、本発明の第４の実施の形態を示す
図で、電気車の制御装置に本発明を適用した場合を説明
する。主回路は図12と同様で、Ｑ１〜Ｑ６はスイッチン
グ素子で３相の電圧形インバータを形成し、ＯＶＴは過
電圧保護回路、ＦＣは直流コンデンサ、ＬＢはスイッ
チ、Ｐはパンタグラフ、Ｗは架線、Ｗｈは車輪、Ｍは電
動機で構成されている。制御装置は図４に示すように、
制御回路ＣＯＮＴ、高周波電源装置ＡＶＲ、光入力のゲ
ート駆動回路ＧＡＭＰ１〜ＧＡＭＰ６、光ファイバＯＰ
で構成されている。
図で、電気車の制御装置に本発明を適用した場合を説明
する。主回路は図12と同様で、Ｑ１〜Ｑ６はスイッチン
グ素子で３相の電圧形インバータを形成し、ＯＶＴは過
電圧保護回路、ＦＣは直流コンデンサ、ＬＢはスイッ
チ、Ｐはパンタグラフ、Ｗは架線、Ｗｈは車輪、Ｍは電
動機で構成されている。制御装置は図４に示すように、
制御回路ＣＯＮＴ、高周波電源装置ＡＶＲ、光入力のゲ
ート駆動回路ＧＡＭＰ１〜ＧＡＭＰ６、光ファイバＯＰ
で構成されている。
【００２６】高周波電源装置ＡＶＲは入力電圧Ｖdcを入
力して、高周波電圧Ｖacを出力するもので、更に入力電
圧Ｖdcの低下信号ＬＶＤ、出力電圧（高周波電圧）Ｖac
の低下信号ＧＰＬＶＤをゲート駆動回路に出力する。
力して、高周波電圧Ｖacを出力するもので、更に入力電
圧Ｖdcの低下信号ＬＶＤ、出力電圧（高周波電圧）Ｖac
の低下信号ＧＰＬＶＤをゲート駆動回路に出力する。
【００２７】従来の技術でも説明したように、電気車の
運転走行が終了して電源を落とす際、ゲート駆動回路に
供給する制御電源、すなわち高周波電源装置ＡＶＲに入
力される入力電圧Ｖdcを切る場合、高周波電源装置ＡＶ
Ｒは入力電圧Ｖdcの低下を検知して低下信号ＬＶＤを出
力する。
運転走行が終了して電源を落とす際、ゲート駆動回路に
供給する制御電源、すなわち高周波電源装置ＡＶＲに入
力される入力電圧Ｖdcを切る場合、高周波電源装置ＡＶ
Ｒは入力電圧Ｖdcの低下を検知して低下信号ＬＶＤを出
力する。
【００２８】図５は、この入力電圧Ｖdcの低下によりス
イッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の誤動作を防止するためのゲ
ート駆動回路の構成図である。図において、回路ＣＵ５
は高周波電源装置ＡＶＲで検出された入力電圧Ｖdcの低
下信号ＬＶＤを入力する回路で、Ｒｉは入力抵抗、ＰＣ
は低圧側と高圧側を絶縁するフォトカプラー回路であ
る。
イッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の誤動作を防止するためのゲ
ート駆動回路の構成図である。図において、回路ＣＵ５
は高周波電源装置ＡＶＲで検出された入力電圧Ｖdcの低
下信号ＬＶＤを入力する回路で、Ｒｉは入力抵抗、ＰＣ
は低圧側と高圧側を絶縁するフォトカプラー回路であ
る。
【００２９】次に動作について説明する。高周波電源装
置ＡＶＲの入力電圧Ｖdcが上述したように電気車の運転
を終了する際に切った場合や、何らかの異常が発生した
場合、回路ＣＵ５に低下信号ＬＶＤが入力されると、フ
ォトカプラーＰＣがオンし、トランジスタＴｒ８がオフ
する。
置ＡＶＲの入力電圧Ｖdcが上述したように電気車の運転
を終了する際に切った場合や、何らかの異常が発生した
場合、回路ＣＵ５に低下信号ＬＶＤが入力されると、フ
ォトカプラーＰＣがオンし、トランジスタＴｒ８がオフ
する。
【００３０】トランジスタＴｒ８がオフすると、短絡回
路ＣＵ２のトランジスタＴｒ10がオンし、スイッチング
素子Ｑのゲートｇにはゲート抵抗Ｒｇを介してマイナス
電圧ＶＮが印加される。その結果、スイッチング素子Ｑ
はオフ状態を維持することができ、誤動作を防止でき
る。
路ＣＵ２のトランジスタＴｒ10がオンし、スイッチング
素子Ｑのゲートｇにはゲート抵抗Ｒｇを介してマイナス
電圧ＶＮが印加される。その結果、スイッチング素子Ｑ
はオフ状態を維持することができ、誤動作を防止でき
る。
【００３１】次に図６は出力電圧Ｖacの低下によりスイ
ッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の誤動作を防止するためのゲー
ト駆動回路の要部構成図である。図において、回路ＣＵ
５は高周波電源装置ＡＶＲで検出された出力電圧Ｖacの
低下信号ＧＰＬＶＤが入力する回路で、Ｒｉは入力抵
抗、ＰＣは低圧側と高圧側を絶縁するフォトカプラー回
路である。回路ＣＵ３はトランジスタＴｒ９と放電抵抗
Ｒ14で構成され、その両端は制御電源回路の正電圧ＶＰ
と０電位ＡＧに接続されている。
ッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の誤動作を防止するためのゲー
ト駆動回路の要部構成図である。図において、回路ＣＵ
５は高周波電源装置ＡＶＲで検出された出力電圧Ｖacの
低下信号ＧＰＬＶＤが入力する回路で、Ｒｉは入力抵
抗、ＰＣは低圧側と高圧側を絶縁するフォトカプラー回
路である。回路ＣＵ３はトランジスタＴｒ９と放電抵抗
Ｒ14で構成され、その両端は制御電源回路の正電圧ＶＰ
と０電位ＡＧに接続されている。
【００３２】次に動作について説明する。高周波電源装
置ＡＶＲの出力電圧Ｖacに異常が発生し、回路ＣＵ５に
低下信号ＧＰＬＶＤが入力され、信号がハイレベルにな
ると、フォトカプラーＰＣがオンし、トランジスタＴｒ
８がオンする。
置ＡＶＲの出力電圧Ｖacに異常が発生し、回路ＣＵ５に
低下信号ＧＰＬＶＤが入力され、信号がハイレベルにな
ると、フォトカプラーＰＣがオンし、トランジスタＴｒ
８がオンする。
【００３３】トランジスタＴｒ８がオンすると、短絡回
路ＣＵ３のトランジスタＴｒ９がオンし、平滑コンデン
サＣ１に維持されている電荷が抵抗Ｒ14を介して放電す
る。その結果、正電圧ＶＰは負電圧ＶＮより速く減衰
し、正電圧ＶＰは零電圧にする。その結果、誤オン信号
の発生を防止することができる。
路ＣＵ３のトランジスタＴｒ９がオンし、平滑コンデン
サＣ１に維持されている電荷が抵抗Ｒ14を介して放電す
る。その結果、正電圧ＶＰは負電圧ＶＮより速く減衰
し、正電圧ＶＰは零電圧にする。その結果、誤オン信号
の発生を防止することができる。
【００３４】図７は本発明の第４の実施の形態の他の実
施例を示すゲート駆動回路の構成図である。図におい
て、回路ＣＵ55は高周波電源装置ＡＶＲで検出された入
力電圧Ｖdcの低下信号ＬＶＤと出力電圧Ｖacの低下信号
ＧＰＬＶＤを入力する回路で、ＯＲはオア回路、Ｒｉは
入力抵抗、ＰＣは低圧側と高圧側を絶縁するフォトカプ
ラー回路である。
施例を示すゲート駆動回路の構成図である。図におい
て、回路ＣＵ55は高周波電源装置ＡＶＲで検出された入
力電圧Ｖdcの低下信号ＬＶＤと出力電圧Ｖacの低下信号
ＧＰＬＶＤを入力する回路で、ＯＲはオア回路、Ｒｉは
入力抵抗、ＰＣは低圧側と高圧側を絶縁するフォトカプ
ラー回路である。
【００３５】次に動作について説明する。高周波電源装
置ＡＶＲの出力電圧Ｖacに異常又は入力電圧Ｖdcが切断
された場合、電源装置ＡＶＲから低下信号ＬＶＤ、ＧＰ
ＬＶＤが出力され、回路ＣＵ55に入力される。回路ＣＵ
55はオア回路ＯＲで、論理和をとり、一方又は両方の信
号が１になると、フォトカプラーＰＣがオンし、トラン
ジスタＴｒ８がオンする。その結果、短絡回路ＣＵ２の
トランジスタＴｒ10がオンし、負電圧ＶＮが存在するま
で、オフゲート電圧を印加し、スイッチング素子Ｑをオ
フ状態にすることができる。
置ＡＶＲの出力電圧Ｖacに異常又は入力電圧Ｖdcが切断
された場合、電源装置ＡＶＲから低下信号ＬＶＤ、ＧＰ
ＬＶＤが出力され、回路ＣＵ55に入力される。回路ＣＵ
55はオア回路ＯＲで、論理和をとり、一方又は両方の信
号が１になると、フォトカプラーＰＣがオンし、トラン
ジスタＴｒ８がオンする。その結果、短絡回路ＣＵ２の
トランジスタＴｒ10がオンし、負電圧ＶＮが存在するま
で、オフゲート電圧を印加し、スイッチング素子Ｑをオ
フ状態にすることができる。
【００３６】図８は本発明の第４の実施の形態の他の実
施例を示すゲート駆動回路の要部構成図である。図にお
いて、回路ＣＵ55は高周波電源装置ＡＶＲで検出された
入力電圧Ｖdcの低下信号ＬＶＤと出力電圧Ｖacの低下信
号ＧＰＬＶＤを入力する回路で、ＯＲはオア回路、Ｒｉ
は入力抵抗、ＰＣは低圧側と高圧側を絶縁するフォトカ
プラー回路である。
施例を示すゲート駆動回路の要部構成図である。図にお
いて、回路ＣＵ55は高周波電源装置ＡＶＲで検出された
入力電圧Ｖdcの低下信号ＬＶＤと出力電圧Ｖacの低下信
号ＧＰＬＶＤを入力する回路で、ＯＲはオア回路、Ｒｉ
は入力抵抗、ＰＣは低圧側と高圧側を絶縁するフォトカ
プラー回路である。
【００３７】次に動作について説明する。高周波電源装
置ＡＶＲの出力電圧Ｖacに異常又は入力電圧Ｖdcが切断
された場合、電源装置ＡＶＲから低下信号ＬＶＤ、ＧＰ
ＬＶＤが出力され、回路ＣＵ55に入力される。回路ＣＵ
55はオア回路ＯＲで、論理和をとり、一方又は両方の信
号が１になると、フォトカプラーＰＣがオンし、トラン
ジスタＴｒ８がオンする。その結果、短絡回路ＣＵ３の
トランジスタＴｒ９がオンし、平滑コンデンサＣ１に維
持されている電荷を抵抗Ｒ14を介して放電する。その結
果、正電圧ＶＰは負電圧ＶＮより速く減衰し、正電圧Ｖ
Ｐは零電圧となり、スイッチング素子Ｑに対する誤オン
信号の発生を防止する。又図９に示す本発明の第４の実
施の形態の他の実施例のように図７と図８に示した構成
を組み合わせても同様の効果を得ることができる。
置ＡＶＲの出力電圧Ｖacに異常又は入力電圧Ｖdcが切断
された場合、電源装置ＡＶＲから低下信号ＬＶＤ、ＧＰ
ＬＶＤが出力され、回路ＣＵ55に入力される。回路ＣＵ
55はオア回路ＯＲで、論理和をとり、一方又は両方の信
号が１になると、フォトカプラーＰＣがオンし、トラン
ジスタＴｒ８がオンする。その結果、短絡回路ＣＵ３の
トランジスタＴｒ９がオンし、平滑コンデンサＣ１に維
持されている電荷を抵抗Ｒ14を介して放電する。その結
果、正電圧ＶＰは負電圧ＶＮより速く減衰し、正電圧Ｖ
Ｐは零電圧となり、スイッチング素子Ｑに対する誤オン
信号の発生を防止する。又図９に示す本発明の第４の実
施の形態の他の実施例のように図７と図８に示した構成
を組み合わせても同様の効果を得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スイッチング素子の誤動作を防止するゲート駆動回路及
び電気車の制御装置を提供することができる。
スイッチング素子の誤動作を防止するゲート駆動回路及
び電気車の制御装置を提供することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すゲート駆動回
路の構成図である。
路の構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すゲート駆動回
路の要部構成図である。
路の要部構成図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示すゲート駆動回
路の構成図である。
路の構成図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態を示す電気車の制御
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図５】ゲート駆動回路の構成図である。
【図６】ゲート駆動回路の要部構成図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態の他の実施例を示す
ゲート駆動回路の構成図である。
ゲート駆動回路の構成図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態の他の実施例を示す
ゲート駆動回路の要部構成図である。
ゲート駆動回路の要部構成図である。
【図９】本発明の第４の実施の形態の他の実施例を示す
ゲート駆動回路の構成図である。
ゲート駆動回路の構成図である。
【図１０】一般的な三相インバータの構成図である。
【図１１】従来のゲート駆動回路の構成図である。
【図１２】一般的な電気車の主回路構成図である。
Ｑ、Ｑ１〜Ｑ６ スイッチング素子 ＣＵ２、ＣＵ３ 短絡回路 ＣＵ１、ＣＵ11、ＣＵ５、ＣＵ55 回路 Ｔｒ５、Ｔｒ６ トランジスタ ＡＶＲ 高周波電源装置
Claims (6)
- 【請求項１】 自己消弧形のスイッチング素子のゲート
に正電圧を供給するための正電圧源と、 前記スイッチング素子のゲートに負電圧を供給するため
の負電圧源と、 前記正電圧源又は前記負電圧源のどちらか一方を前記ス
イッチング素子のゲートに接続する接続手段と、 前記負電圧源の負電圧が所定値以下に低下したことを検
知する電圧低下検知手段と、 この電圧低下検知手段により、前記負電圧の低下が検知
された際に、前記接続手段に優先して前記スイッチング
素子のゲートに前記負電圧源を接続する接続優先手段と
を有するゲート駆動回路。 - 【請求項２】 自己消弧形のスイッチング素子のゲート
に正電圧を供給するための正電圧源と、 前記スイッチング素子のゲートに負電圧を供給するため
の負電圧源と、 前記正電圧源又は前記負電圧源のどちらか一方を前記ス
イッチング素子のゲートに接続する接続手段と、 前記負電圧源の負電圧が所定値以下に低下したことを検
知する電圧低下検知手段と、 この電圧低下検知手段により、前記負電圧の低下が検知
された際に、前記正電圧源を短絡する短絡手段とを有す
るゲート駆動回路。 - 【請求項３】 入力電圧を高周波電圧に変換する高周波
電源装置と、 この高周波電源装置から出力される高周波電圧を基に、
自己消弧形のスイッチング素子のゲートに供給する正電
圧を発生する正電圧源と、 前記高周波電源装置から出力される高周波電圧を基に、
前記スイッチング素子のゲートに供給する負電圧を発生
する負電圧源と、 前記正電圧源又は前記負電圧源のどちらか一方を前記ス
イッチング素子のゲートに接続する接続手段と、 前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下を検知する電圧
低下検知手段と、 この電圧低下検知手段により、前記入力電圧又は前記高
周波電圧の低下が検知された際に、前記接続手段に優先
して前記スイッチング素子のゲートに前記負電圧源を接
続する接続優先手段とを有するゲート駆動回路。 - 【請求項４】 入力電圧を高周波電圧に変換する高周波
電源装置と、 この高周波電源装置から出力される高周波電圧を基に、
自己消弧形のスイッチング素子のゲートに供給する正電
圧を発生する正電圧源と、 前記高周波電源装置から出力される高周波電圧を基に、
前記スイッチング素子のゲートに供給する負電圧を発生
する負電圧源と、 前記正電圧源又は前記負電圧源のどちらか一方を前記ス
イッチング素子のゲートに接続する接続手段と、 前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下を検知する電圧
低下検知手段と、 この電圧低下検知手段により、前記入力電圧又は前記高
周波電圧の低下が検知された際、前記正電圧源を短絡す
る短絡手段とを有するゲート駆動回路。 - 【請求項５】 自己消弧形のスイッチング素子で構成さ
れたインバータと、 このインバータの出力によって駆動される電動機と、 入力電圧を高周波電圧に変換する高周波電源装置と、 この高周波電源装置から出力される高周波電圧を基に、
前記スイッチング素子のゲートに供給する正電圧を発生
する正電圧源と、 前記高周波電源装置から出力される高周波電圧を基に、
前記スイッチング素子のゲートに供給する負電圧を発生
する負電圧源と、 前記正電圧源又は前記負電圧源のどちらか一方を前記ス
イッチング素子のゲートに接続する接続手段と、 前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下を検知する電圧
低下検知手段と、 前記電動機によって駆動される電気車の運転停止後に、
前記電圧低下検知手段により、前記入力電圧又は前記高
周波電圧の低下が検知された際に、前記接続手段に優先
して前記スイッチング素子のゲートに前記負電圧源を接
続する接続優先手段とを有する電気車の制御装置。 - 【請求項６】 自己消弧形のスイッチング素子で構成さ
れたインバータと、 このインバータの出力によって駆動される電動機と、 入力電圧を高周波電圧に変換する高周波電源装置と、 この高周波電源装置から出力される高周波電圧を基に、
前記スイッチング素子のゲートに供給する正電圧を発生
する正電圧源と、 前記高周波電源装置から出力される高周波電圧を基に、
前記スイッチング素子のゲートに供給する負電圧を発生
する負電圧源と、 前記正電圧源又は前記負電圧源のどちらか一方を前記ス
イッチング素子のゲートに接続する接続手段と、 前記入力電圧又は前記高周波電圧の低下を検知する電圧
低下検知手段と、 前記電動機によって駆動される電気車の運転停止後に、
前記電圧低下検知手段により、前記入力電圧又は前記高
周波電圧の低下が検知された際、前記正電圧源を短絡す
る短絡手段とを有する電気車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27978696A JPH10127044A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | ゲート駆動回路及び電気車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27978696A JPH10127044A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | ゲート駆動回路及び電気車の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10127044A true JPH10127044A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17615904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27978696A Pending JPH10127044A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | ゲート駆動回路及び電気車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10127044A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106104993A (zh) * | 2014-05-30 | 2016-11-09 | 三菱电机株式会社 | 电力用半导体元件的驱动电路 |
| US10972076B2 (en) | 2017-04-25 | 2021-04-06 | Denso Corporation | Drive circuit for switch |
-
1996
- 1996-10-23 JP JP27978696A patent/JPH10127044A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106104993A (zh) * | 2014-05-30 | 2016-11-09 | 三菱电机株式会社 | 电力用半导体元件的驱动电路 |
| US10038438B2 (en) | 2014-05-30 | 2018-07-31 | Mitsubishi Electric Corporation | Power semiconductor element driving circuit |
| CN106104993B (zh) * | 2014-05-30 | 2019-05-10 | 三菱电机株式会社 | 电力用半导体元件的驱动电路 |
| US10972076B2 (en) | 2017-04-25 | 2021-04-06 | Denso Corporation | Drive circuit for switch |
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