JPS5855749B2 - ゲ−トタ−ンオフサイリスタの保護装置 - Google Patents
ゲ−トタ−ンオフサイリスタの保護装置Info
- Publication number
- JPS5855749B2 JPS5855749B2 JP51156945A JP15694576A JPS5855749B2 JP S5855749 B2 JPS5855749 B2 JP S5855749B2 JP 51156945 A JP51156945 A JP 51156945A JP 15694576 A JP15694576 A JP 15694576A JP S5855749 B2 JPS5855749 B2 JP S5855749B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gto
- gate
- saturable reactor
- protection device
- gate turn
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0824—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in thyristor switches
Landscapes
- Power Conversion In General (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はゲートターンオフサイリスタ（以下ＧＴＯと略
称する）の保護装置に関する。
称する）の保護装置に関する。
ＧＴＯは従来小容量のものしか得られなかったが、最近
漸く電力用の装置に使用し得る２００Ａ〜６００Ａ級の
ものが入手できるようになった。
漸く電力用の装置に使用し得る２００Ａ〜６００Ａ級の
ものが入手できるようになった。
ＧＴＯをサイリスタに代えて各種の電力変換装置に用い
る場合、これ寸での小容量のＧＴＯの応用ではそれほど
問題にならなかった点が種々ある。
る場合、これ寸での小容量のＧＴＯの応用ではそれほど
問題にならなかった点が種々ある。
その１つはｄｖ／ｄｔ対策である。
ｄｖ／ｄｔ対策を必要とする理由は、ＧＴＯのアノード
、カソード間に加わる正の急峻な電圧変化（ｄｖ／ｄｔ
）がある値を越えるとＧＴＯが点弧してし捷う現象があ
るからである。
、カソード間に加わる正の急峻な電圧変化（ｄｖ／ｄｔ
）がある値を越えるとＧＴＯが点弧してし捷う現象があ
るからである。
その限界値をｄ ｖ／ｄ を耐量という。これは、サイ
リスタにも共通することであるが、ＧＴＯはｄｖ／ｄｔ
耐量が現状ではサイリスタより劣るので、なんらかの保
護対策が必要である。
リスタにも共通することであるが、ＧＴＯはｄｖ／ｄｔ
耐量が現状ではサイリスタより劣るので、なんらかの保
護対策が必要である。
前記ｄｖ／ｄｔがいかなるときに加わるかを説明すると
、例えばＧＴＯ，ＧＴＯ１〜ＧＴＯ４のオン、オフ制御
で直流電源Ｅ１を交流電圧に変換して負荷Ｒ８に印加す
る第１図のインバータで、ＧＴＯｌが点弧した場合、こ
れと直列のＧＴＯ２にその瞬間正のｄｖ／ｄｔが加わる
。
、例えばＧＴＯ，ＧＴＯ１〜ＧＴＯ４のオン、オフ制御
で直流電源Ｅ１を交流電圧に変換して負荷Ｒ８に印加す
る第１図のインバータで、ＧＴＯｌが点弧した場合、こ
れと直列のＧＴＯ２にその瞬間正のｄｖ／ｄｔが加わる
。
このようなＧＴＯに印加されるｄｖ／ｄｔを緩和するた
めに、従来例えば第２図に示すようにリアクトルＸ１．
Ｘ２と、ＧＴＯの極間に抵抗Ｒ口とコンデンサＣ口及び
ダイオードＤ［］（口は１〜４）との周知のスナバ−回
路を設けることが行なわれている。
めに、従来例えば第２図に示すようにリアクトルＸ１．
Ｘ２と、ＧＴＯの極間に抵抗Ｒ口とコンデンサＣ口及び
ダイオードＤ［］（口は１〜４）との周知のスナバ−回
路を設けることが行なわれている。
尚第２図でＤＩｌ〜ＤＩ４は帰還ダイオードである。
しかし、このようなりアクドルＸ１．Ｘ２等を設けるこ
とは次の点で好捷しくない。
とは次の点で好捷しくない。
（ａ）ＧＴＯは元来自己消弧能力を持つことが特徴であ
るのに、サイリスタ回路に必要な転流回路と同様にリア
クトルを設けるのをＧＴＯの持つ利点を殺すことになる
。
るのに、サイリスタ回路に必要な転流回路と同様にリア
クトルを設けるのをＧＴＯの持つ利点を殺すことになる
。
（ｂ） 第２図例で、仮にＧＴＯｌが点弧していると
きにこのＧＴＯｌをオフにすると、リアクトルＸ１に流
れていた電流をしゃ断することになるのでこれに大きな
電圧が生じ、ＧＴＯのアノードとカソード間に大きな電
圧が加わる。
きにこのＧＴＯｌをオフにすると、リアクトルＸ１に流
れていた電流をしゃ断することになるのでこれに大きな
電圧が生じ、ＧＴＯのアノードとカソード間に大きな電
圧が加わる。
これを避けるにはスナバ−回路のコンデンサＣの容量を
充分大きくするが、対となるＧＴＯ２をＧＴＯｌがオフ
する前；こ点弧してリアクトルＸ１の上側コイルに流れ
ていた電流を下側のコイルに転流させるなどの手段が必
要である。
充分大きくするが、対となるＧＴＯ２をＧＴＯｌがオフ
する前；こ点弧してリアクトルＸ１の上側コイルに流れ
ていた電流を下側のコイルに転流させるなどの手段が必
要である。
これは前（ａ）項と同様ＧＴＯのメリットを半減させ、
ＧＴＯの持つ高周波の開閉制御機能に制約をつけること
になる。
ＧＴＯの持つ高周波の開閉制御機能に制約をつけること
になる。
本発明はこの点にかんがみ、ＧＴＯの制御上の制約条件
が少なく、効果的にｄｖ／ｄｔを低減できるＧＴＯの保
護装置を提供することを目的とする。
が少なく、効果的にｄｖ／ｄｔを低減できるＧＴＯの保
護装置を提供することを目的とする。
即ち、本発明では一実施例４第３図に示すように、ＧＴ
Ｏのカソード側に可飽和リアクトルＳＸを直列に接続し
、ＧＴＯをオフするためのオフゲート回路Ｇば１端をＧ
ＴＯのゲートに、他端ばＧＴＯと直列接続した前記可飽
和リアクトルＳＸの外側端子に接続する構成とする。
Ｏのカソード側に可飽和リアクトルＳＸを直列に接続し
、ＧＴＯをオフするためのオフゲート回路Ｇば１端をＧ
ＴＯのゲートに、他端ばＧＴＯと直列接続した前記可飽
和リアクトルＳＸの外側端子に接続する構成とする。
尚、図でＣ２Ｒ，Ｄはスナバ−回路を構成するコンデン
サ、抵抗、ダイオード、Ｒ１１は抵抗である。
サ、抵抗、ダイオード、Ｒ１１は抵抗である。
つぎに上記構成における作用を説明する。
第３図にも・いて、端子１と２の間に正のｄｖ／ｄｔが
印加されたとすると、第２図の場合と同様にＧＴＯのｄ
ｖ／ｄｔば１／＆（ＬはＳＸのインダクタンス）に比例
したものとなる。
印加されたとすると、第２図の場合と同様にＧＴＯのｄ
ｖ／ｄｔば１／＆（ＬはＳＸのインダクタンス）に比例
したものとなる。
したがって可飽和リアクトルＳＸのインダクタンスＬを
大きくとればｄｖ／ｄｔが小さくなり目的が達成できる
ことになる。
大きくとればｄｖ／ｄｔが小さくなり目的が達成できる
ことになる。
ここで本発明では可飽和リアクトルＳＸを用いて訃り、
この可飽和リアクトル５Ｘ（ＩｉＧＴＯが導通して電流
を流しているときは飽和しているので、定常特性に悪影
響を及ぼさないので、第２図従来に比ベインダクタンス
Ｌを大きくとることが可能となり、ｄｖ／ｄｔを低減す
ることができる。
この可飽和リアクトル５Ｘ（ＩｉＧＴＯが導通して電流
を流しているときは飽和しているので、定常特性に悪影
響を及ぼさないので、第２図従来に比ベインダクタンス
Ｌを大きくとることが可能となり、ｄｖ／ｄｔを低減す
ることができる。
一方、このような可飽和リアクトルＳＸを直流回路に入
れることはサイリスタの場合は公知であるが、ＧＴＯの
場合は逆回復電流が小さいので可飽和リアクトルＳＸが
リセットしないむそれがあるが、本発明ではＧＴＯのカ
ソード側に飽和リアクトルＳＸを入れ、この可飽和リア
クトルＳＸを流れ２る電流と反対方向のＧＴＯのオフゲ
ート電流で可飽和リアクトルＳＸをリセットしているの
でそのようなおそれはない。
れることはサイリスタの場合は公知であるが、ＧＴＯの
場合は逆回復電流が小さいので可飽和リアクトルＳＸが
リセットしないむそれがあるが、本発明ではＧＴＯのカ
ソード側に飽和リアクトルＳＸを入れ、この可飽和リア
クトルＳＸを流れ２る電流と反対方向のＧＴＯのオフゲ
ート電流で可飽和リアクトルＳＸをリセットしているの
でそのようなおそれはない。
ここで、ＧＴＯをオフさせるオフゲートはそのオフゲー
ト電流の立上りが悪いとＧＴＯがターンオへできないお
それがあるが、本発明ではＧＴＯをオンすべき時点では
可飽和リアクトルＳＸは既に飽和しているので、電流が
流れる過渡時ではインダクタンスＬは略一定でありオフ
ゲート電流の立上りを低下させることはない。
ト電流の立上りが悪いとＧＴＯがターンオへできないお
それがあるが、本発明ではＧＴＯをオンすべき時点では
可飽和リアクトルＳＸは既に飽和しているので、電流が
流れる過渡時ではインダクタンスＬは略一定でありオフ
ゲート電流の立上りを低下させることはない。
第４図及び第５図は他実施例で、可飽和リアクトルとし
て貫通形のコアを使用し、その中に図示方向に２本の導
体を貫通させたもので、同様の効果がある。
て貫通形のコアを使用し、その中に図示方向に２本の導
体を貫通させたもので、同様の効果がある。
第６図は第５図の等価回路を示したものである。
第４図のＤ２１はダイオードを示す。本発明を適用する
ことによって次の利点も得られる。
ことによって次の利点も得られる。
即ち、（１）ＧＴＯのオフ後、ＧＴＯのゲート、カソー
ド間に過大な逆電圧が印加されるのを防ぐため、通常ゲ
ート、カソード間ｌこ第７図に示すようにダイオードＤ
２２とツェナーダイオードＺＤの直列回路を挿入してい
るが、本発明ではその逆電圧は可飽和リアクトルＳＸが
分担するので、ツェナーダイオードＺＤを省略するかま
たは小容量なものですむ利点がある。
ド間に過大な逆電圧が印加されるのを防ぐため、通常ゲ
ート、カソード間ｌこ第７図に示すようにダイオードＤ
２２とツェナーダイオードＺＤの直列回路を挿入してい
るが、本発明ではその逆電圧は可飽和リアクトルＳＸが
分担するので、ツェナーダイオードＺＤを省略するかま
たは小容量なものですむ利点がある。
（２）さらに大きな利点ばＧＴＯのターンオフ失敗する
と、ＧＴＯはそのときの電力損失で破損することが知ら
れている。
と、ＧＴＯはそのときの電力損失で破損することが知ら
れている。
これに対し本発明のように可飽和リアクトルＳＸが大き
なインダクタンスを呈するので、ＧＴＯに流れる電流は
すぐには増さない。
なインダクタンスを呈するので、ＧＴＯに流れる電流は
すぐには増さない。
その間にゲートに点弧信号を加えるなどによりＧＴＯの
内部全面に電流が拡がり、したがって電流の局部集中に
よる素子破損が防止できる。
内部全面に電流が拡がり、したがって電流の局部集中に
よる素子破損が防止できる。
（３） 可飽和リアクトルＳＸのインダクタンスカ大
きいことから、スナバ−回路のコンデンサＣが小さくで
き、したがってスナバ−損失が少なくなる。
きいことから、スナバ−回路のコンデンサＣが小さくで
き、したがってスナバ−損失が少なくなる。
このことはＧＴＯの特徴である高周波のスイッチングを
最大限に発揮させるためには極めて重要である。
最大限に発揮させるためには極めて重要である。
以上記載の本発明によれば、ｄｖ／ｄｔを低減し捷た電
力用ＧＴＯの持つメリットを最大限に発揮できるＧＴＯ
の保護装置が提供できる。
力用ＧＴＯの持つメリットを最大限に発揮できるＧＴＯ
の保護装置が提供できる。
第１図はＧＴＯにｄ ｖ／ｄ ｔが加わる例としてのイ
ンバータ回路図、第２図は従来のＧＴＯ保護例を示すイ
ンバータ回路図、第３図は本発明の一実施例の回路図、
第４図及び第５図は他実施例の回路図、第６図は第５図
の等価回路図、第７図はターンオフ時ＧＴＯのゲート、
カソード間電圧を制御する従来手段を示す回路図である
。 ＧＴＯ，ＧＴＯ−ＧＴＯ，・・・・・・ゲートターンオ
フサイリスタ、ＳＸ・・・・・・飽和リアクトル、Ｃ２
Ｃ１〜Ｃ４・・・・・・コンデンサ、Ｒ，Ｒ０〜Ｒ４，
Ｒ１，・・・・・・抵抗、Ｘｌ、Ｘ２・・・・・・リア
クトル、Ｄ 、 Ｄ、〜Ｄ４゜ＤＩｌ〜Ｄ１４ ｓ Ｄ
２１ ｓ Ｄ２２・・・・・・ダイオード、Ｇ・・・・
・・オフゲート回路。
ンバータ回路図、第２図は従来のＧＴＯ保護例を示すイ
ンバータ回路図、第３図は本発明の一実施例の回路図、
第４図及び第５図は他実施例の回路図、第６図は第５図
の等価回路図、第７図はターンオフ時ＧＴＯのゲート、
カソード間電圧を制御する従来手段を示す回路図である
。 ＧＴＯ，ＧＴＯ−ＧＴＯ，・・・・・・ゲートターンオ
フサイリスタ、ＳＸ・・・・・・飽和リアクトル、Ｃ２
Ｃ１〜Ｃ４・・・・・・コンデンサ、Ｒ，Ｒ０〜Ｒ４，
Ｒ１，・・・・・・抵抗、Ｘｌ、Ｘ２・・・・・・リア
クトル、Ｄ 、 Ｄ、〜Ｄ４゜ＤＩｌ〜Ｄ１４ ｓ Ｄ
２１ ｓ Ｄ２２・・・・・・ダイオード、Ｇ・・・・
・・オフゲート回路。
Claims (1)
- １ スナバ−回路を並列に設けたゲートターンオフサイ
リスタに直列に可飽和リアクトルを接続し、ゲートター
ンオフサイリスタのオフゲート電流で前記可飽和リアク
トルのリセットを行なうようにしたゲートターンオフサ
イリスタの保護装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51156945A JPS5855749B2 (ja) | 1976-12-25 | 1976-12-25 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタの保護装置 |
| US05/863,047 US4275430A (en) | 1976-12-25 | 1977-12-21 | DV/DT Protection circuit device for gate turn-off thyristor |
| GB53796/77A GB1587620A (en) | 1976-12-25 | 1977-12-23 | Dv/dt protection circuits for gate turn-off thyristor |
| DE2758227A DE2758227C3 (de) | 1976-12-25 | 1977-12-27 | dv/dt-Schutzschaltungsanordnung für einen GTO-Thyristor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51156945A JPS5855749B2 (ja) | 1976-12-25 | 1976-12-25 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタの保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5380542A JPS5380542A (en) | 1978-07-17 |
| JPS5855749B2 true JPS5855749B2 (ja) | 1983-12-12 |
Family
ID=15638769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51156945A Expired JPS5855749B2 (ja) | 1976-12-25 | 1976-12-25 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタの保護装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4275430A (ja) |
| JP (1) | JPS5855749B2 (ja) |
| DE (1) | DE2758227C3 (ja) |
| GB (1) | GB1587620A (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3325502C1 (de) * | 1983-07-15 | 1984-03-29 | Deutsches Elektronen-Synchrotron Desy, 2000 Hamburg | Ansteuerungsschaltung für Pulsstromgeräte |
| JPS60194761A (ja) * | 1984-03-14 | 1985-10-03 | Hitachi Ltd | 電力変換装置 |
| US4581692A (en) * | 1984-10-04 | 1986-04-08 | Westinghouse Electric Corp. | Direct current voltage converter apparatus |
| JPS61221528A (ja) * | 1985-03-25 | 1986-10-01 | 三菱電機株式会社 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタのスナバ回路 |
| FR2582879A1 (fr) * | 1985-06-04 | 1986-12-05 | Telemecanique Electrique | Appareil ou circuit interrupteur statique pour l'alimentation protegee d'une charge et de sa ligne |
| US4613932A (en) * | 1985-08-01 | 1986-09-23 | Westinghouse Electric Corp. | Method and circuit for reduction of stress in thyristors operating in the individual emergency firing mode |
| FR2592749B1 (fr) * | 1986-01-09 | 1988-05-06 | Celduc | Circuit calmeur pour interrupteur statique commande |
| US4694387A (en) * | 1987-01-08 | 1987-09-15 | Honeywell, Inc. | Inductive devices |
| EP0431215A1 (de) * | 1989-12-08 | 1991-06-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Schutz eines abschaltbaren Thyristors vor unzulässiger Überspannung und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens |
| US5245521A (en) * | 1991-01-31 | 1993-09-14 | International Business Machines Corporation | Suppression of transformer capacitive current |
| US5436540A (en) * | 1994-05-16 | 1995-07-25 | General Electric Company | Protection circuit for a gate turn-off device in an electrical braking system for an electric traction motor vehicle |
| FR2779286B1 (fr) * | 1998-06-02 | 2000-08-18 | Valeo Electronique | Circuit de commande a decoupage, notamment convertisseur ou regulateur de tension |
| US6885535B2 (en) * | 2000-01-19 | 2005-04-26 | Club Car, Inc. | Non-linear snubber circuit |
| US6438002B2 (en) * | 2000-02-02 | 2002-08-20 | General Electric Co. | Active snubber circuit with controllable DV/DT |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3353032A (en) * | 1964-06-09 | 1967-11-14 | Gen Electric | Flyback power amplifier circuit |
| US3462754A (en) * | 1966-01-10 | 1969-08-19 | Ite Imperial Corp | Performance monitor for rectifier cells |
| SE322285B (ja) * | 1966-06-10 | 1970-04-06 | Asea Ab | |
| US3524990A (en) * | 1967-02-08 | 1970-08-18 | Northern Electric Co | Inverter circuit with saturable reactor current limiting |
| US3943430A (en) * | 1974-06-20 | 1976-03-09 | Mitsubishi Denki Kabushi Kaisha | Circuitry for reducing thyristor turn-off times |
| US4016433A (en) * | 1976-01-23 | 1977-04-05 | Rca Corporation | GTO circuits |
-
1976
- 1976-12-25 JP JP51156945A patent/JPS5855749B2/ja not_active Expired
-
1977
- 1977-12-21 US US05/863,047 patent/US4275430A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-12-23 GB GB53796/77A patent/GB1587620A/en not_active Expired
- 1977-12-27 DE DE2758227A patent/DE2758227C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB1587620A (en) | 1981-04-08 |
| JPS5380542A (en) | 1978-07-17 |
| DE2758227A1 (de) | 1978-06-29 |
| US4275430A (en) | 1981-06-23 |
| DE2758227C3 (de) | 1982-01-14 |
| DE2758227B2 (de) | 1981-04-23 |
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