JPS589512Y2 - サイリスタゲ−ト信号発生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、パルス発生用コンデンサの充電ｆこよりト
リガ素子を導通し、パルストランスの２次巻線にゲート
信号を発生してサイリスタを導通させるサイリスクゲー
ト信号発生装置に関し、トリガ素子のもれ電流によるパ
ルス発生用コンデンサの充電期間の変動を防止し、サイ
リスタの点弧位相角を正確に制御するとともに、ゲート
信号を発生するときｔこパルストランスの１次巻線の電
流の流通期間を短くシ、パルストランスを小型化スルこ
とを目的とする〇 従来、この種サイリスタゲート信号発生装置は、第１図
に示すように構成され、同図においで、Ｅは直流可変電
圧源からなる制御信号電源、Ｑｌ はベースが限流用抵
抗Ｒ１を介して制御信号電源Ｅの正側端子に接続された
整合用トランジスタであり、コレクタが直流安定化電源
からなる直流駆動用電源の正側端子Ａに接続され、かつ
エミッタが整合用抵抗Ｒ２を介して制御信号電源Ｅの負
側端子および直流駆動用電源の負側端子Ｂ１こそれぞれ
接続されている。

Ｒ３，Ｃは直流駆動用電源の正側および負側端子Ａ、Ｅ
間に直列接続された充電用抵抗およびパルス発振用コン
デンサ、Ｄｌはアノードが整合用トランジスタＱ１のエ
ミッタにかつカソードが充電用抵抗Ｒ３とパルス発振用
コンデンサＣの接続点に接続された逆流防止用ダイオー
ド、Ｑ２は一端が逆流防止用ダイオードＤ□のカソード
曇こ接続された５ＢＳ１ダイアツク、ＵＪＴ 、ＰＵＴ
等のトリガ素子であり、充電用抵抗Ｒ３およびパルス発
振用コンデンサＣとともに弛張発振回路が構成されでい
る。

Ｑ３はコレクタおよびエミッタがパルス発振用コンデン
サＣの両端間Ｏこ設けられた放電用スイツナ素子すなわ
ち同期用トランジスタであり、ベースが後述の交流電源
の零点に同期したパルスを出力する同期パルス発生回路
の出力端子Ｐに接続されでいる。

Ｑ４はベースがトリガ素子Ｑ２の他端に接続されたパル
ス増幅用トランジスタであり、エミッタが直流駆動用電
源の負側端子Ｂ１こ接続されでいる。

Ｒ４はパルス増幅用トランジスタＱ４のベースとエミッ
タ増幅用トランジスタＱ４のベースとエミッタ間ｔこ接
続されたバイアス用抵抗、ＰＴは１次巻線の一端が限流
用抵抗Ｒ５を介して直流駆動用電源の正側端子Ａに接続
され他端がパルス増幅用トランジスタＱ４のコレクタｔ
こ接続されたパルストランス、Ｄ２はパルストランスＰ
Ｔの１次巻線の両端間ｌこ接続された逆電圧吸収用ダイ
オード、ＴＨはゲート端子がパルストランスＰＴの２次
巻線の一端に接続された交流サイリスク、逆防止３端子
サイリスク等のサイリスクであり、交流電源（図示せず
）と負荷（図示せず）との間１こ設けられでいる。

Ｄ３はアノードがパルストランスＰＴの２次巻線の他端
１こ接続されカソードがサイリスタＴＨｉこ接続された
保護用ダイオードである。

つぎに、第１図の動作を説明すると、同期用トランジス
タＱ２のベースに同期パルスが印加されティない場合、
整合用トランジスタＱ１のベースに制御信号電源Ｅの制
御信号が供給され、整合用トランジスタＱ１のコレクタ
、エミッタ間のインピーダンスカ塙υ御信号の電圧ｔζ
従った大きさｔこなり、直流駆動用電源の正側端子Ａか
ら整合用トランジスタＱ１のコレクタ、エミッタおよび
逆流防止用ダイオードＤ１を通ってパルス発振用コンデ
ンサＣｔこ電流が流れ、この制御信号１こ従った電流に
もとづきパルス発振用コンデンサＣが主充電されるとと
もに、正側端子Ａから充電用抵抗Ｒ３を通って流れる電
流により補助充電される。

そして、パルス発振用コンデンサＣの充電々圧がトリガ
素子Ｑ２のスイッチング電圧ｆこ上昇すると、トリガ素
子Ｑ２が導通しでパルス増幅用トランジスタＱ４が導通
ずる○ そこで直流駆動用電源の正側端子Ａから、限流用抵抗Ｒ
５、パルストランスＰＴの１次巻線、パルス増幅用トラ
ンジスタＱ４のコレクタおよびエミッタを介して負側端
子Ｂに電流が流れ、このときパルストランスＰＴの２次
巻線０こ起電圧が誘起され、該起電圧（こよりゲート信
号が形成されるとともに、ゲート信号がサイリスクＴＩ
（のゲートｌこ入力されてサイリスクＴＨが導通する。

なお、ＩＩＪ御信号源Ｅから出力される制御信号の電圧
を可変すると、整合用トランジスタＱ、のコレクタ、エ
ミッタ間のインピーダンスが、制御信号に従って変化し
、整合用トランジスタＱ、のコレクタ、エミッタ間のイ
ンピーダンスの変化により、正側端子Ａからパルス発振
コンデンサＣｆこ流れる電流が変化し、パルス発振用コ
ンデンサＣの充電期間が可変制御され、パルス発振用コ
ンデンサＣの充電期間の変化により、パルストランスＰ
Ｔの２次巻線にゲート信号の発生するタイミングが変化
し、サイリスタＴＨの点弧位相角を変化して負荷ｔこ供
給する電力を制御することができる〇方、交流電源の電
圧が零ボルトｆこなる零点時＆？Ｊ”Ｊ期用ｈランジス
クＱ３のベースニ同期パルスが印加され、零点時に同期
用トランジスタＱ３が導通し、パルス発振用コンデンサ
Ｃに充電されでいた電荷が同期用トランジスタＱ３のコ
レクタ、エミッタを介して放電するため、トリガ素子Ｑ
２が非導通に反転するととも１こ、サイリスクＴＩ（が
ターンオフし、サイリスクＴＨのターンオフが交流電源
の零点に同期しで制御される〇 しかし、トリガ素子Ｑ２は、もれ電流が多く、かつ、も
れ電流はパルス発振用コンデンサＣの充電１こより、充
電用抵抗Ｒ３とパルス発振用コンデンサＣの接続点の電
圧、すなわちトリガ素子Ｑ２の一端の電圧が高くなるに
従って増加するとともｆこ、温度変化ｔこ対しでも大き
く変化する。

そこで制御信号によりパルス発振用コンデンサＣの充電
期間を設定しでも、トリガ素子Ｑ２のもれ電流により充
電期間が変動し、トリガ素子Ｑ２の導通タイミングが制
御信号にもとづく導通タイミングから変動しＣゲート信
号の発生タイミングが変動し、サイリスタＴＨの点弧位
相角が、設定した点弧位相角から変動し、サイリスタＴ
Ｈの点弧位相角を正確をこ制御できない欠点がある。

また、パルス増幅用トランジスタＱ４の導通期間、パル
ストランスＰＴの１次巻線Ｑこ正側端子Ａからの電流が
流れるため、パルストランスＰＴの１次巻線１こパルス
幅の長い電流パルスが供給され、パルストランスＰＴが
大型化する欠点がある。

この考案は、前記の点に留意してなされたものであり、
つぎにこの考案を、その１実施例を示した第２図の図面
とともに詳細に説明する。

第２図においで第１図と同一記号は同一のものを示し、
Ｄ４は負側端子Ｂとパルス発振用コンデンサＣとの間ｔ
こ設けられたパルス発振用コンデンサＣの放電用ダイオ
ードであり、アノードが負側端子Ｂｆこ接続されでいる
。

Ｄ、はカソードが整合用トランジスタＱ１のエミッタに
接続された分離用ダイオードであり、アノードがパルス
発振用コンデンサＣと放電用ダイオードＤ４の接続点１
こ接続されでいる。

Ｑ、はベースが充電用抵抗Ｒ３とパルス発振用コンデン
サＣの接続点すなわちａ点ｆこ接続された電流増幅用ト
ランジスタであり、エミッタにトリガ素子Ｑ２の一端が
接続され、コレクタがバイアス用抵抗Ｒ６を介して正側
端子Ａ１こ接続されでいる。

Ｒ７は電流増幅用トランジスタＱ、のエミッタと負側端
子Ｂの間ｆこ設けられたバイアス用抵抗、Ｃ′は正側端
子Ａと逆電圧吸収用ダイオードＤ２のカソードの間１こ
設けられた瞬時パルス発生用コンデンサ、Ｒ８は正側端
子Ａと逆電圧吸収用ダイオードＤ２のアノードの間（こ
設けられた瞬時パルス発生用コンデンサＣ′の放電用抵
抗である。

つぎに、前記実施例の動作についで説明する。

制御信号電源Ｅを調整し、整合用トランジスタＱ１のベ
ース１こ供給する制御信号の電圧を所望の大きさ１こ設
定すると、整合用トランジスタＱ１のコレクタ、エミッ
タ間のインピーダンスが制御信号１こ従った大きさ１こ
なり、正側端子Ａから整合用トランジスタＱ１のコレク
タ、エミッタおよび整合用抵抗Ｒ２を介して負側端子Ｂ
ｆこ流れる電流が、制御信号の大きさに従った量をこな
り、このとき、整合用トランジスタＱ１のエミッタすな
わちｂ点の電圧が、整合用抵抗Ｒ２の電圧降下で設定さ
れるとともに、ｂ点の電圧が分離用ダイオードわ。

を介してパルス発振用コンデンサＣと放電用ダイオード
Ｄ４の接続点に印加されるため、正０１ｌＩ端子Ａから
充電用抵抗Ｒ３、パルス発振用コンデンサＣ１分離用ダ
イオードＤ５および整合用抵抗Ｒ２を介して負側端子Ｂ
ｉこ流れる電流すなわちパルス発振用コンデンサＣの充
電電流が、ｂ点の電圧ｆこ従った大きさＱこなる○ そしてパルス発振用コンデンサＣの充電電流がｂ点の電
圧に従った大きさ１こなるため、パルス発振用コンデン
サＣの充電期間が、制御信号の電圧にもとづくｂ点の電
圧１こより制御されるととも（こ、パルス発振用コンデ
ンサＣの充電に従ってａ点の電圧が上昇し、ａ点の電圧
が所定の電圧ｔこ上昇すると、電流増幅用トランジスタ
Ｑ、が導通し、正側端子Ａからバイアス用抵抗Ｒ６、電
流増幅用トランジスタＱ、のコレクタおよびエミッタ、
バイアス用抵抗Ｒ７を介して負側端子Ｂｆこ電流が流れ
、このとき、バイアス用抵抗Ｒ７の電圧降下により電流
増幅用トランジスタＱ５のエミッタ電圧が上昇し、トリ
ガ素子Ｑ２が導通しで電流増幅用トランジスタＱ、のエ
ミッタ（こ供給されたモ側端子Ａの電流が、トリガ素子
Ｑ２を介してパルス増幅用トランジスタＱ４のベースお
よびバイアス用抵抗Ｒ４に流れ、パルス増幅用トランジ
スタＱ４が導通する。

さらに１．パルス増幅用トランジスタＱ４が導通すると
、正側端子Ａから瞬時パルス発生用コンデンサＣ′、パ
ルストランスＰＴの１次巻線、パルス増幅用トランジス
タＱ４のコレクタおよびエミッタを介して負側端子Ｂに
、瞬時パルス発生用コンデンサＣ′が充電されるまでの
開電流が流れ、このとき、パルストランスＰＴの２次巻
線にゲート信号が発生し、ゲート信号によりサイリスタ
ＴＨが導通する。

なお、トリガ素子Ｑ２が導通しでパルス増幅用トランジ
スタＱ、が導通ずると、ａ点の電圧が低下するため、パ
ルス発振用コンデンサＣの充電電荷が電流増幅用トラン
ジスタＱ、のベースおよびエミッタを介しで放電し、電
流増幅用トランジスタＱ、のエミッタ（こ、ピーク値を
有する電流パルスが流れ、トリガ素子Ｑ２が確実に導通
ずる○つぎに、交流電源の零点時に同期パルスが同期用
トランジスタＱ３のベース１こ印加されると、同期用ト
ランジスタＱ３が導通してａ点の電圧が零ボルトになり
、パルス発振用コンデンサＣの充電電荷が、同期用トラ
ンジスタＱ３のコレクタおよびエミッタを介して完全を
こ放電するとともｆこ、電流増幅用トランジスタＱ５、
トリガ素子Ｑ２、パルス増幅用トランジスタＱ４が非導
通１こ反転し、サイリスタＴＨがターンオフする。

そして電流増幅用トランジスタＱ５を設けたことにより
、電流増幅用トランジスタＱ、が非導通をこ保持される
間は、充電用抵抗Ｒ３とパルス発振用コンデンサＣの接
続点と、トリガ素子Ｑ２との間が、電流増幅用トランジ
スタＱ５で分離されることになり、ａ点が電圧がパルス
発振用コンデンサＣの充電（このみ依存し、トリガ素子
Ｑ２のもれ電流の影響を受けないため、電流増幅用トラ
ンジスタＱ６、トリガ素子Ｑ２、パルス増幅用トランジ
スタＱ４が導通しでパルストランスＰＴの２次巻線にゲ
ート信号が発生するタイミングは、パルス発振用コンデ
ンサＣの充電期間で正確（こ制御され、パルス発振用コ
ンデンサＣの充電期間が制御信号の電圧で制御されるた
め、ゲート信号の発生タイミングが制御信号の電圧で正
確に制御され、制御信号によりサイリスタＴＨの点弧位
相角を正確１こ制御することができる。

また、瞬時パルス発生用コンデンサＣ′を設けたことｆ
こより、パルス増幅用トランジスタＱ４が導通した後、
パルストランスＰＴに電流の流れる期間を、瞬時パルス
発生用コンデンサＣ′が充電されるまでの間（こ短縮す
ることができ、パルストランスＰＴｉこは、パルス増幅
用トランジスタＱ４の導通期間に供給されるパルス幅の
大きな電流パルスに代わって、瞬時パルス発生用コンデ
ンサＣ′の充電期間で設定されるパルス幅の小さな電流
パルス、すなわち瞬時パルスが伝達されるため、パルス
トランスＰＴを小型化することができる。

さらに、分離用ダイオードＤ５を設けたことにより、制
御信号電源Ｅからみたインピーダンスは、はぼ限流用抵
抗Ｒ１、整合用トランジスタＱ、のベース、エミッタ間
のイノピーダンス、整合用抵抗Ｒ２ｔｃもとづく所定の
固有インピーダンス（こなり、制御信号電源Ｅからみた
イノピーダンスが変化しないため、制御信号電源Ｅを、
複数のサイリスクゲート信号発生装置ｔこ共用すること
もできる。

以上のよう１こ、この考案のサイリスタゲート信号発生
装置によると、充電用抵抗とパルス発振用コンデンサの
接続点にベースが接続された電流増幅用トランジスタを
設けるととも３こ、該トランジスタのエミッタにトリガ
素子を接続したことにより、電流増幅用トランジスタが
非導通の間は、前記接続点とトリガ素子との間が、電流
増幅用トランジスタで分離され、前記接続点の電圧がト
リガ素子のもれ電流の影響を受けず、パルス発振用コン
デンサの充電３こ従って上昇するとともに、パルス発振
用コンデンサの充電期間が制御信号の大きさをこ従って
制御され、さら（こ、電流増幅用トランジスタ、トリガ
素子およびパルス増幅用トランジスタが導通してパルス
トランスの２次巻線にゲート信号の発生するタイミング
が、パルス発振用コンデンサの充電期間で制御されるた
め、ゲート信号の入力（こより導通するサイリスクの点
弧位相角を、制御信号の大きさを調整して正確に制御す
ることができる。

また、パルス増幅用トランジスタが導通したときに、瞬
時パルス発生用コンデノサが充電されるまでの間にのみ
、パルストランスの１次巻線に瞬時パルス発生用コンデ
ンサを介した直流駆動用電源の電流が流れ、このときパ
ルストランス１こは、パルス増幅用トランジスタの導通
によるパルス幅の長い電流パルスでなく、瞬時パルス発
生用コンデンサの充電Ｑこよるパルス幅の短い電流パル
ス、すなわち瞬時パルスが伝達されるため、パルストラ
ンスを小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のサイリスタゲート信号発生装置の結線図
、第２図はこの考案のサイリスクゲート信号発生装置の
１実施例の結線図である。 Ｃ・・・・・・パルス発振用コンデンサ、Ｃ′・・・・
・瞬時パルス発生用コンデンサ、Ｄ２・・・・・・逆電
圧吸収用ダイオード、Ｅ・・・・・・制御信号電源、Ｐ
Ｔ・・・・・・パルストランス、Ｑ２・・・−・・トリ
ガ素子、Ｑ３・・・・・同期用トランジスタ、Ｑ４・・
・・・・パルス増幅用トランジスタ、Ｑ、・・・・・・
電流増幅用トランジスタ、Ｒ８・・・・・・放電用抵抗
。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 充電用抵抗を介した直流駆動用電源の電流により充電さ
   れるとともｔこ、制御信号の可変により充電期間が可変
   制御されるパルス発振用コンデンサと、導通により該パ
   ルス発振用コンデンサの放電路を形成する放電用スイッ
   チ素子と、前記充電用抵抗と前記パルス発振用コンデン
   サの接続点ｆこベースが接続され、前記パルス発振用コ
   ンデンサの充電１こより導通しエミッタ電圧が前記電源
   の電流により上昇する電流増幅用トランジスタと、該ト
   ランジスタのエミッタ（こ接続され前記エミッタ電圧の
   上昇により導通ずるトリガ素子と、前記電流増幅用トラ
   ンジスタのエミッタおよび前記トリガ素子を介した前記
   電源の電流がベース１こ入力されで導通スるパルス増幅
   用トランジスタと、該トランジスタの導通により瞬時パ
   ルス発生用コンデンサを介した前記電源の電流が前記瞬
   時パルス発生用コンデンサの充電期間をこ１次巻線なこ
   流れ、２次巻線にゲート信号が発生するパルストランス
   と、前記２次巻線にゲートが接続され前記ゲート信号１
   こより導通するサイリスクと、前記１次巻線に並列に設
   けられた逆電圧吸収用ダイオードと、前記瞬時パルス発
   生用コンデンサと前記逆電圧吸収用ダイオードとの直列
   回路なこ並列に設けられ、前記パルス増幅用トランジス
   タの導通から非導通への反転時に前記瞬時パルス発生用
   コンデンサの放電路を形成する放電用抵抗とを備えたサ
   イリスクゲート信号発生装置。