JPS5899264A - 変換器の保護方法 - Google Patents
変換器の保護方法Info
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- JPS5899264A JPS5899264A JP19454181A JP19454181A JPS5899264A JP S5899264 A JPS5899264 A JP S5899264A JP 19454181 A JP19454181 A JP 19454181A JP 19454181 A JP19454181 A JP 19454181A JP S5899264 A JPS5899264 A JP S5899264A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gto
- converter
- gate
- current
- semiconductor element
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/162—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration
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- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、自己消弧形半導体素子を用い九変換−の保護
方法に関し、特に、この素子を過電流から保護する丸め
の方法に関する。
方法に関し、特に、この素子を過電流から保護する丸め
の方法に関する。
ＧＴ Ｏ（Ｇａｔｅ Ｔｕｒｎ−ｏｆｆ Ｔｈｙｒｉｓ
ｔｏｒ）は１オンゲ一ト信号を加えることＫよシ導通し
、オフゲート信号を加えると非導通となる自己消弧形半
導体素子である。この素子は高速度でスイッチング動作
が行なえるため、高周波のオン、オフ動作が要求される
ＰＷＭ（パルス幅変ＩＱＩ）変換器などに多く用いられ
ている。
ｔｏｒ）は１オンゲ一ト信号を加えることＫよシ導通し
、オフゲート信号を加えると非導通となる自己消弧形半
導体素子である。この素子は高速度でスイッチング動作
が行なえるため、高周波のオン、オフ動作が要求される
ＰＷＭ（パルス幅変ＩＱＩ）変換器などに多く用いられ
ている。
ＧＴＯは、オフゲート信号を与えることによシミ流遮断
が可能なため、異常発生時には速やかにオフゲート信号
を加え、ＧＴＯを過電流から保護することが可能である
。ところが、遮断可能な電流上限値が存在し、それ以上
の電流をオフゲート信号によｐ遮断じようとすれば、電
流を遮断できないばかシかＧＴＯ内部の半導体部におい
て電流導通面積が減少し、損失の発生が局部に集中して
ＧＴＯが破壊する場合がある。
が可能なため、異常発生時には速やかにオフゲート信号
を加え、ＧＴＯを過電流から保護することが可能である
。ところが、遮断可能な電流上限値が存在し、それ以上
の電流をオフゲート信号によｐ遮断じようとすれば、電
流を遮断できないばかシかＧＴＯ内部の半導体部におい
て電流導通面積が減少し、損失の発生が局部に集中して
ＧＴＯが破壊する場合がある。
本発明の目的は、オフ制御信号印加による自己消弧形半
導体素子の破壊を生じない変換器の保謙方法を提供する
にある。
導体素子の破壊を生じない変換器の保謙方法を提供する
にある。
本発＠（Ｄｌｌｌｔ黴は、自己消弧形半導体素子の電流
が所定値以上となる場合には、それに加えるオン及びオ
フ制御信号の両方を遮断することにある。
が所定値以上となる場合には、それに加えるオン及びオ
フ制御信号の両方を遮断することにある。
菖１図に、本発明の一実施例を示すＰＷＭ変換装置の回
路構成図を示す、１はＧＴＯ及びダイオードなどから構
成されるＰＷＭ変換器、２はリアクトル、３は平滑コン
デンサ、４は直流短絡時における過電流防止用リアクト
ル、５はダイオード、６は変換器の直流電流を検出する
丸めの電流検出器、７はＧＴＯにオンゲート信号を加え
る丸めのオフゲート回路、８はオフゲート信号を与える
丸めのオフゲート回路、９は過電流発生時にオフゲート
信号の印加あるいはオン及びオフ両ゲート信号の遮断を
指令するゲート信号指令回路である。
路構成図を示す、１はＧＴＯ及びダイオードなどから構
成されるＰＷＭ変換器、２はリアクトル、３は平滑コン
デンサ、４は直流短絡時における過電流防止用リアクト
ル、５はダイオード、６は変換器の直流電流を検出する
丸めの電流検出器、７はＧＴＯにオンゲート信号を加え
る丸めのオフゲート回路、８はオフゲート信号を与える
丸めのオフゲート回路、９は過電流発生時にオフゲート
信号の印加あるいはオン及びオフ両ゲート信号の遮断を
指令するゲート信号指令回路である。
なお、ゲート回路７，８は各ＧＴＯに対応して複数であ
るが、同一であるので他は省略しである。
るが、同一であるので他は省略しである。
第２図に、指令回路９の詳細な構成図を示す。
１０は直流電流が第ルベルの過電流であることを検出す
るための比較器、１１は第ルベルより大きな第２レベル
の過電流であることを検出するための比較器、１２はオ
ア回路である。
るための比較器、１１は第ルベルより大きな第２レベル
の過電流であることを検出するための比較器、１２はオ
ア回路である。
以下、上記回路の動作について説明する。変換器１は、
パルス幅変胸により変換器の交流側電圧の大きさと位相
が制御可能なもので、その制御により、順及び逆変換動
作の切換え並びに変換器が入出力する電力の大きさを自
由に制御することがで暑る。リアクトル２は交流側電圧
に含まれる高調減分によシ交流電源ＡＣに高調波電流が
流れるのを防止するためのものである。平滑コンデンサ
３は変換器の直流電流に含まれる脈動分を吸収除去する
九めｏ４Ｉ、ｏ′ｅある。平常時は、各相Ｕ、Ｖ、Ｗの
Ｐ側及びＮ＠ＧＴＯに交互にオンゲート信号が加えられ
、両方のＧＴＯが同時に導通することはない、とζろが
、万一の異常動作時には、その両方が導通する、いわゆ
る、ダイレクトスルーが起こる。
パルス幅変胸により変換器の交流側電圧の大きさと位相
が制御可能なもので、その制御により、順及び逆変換動
作の切換え並びに変換器が入出力する電力の大きさを自
由に制御することがで暑る。リアクトル２は交流側電圧
に含まれる高調減分によシ交流電源ＡＣに高調波電流が
流れるのを防止するためのものである。平滑コンデンサ
３は変換器の直流電流に含まれる脈動分を吸収除去する
九めｏ４Ｉ、ｏ′ｅある。平常時は、各相Ｕ、Ｖ、Ｗの
Ｐ側及びＮ＠ＧＴＯに交互にオンゲート信号が加えられ
、両方のＧＴＯが同時に導通することはない、とζろが
、万一の異常動作時には、その両方が導通する、いわゆ
る、ダイレクトスルーが起こる。
このとき、平滑コンデンサ３の電荷が放ＫＬ、、ＧＴＯ
に過大電流が流れるおそれがある。リアクトル４はその
電流の立上がルを抑制し、その間に過電流の検出及びゲ
ート信号の制御などを行なわせる時間的余裕を作るため
のものである。また、ダイオード５は、リアクトル４−
が変換器の正常な転流動作を妨げないようにするため−
Ｏものである。
に過大電流が流れるおそれがある。リアクトル４はその
電流の立上がルを抑制し、その間に過電流の検出及びゲ
ート信号の制御などを行なわせる時間的余裕を作るため
のものである。また、ダイオード５は、リアクトル４−
が変換器の正常な転流動作を妨げないようにするため−
Ｏものである。
動作異常（電流の異常な増加）は、ゲート信号−指令回
路９において検出され、以下に梼べろようにして保護動
作が行なわれる。すなわち、比ＩＲ器１０によシ第ルベ
ルの過電流が検出されると、オア回Ｗ＆１２の出力信号
がオンゲート回路７に加えられ、オンゲート信号が遮断
される。一方オ７ゲート回路８には比較器１０の出力信
号が加えられ、オフゲート信号がＧＴＯに印加される。
路９において検出され、以下に梼べろようにして保護動
作が行なわれる。すなわち、比ＩＲ器１０によシ第ルベ
ルの過電流が検出されると、オア回Ｗ＆１２の出力信号
がオンゲート回路７に加えられ、オンゲート信号が遮断
される。一方オ７ゲート回路８には比較器１０の出力信
号が加えられ、オフゲート信号がＧＴＯに印加される。
このようにして、ＧＴＯはターンオフし、異常電流は速
やかに消滅する。しかし、電流連断が何らかの理由によ
シ完結せず電流増加が続く場合、あるいは動作異常検出
時においてすでに電流がＧ’ｌ’０の遮断可能電流値以
上に達している場合には、次のような保護動作が行なわ
れる。すなわち、比較器１１から第２レベルの過電流が
検出されると、オア回路１２の出力信号がオンゲート回
路７に加えられ、オンゲート信号が遮断される。一方、
オフゲート回路８には比較器１１の出力信号が加えられ
、オフゲート信号も遮断される（同時に比較器１０の信
号が加えられるが、比較器１１Ｃ）信号が優先し、オフ
ゲート信号は遮断される）、このようにして、オン及び
オフゲート信号の両方が遮断されるため、異常電流はす
ぐには消滅しないが、平滑コンデンサの電荷が減、９、
ＧＴＯ電流が減少し走時点において、オフゲート信号が
印加されるか、あるいは交流電源電圧によ、９ＧＴＯに
逆電圧が印加される時点において、ＧＴＯはターンオフ
し、異常電流は消滅する。
やかに消滅する。しかし、電流連断が何らかの理由によ
シ完結せず電流増加が続く場合、あるいは動作異常検出
時においてすでに電流がＧ’ｌ’０の遮断可能電流値以
上に達している場合には、次のような保護動作が行なわ
れる。すなわち、比較器１１から第２レベルの過電流が
検出されると、オア回路１２の出力信号がオンゲート回
路７に加えられ、オンゲート信号が遮断される。一方、
オフゲート回路８には比較器１１の出力信号が加えられ
、オフゲート信号も遮断される（同時に比較器１０の信
号が加えられるが、比較器１１Ｃ）信号が優先し、オフ
ゲート信号は遮断される）、このようにして、オン及び
オフゲート信号の両方が遮断されるため、異常電流はす
ぐには消滅しないが、平滑コンデンサの電荷が減、９、
ＧＴＯ電流が減少し走時点において、オフゲート信号が
印加されるか、あるいは交流電源電圧によ、９ＧＴＯに
逆電圧が印加される時点において、ＧＴＯはターンオフ
し、異常電流は消滅する。
このように保護動作が行われるため、ＧＴＯ電流が遮断
可能値以上となる場合に、オフゲート信号が印加される
ことがなく、ＧＴＯの破壊は未然に防止される。
可能値以上となる場合に、オフゲート信号が印加される
ことがなく、ＧＴＯの破壊は未然に防止される。
本発明によれば、ＧＴＯ電流が遮断可能値以上となる場
合に、オフゲート信号の印加によシ生じるＧＴＯの破壊
を未然に防止することができる。
合に、オフゲート信号の印加によシ生じるＧＴＯの破壊
を未然に防止することができる。
なお、前記実施例では、過電流検出を第１．第２レベル
に分子ｆ、第２レベルにおいてオン及びオフゲートを遮
断するようにしていたが、ＧＴＯの遮断可能電流が平常
時電流に比べ、Ｔｏまり差がない場合には、第ルベルに
対する動作は省略し、第２レベルの動作のみによシ保護
を行なうことができる。
に分子ｆ、第２レベルにおいてオン及びオフゲートを遮
断するようにしていたが、ＧＴＯの遮断可能電流が平常
時電流に比べ、Ｔｏまり差がない場合には、第ルベルに
対する動作は省略し、第２レベルの動作のみによシ保護
を行なうことができる。
また、前記実施例では、制御される半導体素子にＧＴＯ
を用いた例について説明したが、同様の特性をもつ素子
を用いる場合には、本発明を適用して同様の効果が得ら
れることは明らかである。
を用いた例について説明したが、同様の特性をもつ素子
を用いる場合には、本発明を適用して同様の効果が得ら
れることは明らかである。
さらに、前記実施例では、変換器が交流電源に接続され
る順／逆変換器である場合について述べたが、電動機な
どを駆動する変換器でも本発明を適用して同様の効果が
得られる。
る順／逆変換器である場合について述べたが、電動機な
どを駆動する変換器でも本発明を適用して同様の効果が
得られる。
第１図は本発明の一実施例を示すＰＷＭ変換装置の回路
図、第２図は第１図の指令回路の詳細図である。
図、第２図は第１図の指令回路の詳細図である。
Claims (1)
- １、制御信号によシ導通、非導通を制御できる自己消弧
形半導体素子を用いた変換器、前記自己消弧形半導体素
子にオン及びオフ制御信号を供給する制御回路からな石
変換装置において、前記自己消弧形半導体素子の電流が
所定値以上となる場合には、素子に加えるオン及びオフ
制御信号の両方を遮断するようＫしたことを特徴とする
変換器の保護方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19454181A JPS5899264A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 変換器の保護方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19454181A JPS5899264A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 変換器の保護方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5899264A true JPS5899264A (ja) | 1983-06-13 |
Family
ID=16326243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19454181A Pending JPS5899264A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 変換器の保護方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5899264A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4641231A (en) * | 1985-12-06 | 1987-02-03 | General Electric Company | Apparatus and method for failure testing of a control turn-off semiconductor |
| JPH04261370A (ja) * | 1991-01-24 | 1992-09-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電流形インバータ |
-
1981
- 1981-12-04 JP JP19454181A patent/JPS5899264A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4641231A (en) * | 1985-12-06 | 1987-02-03 | General Electric Company | Apparatus and method for failure testing of a control turn-off semiconductor |
| JPH04261370A (ja) * | 1991-01-24 | 1992-09-17 | Mitsubishi Electric Corp | 電流形インバータ |
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