JPS59209064A - 光サイリスタのゲ−ト駆動回路 - Google Patents

光サイリスタのゲ−ト駆動回路

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JPS59209064A
JPS59209064A JP8072783A JP8072783A JPS59209064A JP S59209064 A JPS59209064 A JP S59209064A JP 8072783 A JP8072783 A JP 8072783A JP 8072783 A JP8072783 A JP 8072783A JP S59209064 A JPS59209064 A JP S59209064A
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JP
Japan
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optical
light emitting
drive circuit
gate drive
winding
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JP8072783A
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JPH0515150B2 (ja
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Hiroo Konishi
小西 博雄
Riyuuji Iyotani
伊与谷 隆二
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は光サイリスタ(光直接点弧サイリスタ)のゲー
ト駆動回路に係シ、特に光サイリスタのターンオン時間
を短くできる光サイリスタのゲート、駆動回路に関する
〔発明の背景〕
ゲート回路が116単となる為高信頼度化、コンパクト
化が期待できる光サイリスタが無効電力制御装置のスイ
ッチや直流送電用リーイリスタバルブ等の尚圧犬芥墓亀
力ta器に適用され始めてさた。光ナイリスタ?高圧大
谷#螺力嘘器に適用する場合、従来のライリスクと同僚
に複数個直並列接続されて構成されることになるが、こ
の場合これがあたかも1個のスイッチ素子と同様に動作
するようにしなけれはならない。
第1図はこのための従来考えられている光サイリスタの
ゲート駆動回路である。1は発光素子、駆動用の電di
、21’1発光素芋r保護するだめのパルストランス、
3はパルストランス2に流れる電流にオンオフするだめ
のスイッチでCOMはスイッチ3のオンオフを指令する
制御信号%LEll〜L E□は発光素子、41.42
・・・は発光素子の光出力r光サイリスタT hI +
 T hI・・・に導くライトガイドである。複数個直
並列接続された光サイリスク(第1図では直列接続した
場合ケ示す)を111・iのスイッチと同様に動作させ
るためには、各各の光ライリスクのゲー目言号である光
(入力)パルスのパワーが十分大きく更に立上りの速い
ことが必要である。この理由は光ライリスクの光入力に
対するターンオン時間の特性ケ第2図に概略示すように
、光入力Panが小さいとターンオン時間T o+tが
長くなるため、複数個直並列接続された。
光り一イリスタ各々の特性のバラツキによって、1個の
スイッチとして動作しなくなるためである。
光入力パルスのパワーが十分でないとか、光入力パルス
の立上シが遅いと、複数の直並列接続された光サイリス
タ素子のうちのあるものはターンオンし、あるものtよ
オフしたままのものが存在して、並列接続の場合にはタ
ーンオンした元サイリスタイ、子に電流が集中し、直列
接続の場合にはオフしていΦ光サイリスタ素子に過電圧
がかかるといった問題が生じ、これによって光サイリス
タ素子の劣化や、場合によっては素子の破壊を招くこと
になる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は上述した従来技術の問題点?除き、高圧
大容量の電力機器に光サイリスタ?適用する場合に必要
な光サイリスタの直並列接続全可能とするための光サイ
リスタのゲート駆動回路全提供することにある。
〔発明の概要〕
光サイリスタの直並列接続?可能とするためには光サイ
リスタのターンオン時間及びその素子のバラツキ4小さ
くする必要がある。このためには光サイリスタの光入力
パルスのパワーが十分大きいこと及びパルスの立上シが
早いことが必要である。後者については第1図の等価回
路を第3図に示すように、スイッチSWオン時に発光素
子LEに流れる電流の立上シ?早くすることが解決策と
なる。第3図の等価回路でスイッチSWが理想的なスイ
ッチとして動作するものとすれば、発光素子LEに流れ
る電流は時定数(L、+L)/Rで立上ることになるの
でこれを小さくすることが必要となる。ここでり、はパ
ルストランスの漏れリアクタンス、Lは配線のインダク
タンス、Rは回路の抵抗である。一般にり、>>Lであ
るのでり。
?小さくするためにはノくルストランスの1次巻線及び
2次巻線によシ生じる磁束が密に結合することが必要と
なる。このノζめ1次巻線と2次巻線とが一体構造とな
った巻線例えばシールド線(芯線全1次、シールド線?
2次又はこの逆として使用する)ヲ使用するようにした
。また、前述の時定数?小さくするために2次の発光素
子を幾つかのグループに分割し、グループ毎に共通鉄心
上に上記巻線?巻いてパルストランスケ構成した。分割
により時定数の小さくなる理由は後述する。
光パルスのパワー?十分大きなものとするためには上述
の分割した幾つかの独立な発光素子群の発光素子からの
先出カッくルス金集めて(合成して)、これが1光サイ
リスタのゲート光入力/(ルスとなるようにゲート回路
全構成し、lシルストランスの故障、1@又は数個の発
光素子の劣化、故障等によシ光パルスのパワー不足を生
じて光サイリスタが破壊することがないようにした。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第4図に示す、第4図は第1図に示
したゲート回路の2次の発光回路y<m分割し、その各
々に1次及び2次巻線が一体構造となった巻線たとえは
シールド線を巻いたパルストランス全使用した場合で、
前述と同じ番号、記号のものは同じものを表わしている
ので異った新しいものについて説明すると、21〜2m
は2次発光回路のm分割によって1次及び2次巻線が一
体構造の巻線全もったパルストランスで、この詳細を第
5図、第6図に示す。第5図は鉄心7に巻かれた1次巻
線71及び2次巻線72の配列を示しく図と逆の配列で
もよい)、どの1次及び2次巻線をとっても、1次巻線
71の作る磁束分布と2次巻線72の作る磁束分布が打
消しあう構造となっているのが、1次、2次巻線間の漏
れリアクタンスが小さくなる理由である。第6図に具体
的な巻線のh4造を示す。73は絶縁物、74は外被(
絶縁物)である。このようにしてもれリアクタンスL、
を小さくして2次の発光回路の電流の立上bt早くする
ことができる。
次に第4図に示した2次回路ケ幾つかの発光素子群に分
割することによって回路の電流の立上りが早くなる理由
ケ第7図に示す等両回路で次に説明する。第7図におい
て、L @I I L2 、・・・L @ IIは各々
パルストランス21.22・・・2mの漏れリアクタン
ス、LE1* LEt・・・LEイは2次の発光素子群
#l、 #2.・・・#mの発光素子のすべて金1個で
代表して示す発光素子、mLはm個に分割された各々の
発光回路の配線のインダクタンス、ml(は各々のパル
ストランスと発光回路の抵抗を合せた抵抗である。各々
の回路の時定数はr=(L*++mL)/mRi=1.
2.”’m  (1)で表わされ、L 、 I)) m
 L  とすれはτ−Let/m几         
          (2)となシ、第1図の場合が τo=(L−+L)/R=L−/R,但しり、>>L 
 (31であったのに対し時定数は1部mとなるからで
ある。
但し L−I=L、(1=1,2.・・・m)(4)以
上のように本発明のゲート駆動回路によシ、光サイリス
タの光パルスの立上!ll−早くできるので、複数直並
列接続された光サイリスタのターンオン時間及びそのバ
ラツヤが小さくでき、高圧大容量の電力機器に必要な光
サイリスタの直並列接続が可能となる。
以上の第4図のゲート駆動回路の構成によシ立上刃の早
い光パルスが得られるが、発光素子LE+t、 LEt
2・・・I、E□が劣化、故障した場合はこの素子に接
続された光サイリスタも前述理由によって劣化、故障に
至る。このため第8図に示すように独立な発光回路の発
光素子からの光出力?ライトガイドの途中でをせ集めて
光サイリスタを駆動するのが良い。第8図の場合は、m
個の独立な発光回路の発光素子から光を寄せ集めライト
ガイド=1m本バンドルして光サイリスタに接続した場
合?示している。従って1つの発光回路の劣化、故障に
よる光パルスのパワーの変化は(m−1)7mとなるた
め、前図第4図に比較し信頼度の高いものとすることが
できる。図中51.52・・・はm本バンドルのライト
ガイドである。
さらに第9図は第8図における発光素子の必要個数の低
減及び発光素子とライトガイドとの光結合効率を良くす
るためライトガイドの途中で分岐、合成を施したライト
ガイドを用いて構成したゲート駆動回路の1部を示して
いる。この方法で発光素子とライトガイドとの結合部の
効率が上がる理由は、光の受口が単に大きくなることに
よる。第9図では3つの独立な発光回路の発光素子によ
り3部1Mの光サイリスタを駆動する場合を示している
第8図に示した構成ではこの場合、発光素子は9個必要
となシ、発光素子数の低減が図れることが分る。尚、発
光素子11固又は1つの発光回路の故障による光サイリ
スタへの光パワーの変化は第9図の場合(3−1)/3
=2/3で、第8図の場合はm = 3とおくと2/3
となシ変わらない。第9図で61.62.63はライト
ガイドの途中で分岐、合成?施したバンドルライトガイ
ドで、図中には3本のバンドルとした場合を示したが、
これがn本(n:任意)のバンドルとなった場合も分岐
、合成の構成は同様であp、1個の発光素子の故障によ
る光サイリスタへの光パワーの変化はこの場合(n−1
)/nとなる。
〔発明の効果〕
以上のように発光素子又は1つの発光回路が故障しても
光サイリスタの光入力パワーを十分大きくとることがで
きるので、光サイリスタのターンオン時間及びそのバラ
ツー#を小さくでき、高圧大容量の電力機器に必要な光
サイリスタの直並列接続が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の対象とする光サイリスタのゲート駆動
回路、第2図は光サイリスタの光入力に対するターンオ
ン時間特性、第3図は第1図の等節回路、第4図μ本発
明による光サイリスタのゲート駆動回路、第5図は第4
図のパルストランス巻線の詳細を示す図、第6図は第4
図及び第5図のパルストランスの1次及び2次巻線の巻
線構造、第7図は第4図の等節回路、第8図及び第9図
は本発明の他の実施例を示す光サイリスタのゲート駆動
回路を示す図である。 1・・・電源、2・・・パルストランス、3・・・スイ
ッチ、LElビ・・LH□発光素子、Thx、Th2・
・・光サイリスタ、41.42・・・ライトガイド、5
1゜52・・・61,62.63バンドル7アイパ、L
・・・・パルストランスの漏れリアクタンス、R・・・
抵抗\第1 G 葛1口 第5図 1 第6図 73  74 第7図 第8FZJ 1 第qm 11

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数個の光サイリスタと、この光サイリスタに光出
    力?与える複数個の発光素子と、この発光素子をパルス
    トランスkjN、て駆動する電源とから成る光サイリス
    タのゲート駆動回路において、上記パルストランスはそ
    の1次巻線と2次巻線とが一体構造となった巻線で構成
    されたこと全特徴とする光サイリスタのゲート駆動回路
    。 2、  l特許請求の範囲第1項において、上記パルス
    トランスに、その1次巻線と2次巻線とが一体構造とな
    った巻線を、上記複数個の発光素子をグループ分けして
    できたその各グループ毎に備えたことを特徴とする光サ
    イリスタのゲート駆動回路。 3、特許請求の範囲第2項において、上記光サイリスタ
    は上記複数のグループの発光素子の光出力を受光するこ
    とを特徴とする光サイリスタのゲート駆動回路。 4、特許請求の範囲第2項又は第3項において、上記各
    発光素子の光出力は上記複数の光サイリスタに与えられ
    ることヲ!1番徴とする光サイリスタのゲート駆動回路
    。 5、特許請求の範囲第1項乃至第4項のいずれかにおい
    て、上記1次巻線と2次巻線とが一体構造となった巻線
    はシールド線であることを特徴とする光サイリスタのゲ
    ート駆動回路。 6、複数個の光サイリスタと、この光サイリスタに先出
    カケ与える複数個の発光素子と、この発光素子p パル
    ストランスを介して駆動する電源とから成る光サイリス
    タのゲート駆動回路において、上記パルストランスは、
    その1次および2次巻線ケ、上記複数個の発光素子?グ
    ループ分けしてできたその各グループ毎に備えたことを
    特徴とする光サイリスタのゲート駆動回路。
JP8072783A 1983-05-11 1983-05-11 光サイリスタのゲ−ト駆動回路 Granted JPS59209064A (ja)

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JPS59209064A true JPS59209064A (ja) 1984-11-27
JPH0515150B2 JPH0515150B2 (ja) 1993-02-26

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0679128U (ja) * 1992-06-12 1994-11-04 株式会社ユタカ電機製作所 トランス用巻線とその巻線を使用したスイッチング電源

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52137022U (ja) * 1976-04-14 1977-10-18
JPS57135671A (en) * 1981-02-13 1982-08-21 Toshiba Corp Gate circuit for thyristor converter

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