JPS5927072Y2 - 高電圧半導体整流器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は高電圧半導体整流器に係り、特に電力用ダイ
オード又はサイリスタ等の電力用半導体素子を多数直列
接続して構成する高電圧半導体整流器に関するものであ
る。

一般に、高電圧半導体整流器は複数個の電力用半導体素
子及びその付属品を一体として金属ケース内に組立て、
その金属ケースを多数上下方向に積重ねた構成となって
いる。

この場合、金属ケースは回路の適当な電位に固定してお
くことが必要であり、通常はケース内に含まれる素子の
スタック中の適当な電位を持つ導伝部と電気的に接続さ
れている。

第１図は従来の油入り型の高電圧半導体整流器の１例を
示す。

この図において、タンクケース１内には金属ケース２Ａ
ないし２Ｄが上下方向に積重ねられた状態で収納されて
いる。

これら各金属ケースは、絶縁物３を介して相互に絶縁さ
れるとともに、タンクケース１からも絶縁されている。

そして、各金属ケース内には、直列に接続されたサイリ
スクスタック４Ａ、４Ｂが収納されており、それらサイ
リスクスタックの中間点と金属ケースとが接続されてい
る。

金属ケース２Ａ内のサイリスクスタックのカソード側は
端子Ｋに引き出され、金属ケース２Ｄのサイリスクスタ
ックのアノード側は端子Ａに引き出される。

また、各金属ケース２Ａないし２Ｄはタンクケース１と
の間にそれぞれ浮遊容量５ないし８を有している。

第２図は第１図の電気的等価回路を示す。

この場合、端子Ａが大地に対して高く、Ｋが大地と同電
位の場合であって、各スタックはそれに相当する抵抗９
及びコンデンサ１０で表わされる。

従って、高電圧半導体整流器全体は、電気的に、抵抗９
及びコンデンサ１０の直列回路が複数個直列接続され、
かつ、数個所において浮遊容量５ないし８により接地さ
れた電気回路で表わされる。

この図において、最上段及び最下段金属ケース２Ａ、２
Ｄはタンクケース１と対向する面積が他の金属ケース２
Ｂ、２Ｃよりも広いので、浮遊容量５，８は浮遊容量６
．７よりも大きなものとなる。

このため、端子Ａとタンクケース１との間に高電圧が印
加された場合には、金属ケース２Ｄ内のサイリスクスタ
ック４Ｂの分担電圧がサイリスクスタック４Ａよりのそ
れよりも大きくなり、両者の分担電圧がアンバランスと
なる。

このアンバランスは浮遊容量８の値が大きくなればなる
ほど激しくなるので、第１図のような構成では分担電圧
のアンバランスによリ、耐圧特性が低下し、好ましくな
いことがわかる。

第３図の構成では、各ケース２Ａないし２Ｄをサイリス
クスタックのカソード側に接続している。

この場合は、端子Ａが大地に対して高く、Ｋが大地電位
となった時、ケース２Ｄ内のサイリスクスタックが過大
な電圧を分担することになる。

逆に、端子Ａが大地電位、Ｋが大地に対し高い場合には
、そのサイリスクスタックが過少な電圧しが分担しない
ことになり、他のスタックへのストレスを増加させる不
都合を生ずる。

また、第４図のような構成として、金属ケース２Ｄの接
続を端子Ａ側に移した場合には、金属ケース２Ａ、２Ｂ
間、２Ｂ、２０間、２Ｃ９２Ｄ間でアンバランスとなる
ので好ましくない。

この考案は上記の不都合を除去し、各半導体素子のスタ
ックに加わる電圧の分担がほぼ等しくなるようにして、
耐圧性能の向上を図った高電圧半導体整流器を提供しよ
うとするものである。

以下、この考案に係る高電圧半導体整流器の実施例を図
面に従って説明する。

第５図において、最上段の金属ケース２Ａ、及び最下段
の金属ケース２Ｄとタンクケース１との間にシールド板
２０．２１が設置される。

これらのシールド板２０．２１は導伝体であって、各金
属ケース内のスタックの対応する端子に、Ａと同電位と
なるように電気的に接続される。

なお２２ 、２３は各シールド板とタンクケース１との
間の浮遊容量であり、その他の部材の構成は第１図と同
様となっている。

上記実施例の構成によれば、金属ケース２Ａ、２Ｄの大
地に対する浮遊容量５，８はシールド板２０゜２１で夫
々遮蔽されることになり、この結果、中間のケース２Ｂ
、２Ｃの浮遊容量６，７の容量と実質的に同程度となる
。

すなわち、上下端のスタックを含むケース電位は中間の
それらと同一の関係となり、交流電圧及びサージ電圧の
分担電圧がアンバランスとなることはなくなる。

なお、上記実施例では、油入り式を例にとったが、他の
構成、例えば気中絶縁方式等にも適用可能であることは
言うまでもない。

成上の様に、この考案によれば高電圧分担を適正化し、
耐圧性能の向上を図った高電圧半導体整流器を得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の高電圧半導体整流器の１例を示す側面図
、第２図はその等価回路図、第３図及び第４図は従来の
高電圧半導体整流器の他の例を示す側面図、第５図はこ
の考案に係る高電圧半導体整流器の実施例を示す側面図
である。 １・・・・・・タンクケース、２Ａ〜２Ｄ・・・・・・
金属ケース、３・・・・・・絶縁物、４Ａ、４Ｂ・・・
・・・サイリスクスタック、２０．２１・・・・・・シ
ールド板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数個の電力用半導体素子の直列接続から戊るスタック
   とその付属物とを一体とした構成体を、絶縁物を介して
   多段に積重ねた構造の高電圧半導体整流器において、最
   上段の構成体の上部及び最下段の構成体の下部にシール
   ド板を設け、それらのシールド板と整流器の端子とを接
   続したことを特徴とする高電圧半導体整流器。