JPS5949789B2 - トリガ発振器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ｎゲートサイリスタ （以下、ＰＵＴと称
する）を用いるトリガ発振器に関する。

一般にＰＵＴを用いたトリガ発振器としては、ＰＵＴの
陽極と電源との間に充電抵抗を接続し、ＰＵＴの陽極と
陰極との間に充電コンデンサを接続して時定数回路を構
成したものがあり、このものはゲートバイアス回路の直
列等価抵抗値の設定によつて陽極ブレークオーバ電流を
広範囲に可変でき、しかも、ゲートバイアス電圧に対す
る依存性が小さ＜、電源電圧変動に安定な特性を保有し
ているので、電力用サイリスタのトリガ発振器として広
＜利用されている。

しかし、ＰＵＴはゲートバイアス電圧に対する保持電流
の許容設定範囲が小さいものである。

第１図は従来のトリガ発振器を示す回路図であり、図に
おいて、スイッチング素子として作動するトランジスタ
１がオフのとき、トリガ発振器は起動し、直流電源２か
ら充電抵抗３を通して充電されるコンデンサ４の充電電
位が抵抗５、６で直流電源２の電圧を分圧したＰＵＴ７
のゲート電極の電位よりも上昇すると、ＰＵＴ７がオン
となり、ＰＵＴ７の陰極から出力８が取り出される。そ
して、ＰＵＴ７が点弧することにより、コンデンサ４の
電位が低下すると、ＰＵＴ７はオフとなり、以下、同様
の動作を繰り返してトリガ発振を行なう。いま、この第
１図において、トランジスタ１のベースに外部から制御
入力９を加えることにより、トランジスタ１がオンとな
り、コンデンサ４の電荷はこのトランジスタ１を通して
放電されることになる。

この結果、トリガ発振の起動が停止されることになる。
このように、ＰＵＴ７の陽極と陰極間にトランジスタ１
を設けることにより、発振器の起動停止制御を行なつて
いるものである。

なお、１０はトランジスタ１のベースと直流電源２の負
極間に接続された抵抗、１］はＰＵＴ７の陰極と直流電
源２の負極間に接続された抵抗である。

しかるに、この様に構成されたトリガ発振器においては
、ＰＵＴ７のゲート電極の電位、つまり抵抗５と抵抗６
との接続点の電位が、第３図Ｃに示す如くＰＵＴ７が点
弧する以前、抵抗５と抵抗６とにより決まる一定電位で
あり、ＰＵＴ７が点弧と同時に低下し、ＰＵＴ７が消弧
すると再び上記一定電位に復帰するものであり、出力８
からのトリガ発振起動時点及びトリガ発振停止時点のＰ
ＵＴ７のゲート電極の電位は同じ一定値になつているも
のである。

従つて、トランジスタ１のベースに印加される制御入力
９により、トリガ発振器の起動、停止制御に際して、制
御入力９がチヤタリングを伴なつたＤＣ入力や変動を伴
なつたアナログ入力の場合に誤動作を生じることがある
。

つまり、出力８から繰り返してトリガを発生している際
に、制御入力９の変動によりトランジスタ１が瞬間的に
オンすると、ＰＵＴの陽極の電位が低下して上記一定電
位を高い値に設定しておくと出力８から所望の時にトリ
ガが発生されなくなり、上記一定電位を低い値に設定す
ればこの影響はほとんど無視できることになる。

しかし、上記一定電位を低い値に設定すると、出力にト
リガを発生停止の際に制御入力９の変動によりトランジ
スタ］が瞬間的にオフすると、ＰＵＴ７の陽極の電位が
上昇してＰＵＴ７が点弧し、出力８からトリガが発生す
ることがある。すなわち、トリガ発振起動時点及びトリ
ガ発振停止時点のＰＵＴ７のゲート電極の電位が同じ一
定値になつているため、制御入力の変動に対して誤動作
をしやすいものであつた。

この発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、ゲ
ートバイアスブリーダ用の抵抗を等価的にトリカーの発
振停止時に大きく、発振起動時に小さくなるように可変
するようにして、発振起動時と発振停止時のゲートトリ
ガ電圧の値に差をもたせ、制御入力の変動に対しても誤
動作のないトリガ発振器を提供するものである。

次に、第２図及び゛第３図に基づきこの発明のトリガ発
振器の一実施例について説明すると、第２図において、
直流電源１２の正極と負極との間には充電抵抗１３と第
１及び第２コンデンサ１４，１５との直列回路が接続さ
れている。

この充電抵抗］３とコンデンサ１４との接続点はＰＵＴ
ｌ６の陽極が接続されており、ＰＵＴｌ６の陰極は抵抗
１７を通して直流電源１２の負極に接続されている。

そして、ＰＵＴｌ６の陰極から出力１８を取り出すよう
になつている。また、コンデンサ］４と１５との接続点
はＮｐｎ型のトランジスタ１９のベースに接続されてお
り、このベースは抵抗２０を介してＰＵＴｌ６のゲート
に接続されているとともに、抵抗２１を通して直流電源
］２の負極に接続されている。

トランジスタ１９のエミツタは直流電源１２の負極に接
続され、コレクタはｎゲートサイリスタ１６のゲートが
接続されるバイアス抵抗２２を経て直流電源１２の正極
に接続されているとともに、ＰＵＴｌ６のゲートに接続
されている。直流電源１２の正極は抵抗２３を介してＰ
ｎｐ形のスイツチングトランジスタ２４のベースに接続
されており、このスイツチングトランジスタ２４のコレ
クタは直流電源１２の負極に接続され、工ミツタは充電
抵抗１３とコンデンサ１４との接続点に接続されている
。

このトランジスタ２４のベースには外部回路より制御入
力２６が導入されるようになつている。なお、２６は直
流電源１２のノ正極に接続された第１帰線、２７は直流
電源１２の負極に接続された第２帰線である。次に、以
上のように構成されたこの発明のトリガ発振器の動作に
ついて第３図の動作波形図を併用して述べる。

第３図において、Ａは出力１８７（第２図図示ａ点）か
ら出力される繰り返しトリガの波形、ＢはＰＵＴｌ６の
陽極（第２図図示ｂ点）の電位を示す波形、Ｃは第１図
に示す従来回路のＰＵＴｌ６のゲートバイアス電位を示
す波形、ＤはＰＵＴのゲート （第２図図示ｄ点）のゲ
ノートバイアス電位を示す波形、Ｅは制御入力を示す波
形である。まず、ＴＯにて制御入力が″Ｌ″レベルから
゛Ｈ″レベル変化するとスイツチングトランジスタ２４
はオフ状態となり、トリガが発振され得る状態になる。

この時ｂ点の電位は略０，ｄの電位はバイアス抵抗２２
及び抵抗２０，２１で決まる所定電位（以下第１電位と
称す。）になつている。次にＴ。〜Ｔ，の期間において
、ｂ点の電位は、第１及び第２のコンデンサ１４，１５
が所定の時定数をもつて充電され始める。この時、トラ
ンジスタ１９のベースには第２のコンデンサ１５により
電圧が印加されることになるので、トランジスタ１９は
導通をし始め、ｄ点の電位は抵抗２０，２１及びトラン
ジスタ１９の導通状態に応じて除々に下降し始める。そ
してＴ，の時、ｂ点の電位はｄ点の電位を超過し、ＰＵ
Ｔｌ６を点弧させ、出力１８にトリガ電圧が発生する。
このＰＵＴＩ６が点弧する時のｄ点の電位は第３図Ｄ（
７）Ａ点で示すように上記第１電位に対し、略１／２（
以下第２電位と称す。）になるようにバイアス抵抗２２
及び抵抗２０，２１並びにトランジスタ１９等を設定し
てあり、ＰＵＴｌ６が点弧され通電するとさらに低下（
この時の電位を第３電位と称す。）するものである。Ｔ
，〜Ｔ。の期間において、ｂ点の電位は第１及び第２の
コンデンサ１４，１５がＰＵＴｌ６を介して放電される
ため低下し、Ｔ。の時ＰＵＴｌ６は消弧されることにな
る。ＰＵＴｌ６が消弧するとｄ点の電位はトランジスタ
１９のベースにも電圧が印加されなくなるためオフ状態
になつており、第３電位からバイアス抵抗２２及び抵抗
２０，２１で決まる第１電位に復帰（第３図ＤＣ７）Ｂ
点で示す。）し、上記Ｔ。の時点と同一の状態になり以
後上記と同様の動作を繰り返し、第３図Ａに示す如く、
繰り返しトリガ電圧が発生することになるものである。
そして、Ｔ７の時に制御入力２５が゛Ｈ″レベルから゛
Ｌ″レベルに変化すると、スイツチングトランジスタ２
４はオン状態になり、トリガが発振されない状態になり
、Ｔ，以後ｂ点の電位は略０，ｄ点の電位は第１電位に
保持され、出力１８にはトリガ電圧が発生されなくなる
ものである。

従つて、このトリガ発振器においては、出力１８からの
トリガが発振起動時点（第３図におけるＴ，，ｔ。，ｔ
。）におけるｄ点の電位、っまりＰＵＴＩ６のゲートバ
イアス電圧と、トリガ発振停止時点（第３図におけるＴ
。，ｔ。，ｔ。，ｔ，）におけるｄ点の電位とをそれぞ
れ第１電位及び第２電位（キｌ／２第１電位）と差を持
たせたので、トリガを発振させている状態、つまりスイ
ツチングトランジスタ２４がオフの時、制御入力２５の
変動によりスイツチングトランジスタ２４がｌ舜間的に
オンしても、ゲートバイアス電圧が低い値である第２電
位にてＰＵＴｌ６が点弧され得るので、その影響はほと
んど無視でき、一方トリガを発振させていない状態、つ
まりスイツチングトランジスタ２４がオンの時、制御入
力２５の変動によりスイツチングトランジスタ２４が口
舜間的にオフしても、ゲ一’トバイアス電圧が高い値で
ある第１電位であるため、第１及び第２のコンデンサ１
４，１６に多少充電され、ＰＵＴｌ６の陽極の電位が上
昇してもＰＵＴｌ６が点弧されることはなく、制御入力
２５の変動による誤動作は防止できるものである。第４
図はこの発明のトリガ発振器の第２の実施例を示すもの
で、この第４図において第２図と同一部分には同一符号
を付してその説明を省略し、異なる部分のみについて説
明すると、トランジスタ２４の前段にもう１個トランジ
スタを設けると’ともに、ＰＵＴｌ６の陽極、陰極間に
並列にトランジスタを設け、このトランジスタの入力側
に時定数回路を設けたものである。すなわち、トランジ
スタ２４のベースにはトランジスタ２８のコレクタが接
続され、トランジスタ２８のエミツタは抵抗２９を介し
て第２帰線２７に接続されている。

トランジスタ２８のベースは抵抗３０を通して第２帰線
２７に接続され、このベースに制御入力２５が印加され
るようになつている。’ また、ＰＵＴｌ６の陽極にト
ランジスタ３１のエミツタが接続されており、このトラ
ンジスタ３１のコレクタは第２帰線２７に接続されてい
る。

そして、トランジスタ３１のベースはコンデンサ３２を
通して第２帰線２７に接続されているとともに、抵抗３
３とダイオード３４との並列回路を通して直流電源１２
の正極に接続されている。このコンデンサ３２、抵抗３
３、ダイオード３４とにより時定数回路を構成している
。このように、トランジスタ３１と時定数回路とにより
、トランジスタ２４，２８がオフの状態、すなわち、Ｐ
ＵＴｌ６が発振作動期間中の電源投入に対する遅延起動
機能をもたせるようにしたものである。

換言すれば、コンデンサ１４，１５の充電によりＰＵＴ
ｌ６の陽極電位がゲートのバイアス電圧以上になる前に
、コンデンサ３２が抵抗３３を通して所定の電位まで充
電され、トランジスタ３］がオンとなることにより、コ
ンデンサ１４の電荷を短時間トランジスタ３１を通して
放電し、コンデンサ１４の充電々位が所定値になるのを
遅らせるようにしたものである。

一方、この第２の実施例のものにおいても出力１８から
のトリガ発振起動時点におけるＰＵＴｌ６のゲートバイ
アス電圧とトリガ発振停止時点におけるＰＵＴｌ６のゲ
ートバイアス電圧との間に差を有するので、制御入力２
５の変動に対する誤動作を第１の実施例以上に防止でき
るものである。

第５図はこの発明のトリガ発振器の第３の実施例を示す
回路図である。

この第５図の実施例は第２図の実施例におけるＰＵＴｌ
６のゲートにバイアスを与える抵抗２０の一端（図の上
端）をＰＵＴ］６のゲートに接続しないで、直流電源１
２の正極に接続するようにしたものであり、その他の構
成、作用は第２図の実施例と同様である。以上詳述した
ように、この発明によれば、ｎゲートサイリスタのゲー
トと陰極側との間にトランジスタを並列に接続し、この
トランジスタのベース回路にｎゲートサイリスタのゲー
トバイアス用の抵抗で得られた電圧を印加するとともに
、ｎゲートサイリスタの陽極と陰極との間のコンデンサ
分圧充放電々圧を印加するようにしたので、トリガ発振
起動時点におけるｎゲートサイリスタのゲートバイアス
電圧とトリガ発振停止時点におけるｎゲートサイリスタ
のゲートバイアス電圧との間に差が生じ、制御入力の変
動に対して誤動作を防止できるものである。したがつて
、アナログ信号やチヤタリングを伴なつたＤＣ入力によ
つてノイズ誤動作のない安定な制御が可能になり、電力
用サイリスタのトリガ発振器や単安定発振制御などタイ
マ回路としても有効に利用でき、実用上の効果はきわめ
て大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトリガ発振器を示す回路図、第２図はこ
の発明のトリガ発振器の一実施例を示す回路図、第３図
Ａないし第３図Ｅは第２図のトリガ発振器の動作を説明
するための各部の信号波形図、第４図および第５図はそ
れぞれこの発明のトリガ発振器の他の実施例を示す回路
図である。 １２・・・・・・直流電源、１３，１７，２０〜２３，
２９，３０・・・・・・抵抗、１４，１５・・・・・・
コンデンサ、１６・・・・・・ｎゲートサイリスタ、１
９，２４，２８・・・・・・トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 陽極が充電抵抗を介して直流電源の正極に接続され
   、陰極がトリガ電圧を取り出す出力点に接続され、ゲー
   トがバイアス抵抗を介して直流電源の正極に接続された
   ｎゲートサイリスタ、このｎゲートサイリスタの陽極と
   直流電源の負極との間に直列に接続された第１及び第２
   のコンデンサ、上記ｎゲートサイリスタのゲートと直流
   電源の負極との間に接続され、ベースが上記第１及び第
   ２のコンデンサの接続点に接続されたトランジスタ、上
   記ｎゲートサイリスタの陽極と直流電極の負極との間に
   接続され、ベースに制御入力が印加されるスイッチング
   トランジスタを備えたトリガ発振器。