JPS60116A - ゲ−トタ−ンオフサイリスタのゲ−ト駆動回路 - Google Patents
ゲ−トタ−ンオフサイリスタのゲ−ト駆動回路Info
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- JPS60116A JPS60116A JP58107416A JP10741683A JPS60116A JP S60116 A JPS60116 A JP S60116A JP 58107416 A JP58107416 A JP 58107416A JP 10741683 A JP10741683 A JP 10741683A JP S60116 A JPS60116 A JP S60116A
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- voltage
- circuit
- capacitor
- cathode
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- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/72—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region
- H03K17/73—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region for dc voltages or currents
- H03K17/732—Measures for enabling turn-off
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
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- H03K17/60—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being bipolar transistors
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- H03K17/722—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit
- H03K17/723—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices having more than two PN junctions; having more than three electrodes; having more than one electrode connected to the same conductivity region with galvanic isolation between the control circuit and the output circuit using transformer coupling
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- H03K17/79—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled controlling bipolar semiconductor switches with more than two PN-junctions, or more than three electrodes, or more than one electrode connected to the same conductivity region
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Thyristor Switches And Gates (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、ゲートターンオフサイリスタ（以下Ｇ Ｔ
Ｏサイリスクと称す）のゲート駆動回路で特にターンオ
フ回路部分に関する。
Ｏサイリスクと称す）のゲート駆動回路で特にターンオ
フ回路部分に関する。
まず、この種のゲート駆動回路の従来例を説明し、よっ
て本発明の目的を明らかにする。
て本発明の目的を明らかにする。
第１図はターンオフ回路部分の従来例の一つを示す回路
図、第２図はその動作波形図である。直流電源１はトラ
ンジスタ２を介してパルストランス３の一次側に接続さ
れ、該パルストランス３の二次側にはスイッチ素子４を
介してコンデンサ５及びＧＴＯサイリスタ６のゲート−
カッ−１−間が並列接続されている。
図、第２図はその動作波形図である。直流電源１はトラ
ンジスタ２を介してパルストランス３の一次側に接続さ
れ、該パルストランス３の二次側にはスイッチ素子４を
介してコンデンサ５及びＧＴＯサイリスタ６のゲート−
カッ−１−間が並列接続されている。
このようにして、直流電源１の電力はトランジスタ２の
スイッチオンによりパルストランス３の二次側に伝達さ
れ、スイッチ素子４をオンさせるとＧ ′ｒＯサイリス
タ６のゲート−カソード間に逆バイアス電圧が印加され
てＧＴＯザイリスク６はターンオフされる。また同時に
コンデンサ５は図示のような極性、に充電される。トラ
ンジスタ２がオフ時にはコンデンサ５の電圧によって逆
バイアス電圧が印加継続される。なお、ＧＴＯサイリス
タ６のゲート−アノード間のもれ電流とゲート−カソー
ド間のもれ電流でコンデンサ５は放電されるので、トラ
ンジスタ２のスイッチング周波数はそれらを考慮して定
められる。
スイッチオンによりパルストランス３の二次側に伝達さ
れ、スイッチ素子４をオンさせるとＧ ′ｒＯサイリス
タ６のゲート−カソード間に逆バイアス電圧が印加され
てＧＴＯザイリスク６はターンオフされる。また同時に
コンデンサ５は図示のような極性、に充電される。トラ
ンジスタ２がオフ時にはコンデンサ５の電圧によって逆
バイアス電圧が印加継続される。なお、ＧＴＯサイリス
タ６のゲート−アノード間のもれ電流とゲート−カソー
ド間のもれ電流でコンデンサ５は放電されるので、トラ
ンジスタ２のスイッチング周波数はそれらを考慮して定
められる。
かかるゲート−アノード間のもれ電流は、ＧＴ０ザイリ
スク６のアノードからゲートにもれる電流であり、これ
はさらにコンデンサ５を通ってＧＴｏサイリスタ６のカ
ソード側に流れるため、またゲート−カソード間のもれ
電流はゲート−カソード間に逆バイアス電圧が印加され
ているために流れる電流であり、これもコンデンサ５を
通って流れるため、コンデンサ５を放電させる。
スク６のアノードからゲートにもれる電流であり、これ
はさらにコンデンサ５を通ってＧＴｏサイリスタ６のカ
ソード側に流れるため、またゲート−カソード間のもれ
電流はゲート−カソード間に逆バイアス電圧が印加され
ているために流れる電流であり、これもコンデンサ５を
通って流れるため、コンデンサ５を放電させる。
また、前記ゲーｉ・−アノード間のもれ電流は、ゲート
−カソード“間の逆バイアス電圧に関係なくほぼ一定で
ある性質があり、ゲート−カソード間のもれ電流は逆バ
イアス電圧が高い程大きな電流が流れ、ある逆バイアス
電圧以上の領域になると急激に大きな電流が流れる性質
がある（第２図ゲート電圧ｖｇとゲート電流Ｉｇの関係
参照）。
−カソード“間の逆バイアス電圧に関係なくほぼ一定で
ある性質があり、ゲート−カソード間のもれ電流は逆バ
イアス電圧が高い程大きな電流が流れ、ある逆バイアス
電圧以上の領域になると急激に大きな電流が流れる性質
がある（第２図ゲート電圧ｖｇとゲート電流Ｉｇの関係
参照）。
第２図に示すように、アノード電流ＩＡが流入るしてい
るとき、これをターンオフするにはスイッチ素子４を導
通させ、時間ｔ１に負ゲート電流１（Ｈｒを流入させて
、ＧＴＯサイリスク６内に蓄積していた過剰少数キャリ
アを消失させる。こうしてＧＴ○ザイリスク６はターン
オフし、アノード重比ＶＡＮは図に示すように上昇する
。負ゲート電圧Ｖｇｒはスイッチ素子４が導通してアノ
ード電流Ｉ＾が減少し始めると増大し、ピーク値に達し
た後一定値をとる。
るとき、これをターンオフするにはスイッチ素子４を導
通させ、時間ｔ１に負ゲート電流１（Ｈｒを流入させて
、ＧＴＯサイリスク６内に蓄積していた過剰少数キャリ
アを消失させる。こうしてＧＴ○ザイリスク６はターン
オフし、アノード重比ＶＡＮは図に示すように上昇する
。負ゲート電圧Ｖｇｒはスイッチ素子４が導通してアノ
ード電流Ｉ＾が減少し始めると増大し、ピーク値に達し
た後一定値をとる。
ところで、ＧＴＯサイリスタ６のターンオフタイムを短
縮し、しかも遮断可能なアノード電流を大きくとるため
には、負ゲート電流１ｇの立上り（ｄｉｇ／ｄｔ）を大
きくし、その波高値１ｇｏを大きくするごとが重要であ
る。しかしこの、負ゲート電流Ｉｇの立」ニリは、スイ
ッチ素子４のスイッチング時間およびゲート逆バイアス
回路中の配線インダクタンスによって制限されるので、
この立上りを速くするためには、高速のスイッチング素
子を使用すると同時に、逆バイアス電源電圧を高くする
必要がある。
縮し、しかも遮断可能なアノード電流を大きくとるため
には、負ゲート電流１ｇの立上り（ｄｉｇ／ｄｔ）を大
きくし、その波高値１ｇｏを大きくするごとが重要であ
る。しかしこの、負ゲート電流Ｉｇの立」ニリは、スイ
ッチ素子４のスイッチング時間およびゲート逆バイアス
回路中の配線インダクタンスによって制限されるので、
この立上りを速くするためには、高速のスイッチング素
子を使用すると同時に、逆バイアス電源電圧を高くする
必要がある。
しかし、この回路のように常に高い逆バイアス重圧Ｖｇ
を印加しているとＧＴＯザイリスタのゲー１−もれ電流
が大きくその結果ＧＴＯサイリスクのゲートの発熱が大
きくゲート許容損失を超えるおそれもある。また、逆バ
イアス用電源容量も大きくなる欠点がある。
を印加しているとＧＴＯザイリスタのゲー１−もれ電流
が大きくその結果ＧＴＯサイリスクのゲートの発熱が大
きくゲート許容損失を超えるおそれもある。また、逆バ
イアス用電源容量も大きくなる欠点がある。
このような欠点を解消するため、第３図に示すように直
流電源１の他にもう一つの独立した逆バイアス用電源を
用意する方式も考えられる。
流電源１の他にもう一つの独立した逆バイアス用電源を
用意する方式も考えられる。
この第３図においてパルストランス３、トランジスタ２
、直流電源１、スイッチ素子４で構成されている回路部
は第１図の回路と同様に高い逆バイアス電圧を発生させ
るところであるが、ＧＴＯサイリスタ６が完全にターン
オフするに足る時間の期間トランジスタ２がオンして高
い逆バイアス電圧がＧ Ｔ Ｏサイリスク６のゲート−
カソード間にかかるようになっている。
、直流電源１、スイッチ素子４で構成されている回路部
は第１図の回路と同様に高い逆バイアス電圧を発生させ
るところであるが、ＧＴＯサイリスタ６が完全にターン
オフするに足る時間の期間トランジスタ２がオンして高
い逆バイアス電圧がＧ Ｔ Ｏサイリスク６のゲート−
カソード間にかかるようになっている。
パルストランス８、交流電源７、ダイオード９、コンデ
ンサ５、抵抗ｌＯより構成されている回路部は常時低い
逆バイアス電圧をＧＴＯサイリスタ６のゲート−カソー
ド間にかけている。
ンサ５、抵抗ｌＯより構成されている回路部は常時低い
逆バイアス電圧をＧＴＯサイリスタ６のゲート−カソー
ド間にかけている。
しかし、この第３図のごとく、逆バイアス用の電源とし
て２種の独立したものを使用するのでは回路構成が複雑
になってしまう。
て２種の独立したものを使用するのでは回路構成が複雑
になってしまう。
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、１個の電
源から２種の逆バイアス用電圧を得、その・）ちの１０
１い逆バイアス電圧によってＧＴＯサイリスクのターン
オフタイムを短くし、さらに低い逆バイアス電圧によっ
てゲート−カソード間のもれ電流を小さくし同時にオフ
電圧を確保できるようにしたゲートターンオフサイリス
クのゲート駆動回路を提供することにある。
源から２種の逆バイアス用電圧を得、その・）ちの１０
１い逆バイアス電圧によってＧＴＯサイリスクのターン
オフタイムを短くし、さらに低い逆バイアス電圧によっ
てゲート−カソード間のもれ電流を小さくし同時にオフ
電圧を確保できるようにしたゲートターンオフサイリス
クのゲート駆動回路を提供することにある。
この目的は本発明によれば、１個の直流電源から半導体
スイッチを介してゲートターンオフサイリスクのゲーＩ
〜に逆電圧を印加する回路において、初めは半導体スイ
ッチを完全にオンさせて高い電圧をゲートターンオフサ
イリスクのゲートに印加し、規定時間後は前記半導体ス
イッチをオフし複数の抵抗で分圧した低い電圧をゲート
ターンオフサイリスクのゲートに印加ずや手段を設けた
ことにより達成される。
スイッチを介してゲートターンオフサイリスクのゲーＩ
〜に逆電圧を印加する回路において、初めは半導体スイ
ッチを完全にオンさせて高い電圧をゲートターンオフサ
イリスクのゲートに印加し、規定時間後は前記半導体ス
イッチをオフし複数の抵抗で分圧した低い電圧をゲート
ターンオフサイリスクのゲートに印加ずや手段を設けた
ことにより達成される。
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
第４図は本発明の実施例を示す回路図、第５図は動作波
形図である。第４図において、２ｏはパルストランス１
１と整流用ダイオード１２．１３を介してコンデンサ１
８に直流電圧を印加する電源を示ず。ＧＴＯサイリスタ
１９のカソードに一θ１１１を接続されているコンデン
サ１８の他端は１、ＧＴＯサイリスタ１９のゲートにコ
レクタを接続されているトランジスタ１６のエミッタに
接続され一ζいる。コンデンサ１８には抵抗１７と１０
との直列接続からなる分圧器が並列接続されていて、そ
の分圧点は１−ランリスク１６のコレクタに接続されて
いる。すなわち、分圧抵抗１７．１０は、コンデンサ電
圧を分圧して取り出し、これをＧＴＯサイリスク１９の
ゲート−カソード間に印加する逆バイアス電圧として与
えるものである。
形図である。第４図において、２ｏはパルストランス１
１と整流用ダイオード１２．１３を介してコンデンサ１
８に直流電圧を印加する電源を示ず。ＧＴＯサイリスタ
１９のカソードに一θ１１１を接続されているコンデン
サ１８の他端は１、ＧＴＯサイリスタ１９のゲートにコ
レクタを接続されているトランジスタ１６のエミッタに
接続され一ζいる。コンデンサ１８には抵抗１７と１０
との直列接続からなる分圧器が並列接続されていて、そ
の分圧点は１−ランリスク１６のコレクタに接続されて
いる。すなわち、分圧抵抗１７．１０は、コンデンサ電
圧を分圧して取り出し、これをＧＴＯサイリスク１９の
ゲート−カソード間に印加する逆バイアス電圧として与
えるものである。
さらに、トランジスタ１６のベースにはフォートカプラ
等の信号伝達用絶縁素子１４から単安定回路１５を介し
てターンオフ信号が導かれる。
等の信号伝達用絶縁素子１４から単安定回路１５を介し
てターンオフ信号が導かれる。
このようにして、コンデンサ１８は、パルストランス１
１と整流用ダイオード１２．１３により直流電圧を印加
されてパルストランス１１の出力電圧とほぼ同じ電圧ま
で充電される。
１と整流用ダイオード１２．１３により直流電圧を印加
されてパルストランス１１の出力電圧とほぼ同じ電圧ま
で充電される。
一方、信号伝達連用絶縁素子１４によってＧＴＯサイリ
スタ１９のターンオフ信号が単安定回路１５に入力され
ると、単安定回路１５にによって１−ランリスク１６を
一定時間幅駆動するＨ” レベルのパルスが出力される
。トランジスタ１６がオンすると、コンデンサ１８にあ
らかじめ充電されていた電圧がＧＴＯサイリスタ１９の
ゲート−カッーＩ′間に印加されて、コンデンサ１８−
ＧＴＯ−ＩＪイリスタ１９のカソード−ＧＴＯサイリス
ク１９のゲー トートランジスタ１６の経路で電流が流
れ、Ｇ Ｔ Ｏサイリスタ１９内に蓄積されていた過剰
少数キャリアが消失させられ、ＧＴＯサイリスタ１９は
ターンオフする。
スタ１９のターンオフ信号が単安定回路１５に入力され
ると、単安定回路１５にによって１−ランリスク１６を
一定時間幅駆動するＨ” レベルのパルスが出力される
。トランジスタ１６がオンすると、コンデンサ１８にあ
らかじめ充電されていた電圧がＧＴＯサイリスタ１９の
ゲート−カッーＩ′間に印加されて、コンデンサ１８−
ＧＴＯ−ＩＪイリスタ１９のカソード−ＧＴＯサイリス
ク１９のゲー トートランジスタ１６の経路で電流が流
れ、Ｇ Ｔ Ｏサイリスタ１９内に蓄積されていた過剰
少数キャリアが消失させられ、ＧＴＯサイリスタ１９は
ターンオフする。
次に、単安定回路１５のパルスがＬ” レベルに戻ると
トランジスタ１６はオフし、ＧＴＯサイリスク１９のゲ
ート−カソード電圧は抵抗１７と抵抗１０との抵抗分圧
比に逆バイアス用電源電圧を分圧したほぼ一定電圧とな
る。ここで抵抗分圧された電圧はＧ Ｔ Ｏサイリスタ
１９のゲート−カソード間に継続印加すべき、逆バイア
ス電圧値によって決定する。逆バイアス電圧値は前記の
ごとく、ゲート漏れ電流が小さくなりかつオフ電圧が確
保される値に決定する。この逆バイアス電圧値は通常数
Ｖ程度でよい。第５図中、ｔはＧＴＯサイリスタ１９の
ターンオフ動作時間であり、この時間もの経過後の逆バ
イアス電圧Ｖｇｒｔは第２図のＶｇｒと比べて低下して
いることがわかる。
トランジスタ１６はオフし、ＧＴＯサイリスク１９のゲ
ート−カソード電圧は抵抗１７と抵抗１０との抵抗分圧
比に逆バイアス用電源電圧を分圧したほぼ一定電圧とな
る。ここで抵抗分圧された電圧はＧ Ｔ Ｏサイリスタ
１９のゲート−カソード間に継続印加すべき、逆バイア
ス電圧値によって決定する。逆バイアス電圧値は前記の
ごとく、ゲート漏れ電流が小さくなりかつオフ電圧が確
保される値に決定する。この逆バイアス電圧値は通常数
Ｖ程度でよい。第５図中、ｔはＧＴＯサイリスタ１９の
ターンオフ動作時間であり、この時間もの経過後の逆バ
イアス電圧Ｖｇｒｔは第２図のＶｇｒと比べて低下して
いることがわかる。
以上述べたように本発明のゲートターンオフサイリスク
のゲート駆動回路は、該サイリスクのターンオフ時に高
い逆バイアス電圧を印加してターンオフタイムを短縮し
、その後は低い逆バイアス電圧を印加するようにしたの
で、ゲート−カソード間のもれ電流が小さくなり、ＧＴ
Ｏサイリスクのオフ時の発熱が小さくなるものである。
のゲート駆動回路は、該サイリスクのターンオフ時に高
い逆バイアス電圧を印加してターンオフタイムを短縮し
、その後は低い逆バイアス電圧を印加するようにしたの
で、ゲート−カソード間のもれ電流が小さくなり、ＧＴ
Ｏサイリスクのオフ時の発熱が小さくなるものである。
しかも、逆バイアス用電源は１種類のみですむのでゲー
ト駆動回路の構成が簡単なものである。
ト駆動回路の構成が簡単なものである。
第１図は従来例を示す回路図、第２図は同回路の動作波
形図、第３図は他の従来例を示す回路図、第４図は本発
明のゲート駆動回路の実施例を示す回路図、第５図は第
４図回路の動作波形図である。 １・・・直流電源 ２・・・トランジスタ３．８・・・
パルストランス ４・・・ス・インチ素子 ５・・・コンデンサ６・・・
Ｇ’ｒＯ−リ°イリスタ ７・・・交流電源９・・・ダ
イオード １０．１７・・・抵抗１１・・・パルストラ
ンス １２、１３・・・整流ダイオード １４・・・信号伝達用絶縁素子 １５・・・単安定回路 １６・・・トランジスタ１８・
・・コンデンサ １９・・・ＧＴＯサイリスタ２０・・
・電源 出願人 富士電機製造株式会社 第１＠ 第２図
形図、第３図は他の従来例を示す回路図、第４図は本発
明のゲート駆動回路の実施例を示す回路図、第５図は第
４図回路の動作波形図である。 １・・・直流電源 ２・・・トランジスタ３．８・・・
パルストランス ４・・・ス・インチ素子 ５・・・コンデンサ６・・・
Ｇ’ｒＯ−リ°イリスタ ７・・・交流電源９・・・ダ
イオード １０．１７・・・抵抗１１・・・パルストラ
ンス １２、１３・・・整流ダイオード １４・・・信号伝達用絶縁素子 １５・・・単安定回路 １６・・・トランジスタ１８・
・・コンデンサ １９・・・ＧＴＯサイリスタ２０・・
・電源 出願人 富士電機製造株式会社 第１＠ 第２図
Claims (1)
- １個の直流電源から半導体スイッチを介してゲートター
ンオフサイリスクのゲートに送電圧を印加する回路にお
いて、初めは半導体スイ・ノチを完全にオンさせて高い
電圧をゲートターンオフサイリスクのゲートに印加し、
規定時間後は前記半導体スイッチをオフし複数の抵抗で
分圧した低い電圧をゲートターンオフサイリスクのゲー
トに印加する手段を設けたことを特徴とするゲートター
ンオフサイリスクのゲート駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107416A JPS60116A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタのゲ−ト駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107416A JPS60116A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタのゲ−ト駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60116A true JPS60116A (ja) | 1985-01-05 |
Family
ID=14458590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58107416A Pending JPS60116A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | ゲ−トタ−ンオフサイリスタのゲ−ト駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60116A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5077487A (en) * | 1989-09-08 | 1991-12-31 | Toyo Denki Seizo Kabushiki Kaisha | Driver circuit for a large capacity switching element |
| DE102008039413B3 (de) * | 2008-08-13 | 2010-01-14 | Converteam Technology Ltd., Rugby | Elektrische Schaltung zur Ansteuerung eines Leistungshalbleiterschaltelements |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57106231A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-02 | Mitsubishi Electric Corp | Gate circuit for gate turn-off thyristor |
-
1983
- 1983-06-15 JP JP58107416A patent/JPS60116A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57106231A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-02 | Mitsubishi Electric Corp | Gate circuit for gate turn-off thyristor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE102008039413B3 (de) * | 2008-08-13 | 2010-01-14 | Converteam Technology Ltd., Rugby | Elektrische Schaltung zur Ansteuerung eines Leistungshalbleiterschaltelements |
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