JPS60187259A - サイリスタの制御方法および装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ゲート制御を介してターンオフ可能なサイリ
スタ（ゲートターンオフサイリスタ”ＧＴＯつの導通状
態を制御するだめの方法およびその方法を実施するのに
通した装置に関する。

〔従来の技術〕

オンさせることのできるサイリスクは、従来のサイリス
タ、すなわち点弧電流を介してのみターンオフ可能であ
り、またその陽極から陰極へ流れる電流が自然にまたは
逆電圧の印加により零に復帰するまで、従ってまた自ず
から消弧するまで導通状態を持続するヅーイリスタにく
らべて、パワエレクトロニクス式の変換装置、直流調整
器およびその他の装置°の構成を著しく簡単にするξと
ができる。

〜２ Ｇ　Ｔ　Ｏ−！ｌＩ−イリスタの導通状態は、ゲート化
の点弧電流を加えることにより開始されるけれども、こ
のサイリスタの内部構成に起因して、特に小電流負荷の
場合（陽極と陰極との間の電流が小さい場合）にはサイ
リスクが部分的に、すなわちその導通断面の一部分で消
弧して、電流の両と昇の際に完全な導通状態に復帰しな
い危険がある。このような不完全な導通状態はＧＴＯサ
イリスクの損傷につながる慣れがある。さらに、小電流
の場合にはせイリスダカ；消弧１．て一道涌状輯力ｘ　
＊　４　ｊｔているにもかかわら１ず電流が流れなくな
る場合すら生じ得る。従って、ＧＴＯサイリスタに対す
る１つの最初の点弧パルスの後に、このサイリスタを小
電流負荷の場合の部分的または全面的消弧の防止のため
に導通状態に相応して１つの点弧電流により制御する必
要がある。

そのためには全導通継続時間中に一定の制御電流または
一定の点弧電流パルス列をＧＴＯｆイリスタに与えるこ
ともできる。しかし、このことは、開閉サイクルでしば
しば全制御エネルギーの大部分をなす非常に大きなエネ
ルギー需要を意味する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明が解決しようとする問題点は、このようｔｘ　Ｇ
　Ｔ　Ｏサイ９スタの導通状態をできるかぎシわずかな
制御エイ・ルギーで、またできるかぎシ高い信頼性をも
って確実にすることである。

第９図には、陽極から陰極へ流れる負荷電流■Ａに関係
してサイリスタの陽極／陰極電圧ＵＡＫ　の特性曲線が
示されており、そのＩＧ＝０と記入されている特性曲線
は、ゲートに長時間にゎたり点弧電流ＩＧが与えられな
い場合の導通状態の間の電圧ＵＡＫの経過を示す。また
、ＩＧ＞Ｏと記入されている特性曲線は、十分な連続的
な点弧電流が与えられている際の電圧経過を示す。

これらの図かられかるように、サイリスタにおける電圧
降下ＵＡＫは、負荷電流が小さくなるにつれて、負荷電
流■Ａに比例して減少し、また小電流領域では、点弧電
流が与えられている場合（Ｉ（３＞Ｏ）には過比例的に
零に向かって減少するが、点弧電流が与えられていない
場合（ＩＧ＝０）には、負荷電流ＩＡが一層減少するに
つれて、サイリスタの部分的消弧にともない、電圧降下
ＵＡＫが急峻な上昇に転じ、最後にはサイリスタにがが
る全電圧まで増大する。サイリスタはその後に阻止状態
に移行する。

さて本発明は、全導通継続時間にわたって１つの持続パ
ルスを与えることは基本的に必要ではなく、電圧降下が
１つの所与のしきい値、たとえばＵｓｌ、に到達するつ
ど１つのパルスを与えれば十分であるという考慮に立脚
している。１つの負荷電流■Ａ１では電圧ＵＡＩ（は点
弧電流なしに特性曲線ＩＧ＝０上の点Ｘ　まで上昇し得
る。ＵＡＫ＝Ｕｓｌでは正の制御電流■２により電圧降
下は特性曲線ＩＧ＞０　上の値Ｙ□に同時に復帰し、サ
イリスク横断面の既に消弧した範囲も再び点弧される。

限界値ＵＳ□の下方超過の際に点弧電流が除去されると
、電圧は新たに上昇し、しきい値ＵＳ□への到達時に新
だに１つの点弧電流パルスを発生するに至る。従って、
小電流領域では１つの持続電流の代わりにい１や１つの
パルス列が生ずる。

その際に■Ａく■Ａ□の場合には電圧はもはや定常的特
性曲線’Ｃ’ｒ＝０まで上昇せず、それどころか点弧パ
ルスがそれぞれ既にＵＡＫ＝Ｕｓ１の際に発せられ、ま
た同じく相続く点弧電流パルスの１つの列が生ずる。

第１０図には、このパルス列が、負荷電流が連すなわち
、小さい負荷電流に対しては、電圧がしきい値Ｕｓ□よ
りも低い点弧電流なしの状態が、しきい値を超過し点弧
電流がスイッチオンされている状態と交代する。すなわ
ち、第１０図に示されているパルス列は上側限界値ＵＳ
□と特性曲線ＩＧ＞０により与えられる下側限界値との
間のサイリスタ′亀圧ＵＡＫの振動を表わしている。負
荷電流■Ａが、上側特性曲線がＵＳ□により与えられる
直線と交わる値■Ａ□を超えると、サイリスタ電圧は点
弧電流なしではもはやしきい値Ｕｓ□まで上昇せず、従
って点弧はもはや行なわれない。

ＩＡ２を越える負荷電流に対して初めてサイリスク電圧
は７Ｌ７びしきい値ＵＳ□に到達し得る。すなわち、こ
の人屯流領域に対しては再び点弧電流パルスがＵＳ□と
下側特性曲線との間で振動するサイリスタ電圧に相応し
て生ずる。最後に値■Ａ３では、点弧電流が与えられて
いる場合（Ｉ　ａ＞０　）、サイリスク電圧はしきい値
Ｕｓ□を超えており、斤りイＴ、＼ＴＩ−舛ｌイ１謙１
、ジ島１−小桂轄パルスが生ずる。

この方法は■Ａ□〈ＩＡくＩＡ２の領域内の一定の持続
点弧電流による制御にくらべて制御パルスの省略のゆえ
に制御損失を生じない。それに対して、ＩＡ〉ＩＡ３の
際の持続パルスは制御エネルギーの不必要な消費を意味
する。なぜならば、この電流領域内ではＧＴＯサイリス
クの部分的消弧のおそれが本来ないからである。この損
失は、第１０図の代わりに負荷電流の連続的増大の際に
第１１図に相応する１つのパルス列が生ずるように、し
きい値（第９図に同じく示されている値Ｕｓ２に相応し
て）より高く選定することにより、確かに減ぜられ得よ
う。しかし、しきい値の上昇は、いまやＵＡＫ−Ｕｓ２
により与えられる交点■Ａ４を非常に不完全な導通状態
を有する範囲内に位置させる結果となり、このことはＧ
　Ｔ　Ｏサイリスクの望ましくない高い順方向電圧降下
と結びつけられ、また前記のサイリスタ損傷の危険が生
ずる。従って、高い限界値Ｕｓ２での作動は一般に安全
でな加えて、点弧電流はそれぞれ点弧の必要条件に応じ
た大きさに選定されなければならず、他方において連続
的な点弧電流による導通状態の保持のためにはわずかな
電流しか必要でない。それにより一方ではＩＡ＞ＩＡ３
に対して第９図および第１０図による方法では持続的点
弧電流の際よりも高い電流損失が生じ、またＩＡ＜ＩＡ
３の領域内でも点弧電流パルスは佇」続電流にくらべて
最適なエネルギー節減を示さない。

さらに、この方法では、１つの電流パルスの継続時間が
ＵＡＫ≧ＵＳ□に対する１つの限界値超過検出器の応動
継続時間により定められる。しかし、ＧＴＯサイリスタ
がわずかな捷たはほぼ無電流のインダクタンスを有する
負荷回路内で開閉されると、その陽極電圧は瞬間的に１
つの低い値に崩壊し、それにより制御電流が直ちに中断
される。このことは点弧パルスの許容されない短縮に通
じ得る。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上述の問題点は本発明によれば、ゲート制御を介してタ
ーンオフ可能なサイリスクの電圧降下を検出し、所定の
しきい値に達したとき所定の高さ及び継続時間を有する
個別的な点弧電流パルスをサイリスクのゲートに与える
ことにより解決される。

〔実施例〕

第１図には本発明の方法が示されている。その方法にお
いてはサイリスタにおける電圧降下ＵＡＸが検出され、
寸だ１つの所与のしきい値Ｕｓ３に到達のつと１つの個
別的な点弧電流パルスがサイリスクゲートに与えられ、
その際にしかしこのパルスの高さおよび継続時間は予め
定められている。

この場合に対する第１０図および第１１図に相応する第
２図による点弧パルス列かられかるように、サイリスク
電圧ＵＡＫが常にしきい値Ｕｓ３を越えている領域■Ａ
〉ＩＡ５内では、点弧パルスはも一＾−＋□−Ｌ１Ｌ−
−州ｉＬｊ□Ｔ１−５１ノ１１−大の際に下側特性曲線
がしきい値Ｕｓ３に到達するとき、最後の、その長さが
制限されている点弧パルスが発せられる。それにより大
電流領域で制御エネルギーが顕著に節減される。−１だ
、この場合、しきい値Ｕｓ３は、ＩＱ＝０に対してＵＡ
Ｋ二Ｕｓ３により与えられる交点■Ａ６において領域■
Ａ〈ＩＡ６が実際上すべての不完全な導通状態を含むよ
うに低く設定され得る。すなわち、この領域内では図示
されているパルス列により常に完全な導通状態が再び形
成され、従って不完全な導通状態によるＧＴＯサイリス
タの損傷の危険は、大電流領域内で大きなエイ、ルギー
損失を生ずることなしに、大幅に減少する。領域■Ａ７
＜ＩＡ＜’Ａ６内でのみ負荷電流の増大の際になおいく
つかの本来不必要な点弧電流パルスが生ずる。

第２図にはさらに、点弧電流の高さが１つの個別パルス
の間に、１だ種々の負荷電流において一定ではないこと
が示されている。それどころか点ＰＩＩＴ　＃　ｍ　／
７Ｎ　ｔ　Ｊ　Ｊ、？　１　ノ）／Ｔ’ｌ　１ｍ　Ｑ＋
ｌ　、Ｆ　１１．　−ｙ　Ｍ　Ｐ−Ｉｔ　＋−ル＊＋−
，ｐルスの終端に向かって、減少するように制御される
ことは有利である。このことは、点弧のためには確かに
比較的大きい点弧電流を必要とするが、導通状態の維持
のためには比較的小さな制御電流しか必要としないとい
う前記の事実に相当する。

すなわち本発明のこの好ましい実施例では１つのパルス
の曲線形状がそれぞれ必要とされる点弧または制御電流
に相応して予め定められる。

／ 点弧電流パルスの高さおよび場合によっては継続時間が
先行の点弧電流パルスからの間隔に関係して予め定めら
れるならば、一層のエネルギー節減が可能になる。点弧
電流パルスが迅速に次々と続けば、相応に小さい点弧電
流しか必要とされず、従ってまた点弧電流パルスの高さ
は相応に低く予め定められる。

次に、本発明による方法を実施するだめの装置の１つの
好ましい実施例を第３図ないし第６図により詳細に説明
する。

ｆ５３図中で符号Ａ　、　ＫおよびＧを付されているの
はＧＴＯサイリヌタの陽極、陰極およびゲート端子であ
る。入力段１に１つの開閉パルスによりＧＴＯサイリス
タの導通状態のスイッチオンおよび保持のだめの命令が
与えられる。第３図中の解図的表示では、このことは、
閉路状態（サイリスタ阻止）でたとえば−１２Ｖの負の
供給電圧をゲ−）　Ｑ＋：通−１−スイッチ２がスイッ
チオンパルスにより開かれることにより示されている。

同時にスイッチオンパルスにより、一方では作動電圧（
たとえば＋１２Ｖ）に接続されており他方では電圧降下
ＵＡＫを与えられているコンパレータ段３もアクティブ
化される。いまコンパレータ段３は、導通状態でサイリ
スタの検出された電圧降下が所定の限界値を超えると直
ちに、１つのコンパレータ信号を発する。

このコンパレータ信号はパルス継続時間制限段６によシ
、コンパレータ状態に無関係に予め定められた継続時間
に制限されだ点弧命令に変換される。この点弧命令は状
態ＵＡＫ＞ＵＳ□よりも長くても短くてもよい。

この点弧命令は、点弧命令により定められた継続時間を
有する点弧電流パルスをゲー）Ｇに与える制御可能な電
流源７を制御する役割をする。パルス継続時間制限段６
と制御され・る電流源７との間にパルス高さ制限段８が
配置されていることは有利である。その際に段６，７お
よび８は同じく供給電圧、いまの例では＋１２Ｖ、に接
続されている。

第４図に示されているように、入力段１内で制御信号”
Ａｕｓ“が先ず１つの電界効果トランジスタ１１を阻止
し、従って１つのダイオード回路１４を介して接続され
ているトランジスタ１３が導通状態になり、またスイン
ｙ−２としての役割をするもう１つのＦＥＴを導通状態
に制御する。この電界効果トランジスタ２はたとえば一
１２Ｖの負の電位とＧＴＯサイリスクのゲートＧとの間
に配置されており、ゲート端子の前にスイッチオン補助
のため１つのインダクタンス１２が接続されていてよい
。この制御によりスイッチ２（第３図）は、制御信号“
’Ａｕｇ“によりＧＴＯサイリスクの阻止状態がもたら
されるべきときに閉じられる。それにより最後に電圧−
１２Ｖが阻止電圧として一方ではサイリスタ阻止）Ｇに
、他方では後で説明するトランジスタ６１のベースに与
えられる。トランジスタ６１は点弧命令をレリーズする
役割をし、またそのベースはＧＴＯサイリスクの電圧降
下に対する１つの分圧器の引出し点３６に接続されてい
る。従って、このサイリスタ６１は、制御信号”’Ａｕ
ｓ“によりサイリスタ阻止が制御されるとき、迅速に阻
止される。符号１５．１６を付されているのは、これら
のトランジスタに接続されている抵抗である。

コンパレータ回路３は、１つのダイオード３１を介して
陽極端子Ａに接続されている１つのツェナダイオード３
２を含んでおり、このツェナダイオードは一方では抵抗
３．３　、３３’と共に引出し点３６を有する１つの分
圧器をなしており、他方では１つの抵抗３４および１つ
のダイオード３４’を介して、図示されている仕方で、
ゲート端子Ｇに接続されている。それによって開閉信号
１”Ａｕｓ“′の際には引出し点３６が負の電位にあり
、またコンパレータは非アクテイブ化されている。ＧＴ
Ｏサイリスタの阻止状態（すなわちＦＥＴ２の導通状態
）では分圧器３２．３３が作動電圧＋１２Ｖと阻止電圧
−１２Ｖとの間に接続されており、ダイオード３４′は
導通しており、またツェナダイオード３２はブレークダ
ウンしている。ツェナダイオード３２と抵抗３３との間
の引出し点３６にはその際にコンパレータ信号として、
パルス継続時間制限段６内の後で説明されるトランジス
タ６１の阻止ベース制御に相応して負の電圧が生ずる。

それに対してスイッチ２が開かれており、またＧＴＯサ
イリスタに高いサイリスク電圧がかかつていれば、ダイ
オード３１（その陽極は点Ｍで分圧器３２，３３．３３
’と接続されており、１だ１つの抵抗３５を介して作動
電圧（たとえば＋１２■）とも接続されている）が阻止
する。いまや点Ｍにかかる正の電位はツェナダイオード
３２のブレークダウンに通じ、そして枝路３５．３２．
３３　。

３３′の値により定められておりかつ一方ではタップ３
６を経てトランジスタ６１へのベース電流が流れ得るよ
うに、他方ではこの高いサイリスタ電圧ＵＡＫにおいて
生ずるＧ　Ｔ　、０サイリスタのゲート／陰極電圧がタ
ップ３６における電圧を超過しダイオード３４′が阻止
するように選定されている電位がタップ３６に生ずる。

すなわち、この場合〔ＵＡＫが大〕には、点弧電流によ
るサイリスタゲートの持続供給のために利用されずに後
続のパルス継続時間制限段のみを刺戟するコンパレータ
持続信号が生ずる。しかしコンパレータ信号は、陽極電
圧が点Ｍにおける゛電位を介して上昇しまたダイオード
３１が阻止するときに初めて生ずるのではない。それど
ころかタップ３６（従ってまだトランジスタ６１の制御
端子）は、陽極電圧がダイオード３１は導通するけれど
も点Ｍにツェナダイオード３２のブレークダウンに通ず
る電圧が既に発生するのにはまだ低いとき、既に電流を
受ける。すなわち、コンパレータ信号をレリーズする電
圧限界値は分圧器３２．３３　。

３３′の設定により定められている。

その際、１つのスイッチオン信号ＩＩ　Ｅ目、１１が直
ちに必然的に装置の個々の段を経てＧＴＯサイリスタに
対する１つの点弧電流パルスに通じないことは特に有利
である。すなわち、変換装置技術では、１つのサイリス
タに対して逆並列に１つのダイオードが配置されており
、それを介して外部から与えられる負の電圧が電流を駆
動する場合がしばしば生ずる。駆動電圧の反転の際には
先ず、サイリスク端子において十分に正の電圧がビルド
アップし得て１つのスイッチオンパルスが実際にサイリ
スタ点弧に通ずるように電流がダイオードを経て減衰す
るまで待たれなければならない。しかし、点弧パルスが
制御プログラムに従ってこのような遅延への顧慮なしに
形成されるならば、制御回路およびそれに給電する電源
装置に負担をかける不必要な点弧電流が生ずる。それに
対して、前記の回路では、サイリスタ電圧が実際に成功
したサイリスタ点弧のだめに十分な値に到達したときに
のみ、１つのコンパレータ信号が発生され、寸た１つの
点弧パルスがレリーズされる。

ずなわち、タップ３６は、一方ではターンオンされるＧ
ＴＯサイリヌタに相応する制御電流によりスイッチ２が
開かれており、他方では陽極′電圧が作動電圧、ツェナ
ダイオードのブレークダウン電圧および抵抗の選定によ
り定められた１つの限界値に到達し寸たはそれを超過し
たときにのみ、コンパレータ信号として後に接続されて
いるサイリスタに対する１つの正の制御電流を供給する
。

第５図に示されているパルス継続時間制限段６は同じく
（この場合、接地点に後続されている）陰極電圧にくら
べて正の作動電圧により給゛醒され、またタップ３６に
生ずるコンパレータ信号により制御されている第１のト
ランジスタ６１と第２のトランジスタ６２とを含んでい
る。茅１のトランジスタのベースは１つの正帰還抵抗（
図示されている回路では抵抗３３が正帰還抵抗としても
用いられている）を有する１つの正帰還導線６３を介し
て第２のトランジスタの１つの端子と結合されており、
また第２のトランジスタ６２のベースは図示されている
仕方で抵抗６５，６６．６７およびもう１つのツェナダ
イオード６８と接続されている１つのコンデンサ６４を
介して第１のトランジスタに結合されている。トランジ
スタ６１が相応の制御電流に基いて導通状態になると直
ちに、抵抗６６とそれに対して並列な枝路６４．６５　
。

６７とを経て相応のトランジスタ電流が供給電圧源から
流れる。それによシ、最初に放電していたコンデンサ６
４がい１やその充放電回路網６５゜６６．６７．６８の
時定数で充電されて、その充電状態が変化する。コンデ
ンサがまだわずかしか充電されていない間は、第２のト
ランジスタ６２のベースには比較的低い、ツェナダイオ
ード６８により制限された電圧がかかる。従って、この
トランジスタは同じく導通状態となり、またその抵抗回
路６９．３３’を通る電流を生じさせ、それにより同時
に相互結合導線６３を経て制限電流が第１のトランジス
タ６１のベースに流れる。それにより第１のトランジス
タ６１は、コンパレータ信号が変化してタップ３６がも
はや制御電流を与えなくなった後にも導通状態に保たれ
る。しかし、トランジスタ６２を通る電流は、コンデン
サ６４の充電状態が指数関数的にその充電された最終状
態に接近する程度に減少する。トランジスタ６１はそれ
により少なくともコンデンサ６４における電圧最終値の
到達時まで導通状態に保たれる。持続するコンパレータ
信号に基いて電圧入力端３６にその後も制ａ１１屯流が
存在していれば、確かにトランジスタ６１は引続いて電
流を流すが、第２のトランジスタ６２は、コンデンサ６
４が全コンデンサ電圧まで充電されており、それを経て
トランジスタ６２ヘベース電流がもはや流れ得なければ
直ちに阻止する。

その結果、コンデンサ充電の最終状態の到達によシ、第
２のトランジスタ６２を通って流れる電流は消滅する。

抵抗６９においてトランジスタ６２のこの制御は、それ
ぞれトランジスタ６１の制御により先ず高い降下が生じ
、その後にこの電圧降下がコンデンサ回路網６４．６５
．６６．６７の時定数で減少することに通ずる。それに
よって、点弧命令として取出し可能なこの電圧信号の継
続時間および高さは、入力端３６におけるコンノくレー
タ信号が点弧命令のレリーズ後になお持続しているか消
滅しているかに無関係である。

パルス継続時間制限段６の構成は種々の仕方で変更され
得る。たとえばコンデンサ６４およびその回路網は、コ
ンデンサ６４がトランジスタ６１の阻止状態で充電し、
またその導通状態で放電するように、トランジスタ６１
に対して並列に接続されていてもよい。この場合、トラ
ンジスタ６２は、コンデンサ６４の充電の際に阻止し、
トランジスタ６１のスイッチオンにより導通状態となり
、またコンデンｆ６４が児全に放電するまで導通状態に
とどまるように制御される。相応の構成において、トラ
ンジスタ６１は電圧取出し点３６におけるこのような信
号によっても、休止状態では（すなわちコンパレータ信
号がしきい値以下のサイリスタ電圧を示すかきり１−ｔ
）導通状態にあり、またしきい値の到達の隙に阻止状態
に移行するときに初めて制限段６の出力端における第２
のトランジスタの相応の制御を介して１つの電圧信号を
レリーズするように制御され得る。

第６図に示されているように、制限段６の抵抗６９から
取出される゛電圧信号はパルス高さ制限段８内へコンデ
ンサ８１を経て導かれる。このコンデンサ８工はその抵
抗回路網８２．８３と共に、点弧命令継続時間を制限す
るコンデンサ回路網６１．６４．６５．６６．６７．６
８の時定数よりも著しく大きい充電時定数を有する。そ
れにより、このパルス高さ制限段８の出力端８４に、コ
ンデンサ８１が最終の点弧命令の生起後に完全に放電し
終ったときのみ点弧命令信号の全高さに到達する制御信
号が生ずるようにすることができる。

それに対して、より短い点弧命令間隔の際にコンデンサ
８１になお存在する残留充電（点弧命令連鎖内の直流電
圧成分に相応）は出力端８４におけるパルス高さの相応
の減少に通ずる。

こうして制御出力端８４は、電流源７からの電流の制御
のために直接に用いられ得る信号を供給する。そのため
に制御出力端８４は、前置抵抗７２を設けられており作
動電圧源とゲート端子Ｇとの間に接続されているもう１
つのトランジスタ７１のベースと接続されている。

第７図には、パルス継続時間制限段の刺戟の際に発生さ
れてパルス高さ制限段に与えられる１つの個々の点弧命
令の経過が示されている。その際にパルスは先ずコンパ
レータ信号の生起の際に突変的に、コンデンサ６４の充
電電流により惹起されまたツェナダイオード６８のブレ
ークダウン電圧により制限されている（第５図）１つの
プラトーに上昇する。

ツェナダイオード６８の消弧後にコンデンサ６４は抵抗
６７を経てのみ指数関数的に減衰する電流により充電す
る。この充電電流がトランジスタ６２に対するベース電
流を供給するので、トランジスタ６２および抵抗６９を
通る電流またはコンデンサ回路網８１．８３を経て流れ
る制御電流（点弧命令）も同一の曲線経過で、正帰還が
崩壊しまだトランジスタ６９が完全１＝消弧する壕で減
少するように制御される。

第７図による曲線形態は、１つの点弧電流パルスの間に
１°Ｅ　ｒ　ｎ　□ｌ信号から”　Ａｎ　Ｓ　”信号（
第４図）へ移行されるならば、変更される。その際には
Ｆ’ＢＴ　２が瞬間的に点弧され、またそれによりトラ
ンジスタ３６が阻止されるので、点弧電流はコンパレー
タ信号の状態に関係なく直ちに中断される。

それに対して、”Ｅｉｎ’ゝ信号の際にコンパン−夕持
続信号が存在していれば、点弧命令は相互結合の崩壊に
より終了されず、それどころか連続的に導通するトラン
ジスタ６１によりトランジスタ６２が、コンデンｆ６４
の充電電流が指数関数的に全作動″心圧寸で充電される
ように導通状卯に保たれ、このことは多くの場合に有利
となる。

第８図には１つのパルス列のいくつかの点弧電流パルス
が示されており、破線の曲線は１つの絶縁された個別パ
ルスの場合の第６図に示されている曲線経過を示してい
る。個別パルスにくらべてパルス継続時間は、コンデン
サ６４が２つの点弧命令の間の休止時間中にその抵抗回
路網６５，６６゜６７を経てもはや完全に放電され得な
いこと（二より短縮されている。

他方、各点弧命令の際にパルス高さ制限段のコンデンサ
８１は充電され、また同じく休止時間中に休止時間に関
係してのみ放電し得る。それＣ二よりコンデンサ８１に
、確かに点弧命令の形成にはほとんど影響しないが制御
可能な電流源７の制御トランジスタ７１に対する制御電
圧を減じまたそれによって点弧電流パルスの高さを同じ
く休止時間に関係して減少するように制御する直流電圧
成分が生ずる。

この曲線形態とパルスの頻度へのそのマツチングとは、
準連続的充電供給に対して予め与えられている点弧電流
への要求条件を近似的に満足する。

この回路では、Ｇ’ｌ’Ｏサイリスタが無電流の負荷イ
ンダクタンスで開閉する場合にも、冒頭Ｃ二連べた困難
が生ずることはない。なぜならば、点弧パルスの高さ、
経過および継続時間が回路により予め定められているか
らである。点弧エネルギーの需要に関しては第２図から
下記のことがわかる。

領域■Ａ〉ＩＡ５内では点弧電流は発生されず、従って
この領域内でのエイ・ルギー需要は非常にわずかである
。狭い領域■Ａ５＞ＩＡ＞’Ａ７内では、本来必要どさ
れない点弧電流が生ずるが、これらの点弧電流は、必要
となる回路費用がこの狭い領域内でのエイ・ルギー節減
により償われる場合には、負荷電流に関係する点弧パル
ス阻止により回避され得る。小電流領域（■Ａく■Ａ６
）内で生ずる点弧電流パルス列はパルス高さおよび継続
時間をほぼ最適化されている。従って、実際に近い開閉
間隙においてエネルギー需要は連続的点弧電流による制
御の際のエネルギー需要の約２５チに過ぎない。回路費
用は確かに連続的点弧電流による制御の場合にくらべて
高いが、特に大電流領域で顕著なエネルギー節減が可能
であるので、この回路は特に、長時間にわたり大電流領
域で作動しなければならず、使用されるＧＴ、０サイリ
スタの制御エネルギー需要が高いためにその制御回路に
費用をかけても採算に乗る大電力用および類似の用途の
変換装置において有利である。

第１０図によるパルス列と比較すると、しきい値ＵＳ□
が比較可能に低く選定されていれば、類似の状況が生ず
る。第１１図に相応するパルス列を有する高いしきい値
Ｕｓ２は、不完全に導通するサイリスタ状態におけるＧ
ＴＯサイリスタ損傷の危険が高くなるので、しばしば容
易には実現可能でない。その際、必要とされない（領域
ＩＡ＞■Ａ５での）点弧電流パルスの回避とパルス列の
パルス高さの減少とは、パルス列の発生が制御回路に対
する作動電圧供給源に望ましくないパルス状負担をかけ
ることを考慮に入れても、なお有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図およ−び第２図は本発明による方法を説明するた
めサイリスクの陽極／陰極電圧対負荷電流特性曲線およ
び点弧パルス列を示す線図、第３図は本発明による方法
を実施するだめの装置のブロック接続図、第４図は第３
図中の入力段およびコンパレータ段の接続図、第５図は
第３図中のパルス継続時間制限段の接続図、第６図は１
３図中のパルス高さ制限段の接続図、第７図は１つの点
弧命令の経過を示す線図、第８図は１つのパルス連鎖の
いくつかの点弧・電流パルスを示す線図、第９図ないし
第１１図は公知の方法を説明するためサイリスクの陽極
／陰４Ｉｔｉｉ電圧対負荷電流特性曲線と２つのしきい
値の場合の点弧パルス列とを示す線図である。 ■・・入力段、　２・・スイッチ、　３・・コンパレー
タ段、　６・パルス継続時間制限段、　７・・制御可能
な電流源、　８・・・パルス高さ制限段、ＧＴＯゲート
ターンオフサイリスク。 ≧ コ　φ Ｉ 凝 　０ 匡　ムー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 工）ゲート制御を介してターンオフ可能なサイリスク（
   ＧＴＯ）の導通状態を制御するだめの方法において、サ
   イリスタの電圧降下を検出し、それぞれ所定のしきい値
   に達したとき所定の高さおよび継続時間を有する個別的
   な点弧電流パルスをサイリスタのゲートに与えることを
   特徴とするサイリスタの制御方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法において、点弧電
   流パルスの高さおよび継続時間が先行の点弧電流パルス
   との間隔に関係して予め定められることを特徴とするサ
   イリスタの制御方法。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法にお
   いて、点弧電流の高さが１つのパルするように制御され
   ることを特徴とするサイリスタの制御方法。 ４）ゲート制御を介してターンオフ可能なサイリスタ（
   ＧＴＯ）の導通状態を制御するための装置において、 （ａ）　導通サイリスタの電圧降下が所定の限界値を超
   過すると直ちに１つのコンパ レータ信号を発する１つのコンパレー タ回路と、 （ｂ）　コンパレータ信号から１つの所定の継続時間を
   有する１つの点弧命令を形成する１つのパルス継続時間
   制限回路と、 ＣＣ１点弧命令により制限されて、１つの点弧電流パル
   スをサイリスタのゲートに与える１つの電流源と を含んでいることを特徴とするサイリスタの制御装置。 ５）特許請求の範囲第４項記載の装置において、ドを含
   むサイリスタ電圧に対する１つの分圧器と、１つのタッ
   プとを含んでおり、このタップを経てツェナダイオード
   のブレークダウン電圧の到達時にコンパレータ信号を形
   成する１つの制御電流がパルス継続時間制限回路内へ流
   れることを特徴とするサイリスタの制御装置。 ６）特許請求の範囲第４項記載の装置において、阻止信
   号の際にサイリスクのゲートと、サイリスタ電圧に対す
   る１つの分圧器のタップに接続されており点弧命令をレ
   リーズする第１のトランジスタのベースとに１つの阻止
   ′成田を与える１つのスイッチを有する１つの制御入力
   回路が含まれていることを特徴とするサイリスタの制御
   装置。 ７）特許請求の範囲第４項記載の装置において、パルス
   継続時間制限回路が１つの供給電圧を供給されており、
   この供給電圧に、ベースでコンパレータ信号により制御
   される第１のトランジスタと、第２のトランジスタとが
   接続されており、第１のトランジスタのベースが正帰還
   を介して第２のトランジスタに、また第２のトランジス
   タのベースがコンデンサ回路網を介して第１のトランジ
   スタに、＄１のトランジスタのコンパレータ信号により
   制御される１つの状態が一方ではコンデンサ回路網にお
   いて回路網により予め定められる電圧最終値までのコン
   デンサ電圧変化を生じさせ、その際にコンデンサ電圧変
   化が第２のトランジスタを点弧命令の発生のために制御
   し、他方では第１のトランジスタがη↓２のトランジス
   タのコンデンサ電圧変化により制御される状態によって
   少なくとも電圧最終値の到達時までコンパレータ信号に
   よりレリーズされる状態に保たれるように結合されてい
   ることを特徴とするサイリスクの制御装置。 ８）特許請求の範囲第４項記載の装置において、パルス
   継続時間制限回路の後に、点弧命令により充電可能な第
   ２のコンデンサ回路網を有する１つのパルス高さ制限回
   路が接続されており、第２のコンデンサ回路網のコンデ
   ンサ電圧が２つの点弧パルスの間の間隔中は、回路網に
   より予め定められ、パルス継続時間制限回路内で設定さ
   れるパルス継続時間を越えている時定数により変化し、
   またその際にコンデンサ電圧が１つの点弧命令゛の間は
   制御可能な電圧源の電流の大きさを点弧電流パルスの発
   生のために制御することを特徴とするサイリスタの制御
   装置。