JPS60226768A - 自己消孤形半導体素子の保護方式 - Google Patents
自己消孤形半導体素子の保護方式Info
- Publication number
- JPS60226768A JPS60226768A JP8014184A JP8014184A JPS60226768A JP S60226768 A JPS60226768 A JP S60226768A JP 8014184 A JP8014184 A JP 8014184A JP 8014184 A JP8014184 A JP 8014184A JP S60226768 A JPS60226768 A JP S60226768A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- extinguishing
- current
- self
- arc
- gtoq1
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/06—Circuits specially adapted for rendering non-conductive gas discharge tubes or equivalent semiconductor devices, e.g. thyratrons, thyristors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は自己消弧形半導体素子の保護方式に関するもの
である。
である。
最近、ＧＴＯサイリスタをはじめ大電力自己消弧形半導
体素子の実用化が進み、種々な電力変換回路に適用され
ているが、保膜上の問題が充分解決されているとはまだ
いえない。
体素子の実用化が進み、種々な電力変換回路に適用され
ているが、保膜上の問題が充分解決されているとはまだ
いえない。
自己消弧作用子たとえばＧＴＯサイリスタは、ゲートな
ど制御電極に逆方向電流を通ずると内部で消弧作用が働
１外部から逆電圧を加えなくとも消弧する。しかしなが
ら、消弧できる電流には上限かあり、この上限を越える
と最早ゲートにいかほど逆電流を流しても消弧させるこ
とはできない。
ど制御電極に逆方向電流を通ずると内部で消弧作用が働
１外部から逆電圧を加えなくとも消弧する。しかしなが
ら、消弧できる電流には上限かあり、この上限を越える
と最早ゲートにいかほど逆電流を流しても消弧させるこ
とはできない。
しかも消弧か不完全であると、ある電流が残っているま
ま電圧阻止特性を回復してくるため、素子に発生する瞬
時電力は非常に大きな値になり、多くの場合そのような
素子は永久破壊に至る。また消弧時間は１０〜２０−ｖ
イクシ秒程度の短い時間であるから、しゃ断器のみで保
護することは困難である・ 本発明はこのような自己消弧形半導体素子の弱点を補う
ためになされたもので、素子本来の自己消弧作用と強制
的な消弧装置とを連動させることにより経済的な自己消
弧形半導体素子の保護方式を可能にするものである。
ま電圧阻止特性を回復してくるため、素子に発生する瞬
時電力は非常に大きな値になり、多くの場合そのような
素子は永久破壊に至る。また消弧時間は１０〜２０−ｖ
イクシ秒程度の短い時間であるから、しゃ断器のみで保
護することは困難である・ 本発明はこのような自己消弧形半導体素子の弱点を補う
ためになされたもので、素子本来の自己消弧作用と強制
的な消弧装置とを連動させることにより経済的な自己消
弧形半導体素子の保護方式を可能にするものである。
以下、本発明を実施例図面にもとづいて説明する。第１
図は本発明の基本的な構成を示す図であり、人は直流ま
たは整流電源、ＳＷはしゃ断器、Ｂは自己消弧形半導体
素子を用いた電力変換器である。その電力変換器Ｂに示
されるＱｌ、Ｑ２・・・・・・Ｑ６はＧＴＯサイリスタ
とするが他のタイプの自己消弧形素子であってもよい。
図は本発明の基本的な構成を示す図であり、人は直流ま
たは整流電源、ＳＷはしゃ断器、Ｂは自己消弧形半導体
素子を用いた電力変換器である。その電力変換器Ｂに示
されるＱｌ、Ｑ２・・・・・・Ｑ６はＧＴＯサイリスタ
とするが他のタイプの自己消弧形素子であってもよい。
また電力変換器Ｂ自身は、第１図では３相ブリツジイン
バータであるか、他の電力変換方式でもよい。なお、Ｄ
ｌ、Ｄ２．・・・・・・Ｄ６は帰還ダイオードである。
バータであるか、他の電力変換方式でもよい。なお、Ｄ
ｌ、Ｄ２．・・・・・・Ｄ６は帰還ダイオードである。
Ｅは消弧装置で、強制な転流回路であるが、第１図中矢
印で示した向きの消弧用電流パルスを発生し得るものな
らば、どのような回路構成のものでもよい。図示の８ｉ
、８２゜８３ 、８４はサイリスタ、Ｃはキャパシタ、
Ｌはインダクタである。第１図に示す如き回路の消弧装
置Ｅの場合は、図示の極性にキャパシタＣを充電してお
き、保護機能を作動させるときにサイリスタ８２および
Ｂ３をトリガするものとする。なおりは負荷である。
印で示した向きの消弧用電流パルスを発生し得るものな
らば、どのような回路構成のものでもよい。図示の８ｉ
、８２゜８３ 、８４はサイリスタ、Ｃはキャパシタ、
Ｌはインダクタである。第１図に示す如き回路の消弧装
置Ｅの場合は、図示の極性にキャパシタＣを充電してお
き、保護機能を作動させるときにサイリスタ８２および
Ｂ３をトリガするものとする。なおりは負荷である。
第１図の電力変換器Ｂを構成するところの３相ブリツジ
インバータの動作はよく知られているためここでの説明
は省略する。いまＧＴＯサイリスタＱｌおよびＧＴＯサ
イリスタＱ２がオンであるとする。
インバータの動作はよく知られているためここでの説明
は省略する。いまＧＴＯサイリスタＱｌおよびＧＴＯサ
イリスタＱ２がオンであるとする。
このとき、何らかの原因でＧＴＯ＋イリスタＱ１の電流
が異常に増加したとして本発明の保護方式を、第２図を
用いて説明する。
が異常に増加したとして本発明の保護方式を、第２図を
用いて説明する。
第２図は第１図の各部動作波形図で、いまＧＴＯナイリ
スタＱｌには時間ｔｍｔ１でゲートに消弧パルスを第２
図中）に示す如く与えられるとする。このときのＧＴＯ
サイリスタＱｌの電流は第２図（ａ）に示すように増大
中で期間（ｔ、 、 ｔｌ）で減衰はするか、すてに消
弧可能な上限値を越えているため、放置すると第２図（
ａ）で示す破線のように再び増大するか、あるいは時間
ｔ ｘ ｔ、を過ぎるあたりですでに破壊してしまう。
スタＱｌには時間ｔｍｔ１でゲートに消弧パルスを第２
図中）に示す如く与えられるとする。このときのＧＴＯ
サイリスタＱｌの電流は第２図（ａ）に示すように増大
中で期間（ｔ、 、 ｔｌ）で減衰はするか、すてに消
弧可能な上限値を越えているため、放置すると第２図（
ａ）で示す破線のように再び増大するか、あるいは時間
ｔ ｘ ｔ、を過ぎるあたりですでに破壊してしまう。
＃！２図０は消弧装置Ｈにおけるサイリスタ８２ｉｄよ
びサイリスタＳ３の点弧パルスであり。
びサイリスタＳ３の点弧パルスであり。
キャパシタＣは鋏サイリスタＳ２およびサイリスタ８３
１（よびインダクタＬを通って第１図矢印の極性の電流
パルスを発生すべ第２図（ｄ））。この電流パルスは各
ＧＴＯサイリスタの逆並列帰還ダイオードＤＪ 、 Ｄ
２ 、・・・・・・Ｄ６などを通って還流しＧＴＯテイ
リスタＱｌの電流を打ち消し、時間１−１８で帰還ダイ
オードＤ１に転流する（第２図（ｅ））。
１（よびインダクタＬを通って第１図矢印の極性の電流
パルスを発生すべ第２図（ｄ））。この電流パルスは各
ＧＴＯサイリスタの逆並列帰還ダイオードＤＪ 、 Ｄ
２ 、・・・・・・Ｄ６などを通って還流しＧＴＯテイ
リスタＱｌの電流を打ち消し、時間１−１８で帰還ダイ
オードＤ１に転流する（第２図（ｅ））。
ＧＴＯサイリスタＱｌの異常電流は打ち消され、ＧＴＯ
サイリスタは保護される。電流パルスの巾は１ｏ−πＶ
Ｉで−できまる。サイリスタ８１．８３を点弧するタイ
ミングｔ ＋＋ｍ ｔ！は素子の過負荷耐量を考慮しつ
つ、なるべく電流が小さくなるところに選ぶ。
サイリスタは保護される。電流パルスの巾は１ｏ−πＶ
Ｉで−できまる。サイリスタ８１．８３を点弧するタイ
ミングｔ ＋＋ｍ ｔ！は素子の過負荷耐量を考慮しつ
つ、なるべく電流が小さくなるところに選ぶ。
ただし異常電流抑制と同時にキャパシタＣが過大な電圧
に充電される可能性があるか、これはたとえば第３図に
示すようにキャパシタＣの初期充電サイリスタ８１．８
４に直列に過電圧吸収用抵抗Ｒ１゜Ｒ２を接続しておき
、異常電圧発生時にサイリスタ８１およびサイリスタＳ
４を点弧して過剰エネルギを過電圧吸収用抵抗Ｒｔ、Ｒ
２に吸収させた後、しゃ断器ＳＷを開放すればよい。
に充電される可能性があるか、これはたとえば第３図に
示すようにキャパシタＣの初期充電サイリスタ８１．８
４に直列に過電圧吸収用抵抗Ｒ１゜Ｒ２を接続しておき
、異常電圧発生時にサイリスタ８１およびサイリスタＳ
４を点弧して過剰エネルギを過電圧吸収用抵抗Ｒｔ、Ｒ
２に吸収させた後、しゃ断器ＳＷを開放すればよい。
なお、過充電を防止するサイリスタ８１およびＢ４、過
電圧吸収用抵抗Ｒ１およびＢ２の役割は、第４図に示す
ような公知の過電圧抑制回路Ｆと同じものであるから、
第１図に示した回路に限定されるものではない。第４図
は公知の過電圧抑制回路Ｆを第１図の回路と併用した例
を示し、 ＯＶＲは過電圧吸収用抵抗、 ０ＶｅＲｆは
過電圧発生時に点弧されるサイリスタで、その後しゃ断
器８Ｗを開放する。消弧装置Ｅの責務は、ＧＴＯサイリ
スタが本来持っている消弧可能な電流値を差し引いた分
を消弧できればよく、経済的な設計か可能である・ このように本発明による自己消弧形半導体素子の保護方
式は、事故電流消弧用のキャパシタＣ１インダクタＬ、
事故電流検知時に点弧される消弧用サイリスタ８１，８
２・・・・・・などから成る消弧装置Ｅを少くとも備え
、前記電力変換器Ｂの直流入力電流が所定値を越えたと
き、電力変換器Ｂの消弧パルスにより電流が減衰期間中
にあるとき消弧装置Ｅを作動させることにより事故電流
を消弧するようにしたものである。
電圧吸収用抵抗Ｒ１およびＢ２の役割は、第４図に示す
ような公知の過電圧抑制回路Ｆと同じものであるから、
第１図に示した回路に限定されるものではない。第４図
は公知の過電圧抑制回路Ｆを第１図の回路と併用した例
を示し、 ＯＶＲは過電圧吸収用抵抗、 ０ＶｅＲｆは
過電圧発生時に点弧されるサイリスタで、その後しゃ断
器８Ｗを開放する。消弧装置Ｅの責務は、ＧＴＯサイリ
スタが本来持っている消弧可能な電流値を差し引いた分
を消弧できればよく、経済的な設計か可能である・ このように本発明による自己消弧形半導体素子の保護方
式は、事故電流消弧用のキャパシタＣ１インダクタＬ、
事故電流検知時に点弧される消弧用サイリスタ８１，８
２・・・・・・などから成る消弧装置Ｅを少くとも備え
、前記電力変換器Ｂの直流入力電流が所定値を越えたと
き、電力変換器Ｂの消弧パルスにより電流が減衰期間中
にあるとき消弧装置Ｅを作動させることにより事故電流
を消弧するようにしたものである。
以上詳しく述べたように本発明によれば、自己消弧形半
導体素子を事故から保護する経済的な保護方式を得るこ
とができる。
導体素子を事故から保護する経済的な保護方式を得るこ
とができる。
第１図は本発明の基本的な構成を示す図、第２図は第１
図の各部動作波形図、第３図は過電圧が発生したときに
エネルギを吸収させる抵抗器を追加した消弧装置の回路
例を示す図’ｓｅ４図は公知の過電圧抑制回路を併用し
た例を示す図である。 Ａ・・・・・・直流または整流電源、Ｂ・・・・・・自
己消弧形半導体素子による電力変換器、Ｄ・・・・・・
負荷％Ｅ・・・・・・消弧装置、Ｆ・・・・・・過電圧
抑制回路、ＳＷ・・・・・・しゃ断器、Ｑｌ−Ｑ６・・
・・・・ＧＴＯサイリスタ、Ｄ１〜Ｄ６・・・・・・帰
還ダイオード、８１−８４ 、０ＶＣＲｆ・・・・・・
サイリスタ、Ｃ・・・・・・キャパシタ、Ｌ・・・・・
・インダクタ、 Ｒ１，Ｒ２゜ＯＶＲ・・・・・・過電
圧吸収用抵抗。 特許出願人 東洋電機製造・株式会社 代表者 土 井 厚 ｊｆ、ｔ 図
図の各部動作波形図、第３図は過電圧が発生したときに
エネルギを吸収させる抵抗器を追加した消弧装置の回路
例を示す図’ｓｅ４図は公知の過電圧抑制回路を併用し
た例を示す図である。 Ａ・・・・・・直流または整流電源、Ｂ・・・・・・自
己消弧形半導体素子による電力変換器、Ｄ・・・・・・
負荷％Ｅ・・・・・・消弧装置、Ｆ・・・・・・過電圧
抑制回路、ＳＷ・・・・・・しゃ断器、Ｑｌ−Ｑ６・・
・・・・ＧＴＯサイリスタ、Ｄ１〜Ｄ６・・・・・・帰
還ダイオード、８１−８４ 、０ＶＣＲｆ・・・・・・
サイリスタ、Ｃ・・・・・・キャパシタ、Ｌ・・・・・
・インダクタ、 Ｒ１，Ｒ２゜ＯＶＲ・・・・・・過電
圧吸収用抵抗。 特許出願人 東洋電機製造・株式会社 代表者 土 井 厚 ｊｆ、ｔ 図
Claims (1)
- 直流電源もしくは整流電源必ら自己消弧形半導体素子に
より構成される電力変換器を介して負荷に電力を供給す
るものにおいて、事故電流消弧用の中ヤバシタとインダ
クタ、事故電流検知時に点弧される消弧用サイリスタな
どから成る消弧装置を少くとも備え、前記電力変換器の
直流入力電流が所定値を越えたとき、該電力変換器の消
弧パルスにより電流が減衰期間中にあるとき前記消弧装
置を作動させることにより事故電流を消弧するようにし
たことを特徴とする自己消弧形半導体素子の保護方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8014184A JPS60226768A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 自己消孤形半導体素子の保護方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8014184A JPS60226768A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 自己消孤形半導体素子の保護方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60226768A true JPS60226768A (ja) | 1985-11-12 |
Family
ID=13709979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8014184A Pending JPS60226768A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 自己消孤形半導体素子の保護方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60226768A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59165959A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-19 | Toshiba Corp | 自己消弧形半導体素子の保護装置 |
-
1984
- 1984-04-23 JP JP8014184A patent/JPS60226768A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59165959A (ja) * | 1983-03-11 | 1984-09-19 | Toshiba Corp | 自己消弧形半導体素子の保護装置 |
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