JPS6033714Y2 - Thyristor surge suppressor - Google Patents

Thyristor surge suppressor

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JPS6033714Y2
JPS6033714Y2 JP578177U JP578177U JPS6033714Y2 JP S6033714 Y2 JPS6033714 Y2 JP S6033714Y2 JP 578177 U JP578177 U JP 578177U JP 578177 U JP578177 U JP 578177U JP S6033714 Y2 JPS6033714 Y2 JP S6033714Y2
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JP
Japan
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cooling fin
gto
thyristor
circuit
surge suppression
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JP578177U
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Japanese (ja)
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JPS53102358U (en
Inventor
日出男 田中
敏昭 上符
忠男 郷司
Original Assignee
株式会社明電舎
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は素子の転流防乾に生ずるサージを抑制するサー
ジ抑制装置に係り、特にゲートターンオフサイリスタを
適用した装置に好適なサージ抑制装置を提供しようとす
るものである。
[Detailed description of the invention] The present invention relates to a surge suppression device that suppresses surges that occur during commutation dry prevention of elements, and is intended to provide a surge suppression device that is particularly suitable for devices to which gate turn-off thyristors are applied. .

一般にゲートターンオフサイリスク(以下GTOと略称
する)は通常のサイリスタに比しゲートで0N−OFF
できるものであるので、例えば転流面での考慮をさ程必
要とせずしかもスイッチング周波数を非常に高くとれる
等の優れた特徴を有する事より、パルス幅変調法による
静止形無停電電源装置、高周波インバータ或は交流形、
直流形無整流子電動機等に適用されつつある。
In general, gate turn-off thyristors (hereinafter abbreviated as GTO) are 0N-OFF at the gate compared to normal thyristors.
For example, it does not require much consideration in terms of commutation and has excellent characteristics such as being able to maintain a very high switching frequency. Inverter or AC type,
It is being applied to DC type non-commutator motors, etc.

しかし乍らGTOは通常のサイリスクに比しスイッチン
グ周波数が非常に高いので電流の変化率が大きく、転流
時点で生ずる順電圧上昇率(dv /dt ’1及びそ
のピーク値、並びに順電流上昇率(dv/dt)等を効
果的に抑制しないと永久破壊を生ずる様になる。
However, GTO has a much higher switching frequency than normal thyrisk, so the rate of change in current is large, and the rate of increase in forward voltage (dv/dt '1 and its peak value, as well as the rate of increase in forward current) that occurs at the time of commutation is (dv/dt) etc., if not effectively suppressed, permanent destruction will occur.

この様にdv/dt及びそのピーク値並びにdv/dt
による影響は通常のサイリスタに比し非常に深刻である
In this way, dv/dt, its peak value and dv/dt
The effects of this are much more serious than those of ordinary thyristors.

この種転流時点でGTOに印加れるdv/dt等を抑制
する回路としては一般に第1図に示す如き回路例が適用
されている。
As a circuit for suppressing dv/dt etc. applied to the GTO at the time of this kind of commutation, a circuit example as shown in FIG. 1 is generally applied.

即ちGTOの端子間にコンデンサC及び抵抗R,ダイオ
ードDより成るサージ抑制回路を接続して、このサージ
抑制回路でdv /dt及びそのピーク値を抑制する様
にし、GTOと直列接続されるリアクトルLでdv7’
dt、を抑制する様にしている。
That is, a surge suppression circuit consisting of a capacitor C, a resistor R, and a diode D is connected between the terminals of the GTO so that dv /dt and its peak value are suppressed by this surge suppression circuit, and a reactor L connected in series with the GTO is used. dedv7'
dt, is suppressed.

この第1図に示すGTO及びサージ抑制回路を実際の装
置に配置した例を第2図に示す。
FIG. 2 shows an example in which the GTO and surge suppression circuit shown in FIG. 1 are arranged in an actual device.

第2図でFは冷却フィンを示しこの冷却フィンとサージ
抑制回路とは従来装置では図示する様に、例えば冷却フ
ィンFの上部、下部に位置する端部より引き出し線lを
引き出して冷却フィンFとサージ吸収回路とを接続する
様にしている。
In Fig. 2, F denotes a cooling fin, and the cooling fin and surge suppression circuit are connected to the cooling fin F by pulling out lead wires l from the upper and lower ends of the cooling fin F, for example, as shown in the figure. and the surge absorption circuit are connected.

この様な構成の場合に問題となるのはGTOのターンオ
フ時dv/dtが大きく、しかもスイッチング損失も増
大するので最悪の場合GTOが破壊する事である。
The problem with such a configuration is that the dv/dt at turn-off of the GTO is large, and the switching loss also increases, so that in the worst case, the GTO may be destroyed.

これを第3図の波形図を参照し乍ら具体的に述べるに、
GTOがオン状態てこのGTOにオフゲート電流を供給
してターンオフした場合を想定する。
To explain this specifically with reference to the waveform diagram in Figure 3,
Assume that the GTO is turned off by supplying an off-gate current to the on-state GTO.

GTOがターンオフすると主回路の正極側よりコンデン
サC→ダイオードDの経路を通して電流i。
When the GTO turns off, a current i flows from the positive side of the main circuit through the path from capacitor C to diode D.

が流れ、コンデンサCは図示極性に略々電源電圧個迄に
チャージされる。
flows, and the capacitor C is charged to approximately the power supply voltage with the polarity shown.

このコンデンサCのチャージ電圧がGTOの端子間電圧
となる。
The charging voltage of this capacitor C becomes the voltage between the terminals of the GTO.

即ち第3図の波形図でGTOがオフするとGTOを通し
て流れる電流iCは時間の経過と共に急激に零となる。
That is, in the waveform diagram of FIG. 3, when the GTO is turned off, the current iC flowing through the GTO rapidly becomes zero as time passes.

この電流icの減少に見合った電流がコンデンサCを通
して流れ、コンデンサCのチャージ電圧、即ちGTOの
端子間電圧vcがコンデンサCと抵抗Rとで決定される
時定数で上昇して行き、遂には略々電源電圧値Edに達
した時点で一定となる。
A current commensurate with the decrease in current ic flows through capacitor C, and the charging voltage of capacitor C, that is, the voltage between terminals of GTO VC increases with a time constant determined by capacitor C and resistor R, and finally approximately It becomes constant when the power supply voltage value Ed is reached.

このターンオフ過程でGTOに脅威となるのはGTOの
端子間電圧Vcのdv/dtで、図示する如(dv/d
tはコンデンサCのチャージ初期にピーク値イを示す事
である。
What poses a threat to the GTO during this turn-off process is the dv/dt of the GTO terminal voltage Vc, as shown in the figure (dv/dt).
t indicates the peak value A at the beginning of charging of the capacitor C.

この様にdv/dtがピーク値イを呈する理由は第1図
に示すリアクトルL1主回路の配線インダクタンス並び
に冷却フィンのインダクタンス等に蓄積されているエネ
ルギーがコンデンサCに吸収される事によるもので、一
方GTOを流れる電流icとGTOに印加される電圧■
The reason why dv/dt exhibits the peak value A in this way is that the energy stored in the wiring inductance of the main circuit of reactor L1 and the inductance of the cooling fins shown in Fig. 1 is absorbed by the capacitor C. On the other hand, the current ic flowing through the GTO and the voltage applied to the GTO ■
.

とによるスイッチング損失WCは第3図に示す様に非常
に大きな値となっている。
As shown in FIG. 3, the switching loss WC due to this has a very large value.

この種スイッチング損失を軽減する方法として、例えば
従来周知のものとしては引き出し線lを撚って磁束の変
化分を相殺させるか又は配線上の浮遊容量を極力少くし
て、配線のみのインダクタンス分を減少する方法がある
Conventionally known methods for reducing this type of switching loss include twisting the lead wires l to offset changes in magnetic flux, or minimizing stray capacitance on the wires to reduce the inductance of the wires alone. There are ways to reduce it.

この種方法ではある程度はdv/dtを抑制できるが引
き出し線1を冷却フィンの上下面より引き出す構造とし
ている為に、冷却フィン自体に介在するインダクタンス
によりdv/dtが非常に大きなものとなっている。
This type of method can suppress dv/dt to some extent, but since the lead wire 1 is drawn out from the upper and lower surfaces of the cooling fin, dv/dt becomes extremely large due to the inductance present in the cooling fin itself. .

即ちGTOを流れる電流j cの減衰率を100OA/
μS1冷却フインFのインダクタンスを0.1μHとす
ると、第2図の従来回路例ではo、iμHx 100O
A/μs = 1oovものdv/dtを誘起する事に
なり、このdv/ dtがGTOに非常に脅威となる。
In other words, the attenuation rate of the current j c flowing through the GTO is 100OA/
If the inductance of μS1 cooling fin F is 0.1μH, then in the conventional circuit example shown in Fig. 2, o, iμHx 100O
This will induce a dv/dt of A/μs = 1oov, and this dv/dt will pose a great threat to the GTO.

本考案はこの点に鑑みて考案されたものであって以下第
4図より第6図に示す各実施例に基づき詳述する。
The present invention has been devised in view of this point, and will be described in detail below based on the embodiments shown in FIGS. 4 to 6.

本実施例の特徴とすべき事はサージ吸収回路の引き出し
線1を極力GTOの近傍より引き出した事を一失特徴と
し、第4図の実施例に於ては先ず引き出し線1を撚って
この引き出し線1を図示する如く、冷却フィンFの内側
より引き出し極力GTOに近接して配置する様にしたも
のである。
The feature of this embodiment is that the lead wire 1 of the surge absorption circuit is drawn out as close to the GTO as possible, and in the embodiment shown in Fig. 4, the lead wire 1 is first twisted. As shown in the figure, this lead wire 1 is drawn out from the inside of the cooling fin F and placed as close to the GTO as possible.

この様に引き出し線1を冷却フィンの内側つり引き出す
事により、冷却フィンに介在するインダクタンスの影響
を全て除去でき効果的なdv / dtの抑制が可能と
なる。
By pulling out the lead wire 1 inside the cooling fin in this way, it is possible to completely eliminate the influence of the inductance present in the cooling fin, thereby making it possible to effectively suppress dv/dt.

第5図の実施例はサージ抑制回路のダイオードDの冷却
フィンを、主のGTOの冷却フィンFに兼用させて構造
上の簡素化を図る様にしたものであって、サージ抑制回
路の引き出し線1は図示する様に冷却フィンFの側端よ
り取出味しかも極力GTOに近接して配置する様にして
、ダイオードDは下部冷却フィンFの側端に取付けたも
のである。
The embodiment shown in FIG. 5 is designed to simplify the structure by using the cooling fins of the diode D of the surge suppression circuit as the cooling fins F of the main GTO. As shown in the figure, the diode D is installed at the side end of the lower cooling fin F so as to be taken out from the side end of the cooling fin F and placed as close to the GTO as possible.

なおダイオードDの冷却フィンをGTOの冷却フィンと
兼用して構造上の簡素化を図る場合は、第6図に示す様
に下部冷却フィンFにGTOと並列配置して、コンデン
サCの引き出し線1は図示する如く一方は上部冷却フィ
ンFのGTO近傍付近より、他方はダイオードDより直
接引き出してこの引き出し線1を撚ると一層dv/dt
抑制の効果が表われる。
If the cooling fin of diode D is also used as the cooling fin of GTO to simplify the structure, the lower cooling fin F is placed in parallel with the GTO as shown in Fig. 6, and the lead wire 1 of capacitor C is As shown in the figure, if one is drawn out near the GTO of the upper cooling fin F and the other is drawn out directly from the diode D, and the lead wires 1 are twisted, the dv/dt is further increased.
The effect of suppression appears.

なお抵抗Rはdv/dtには何ら関係がない為に冷却フ
ィンFのどの部分へ取付けてもよく、第5図及び第6図
の実施例では冷却フィンFの側面に取付けた例を示して
いる。
Note that the resistor R has no relation to dv/dt, so it can be attached to any part of the cooling fin F, and the embodiments shown in Figs. 5 and 6 show examples in which it is attached to the side of the cooling fin F. There is.

この様に本願に於てはサージ吸収回路の引き出し線1を
冷却フィンFの内側より、しかもGTOに極力近接した
点より引き出す様にすれば配線上のインダクタンスは勿
論の事、冷却フィンに介在するインダクタンスの影響を
も全て除去できるので効果的なdv/dtの抑制を実現
できる訳であるが、これを具体的に示したものが第7図
に示す電圧−電流波形図である。
In this way, in this application, if the lead wire 1 of the surge absorption circuit is drawn out from inside the cooling fin F, and moreover from a point as close to the GTO as possible, not only the inductance on the wiring but also the interference between the cooling fins is eliminated. Since the influence of inductance can also be completely removed, effective suppression of dv/dt can be realized, and this is specifically shown in the voltage-current waveform diagram shown in FIG. 7.

即ち第6図の実施例の如き構成にすると冷却フィン、引
き出し線等のインダクタンスによる影響を全て除去でき
るものであるから、コンデンサCのチャージ電圧、即ち
GTOに印加されるdv/dtの立上り波形は第7図に
示す様に非常にゆるやかなものとなり、しかもリアクタ
ンス等に基因するdv/dtのピーク値も充分に減衰さ
れたものとなっているので、GTOを通して流れるi。
In other words, if the configuration is as shown in the embodiment shown in FIG. 6, it is possible to completely eliminate the influence of inductance of cooling fins, lead wires, etc. Therefore, the charging voltage of capacitor C, that is, the rising waveform of dv/dt applied to GTO is as follows. As shown in FIG. 7, the dv/dt peak value is very gradual, and the peak value of dv/dt caused by reactance etc. has been sufficiently attenuated, so that the i flowing through the GTO.

とGTOに印加される電圧Vcとによるスイッチング損
失W。
and the switching loss W due to the voltage Vc applied to the GTO.

は第7図に示す如く非常に小さなものとなり、これによ
りGTOの永久破壊は完全に防止できるものである。
As shown in FIG. 7, it becomes extremely small, and as a result, permanent destruction of the GTO can be completely prevented.

以上の様に本考案に於ては、GTOに印加されるdv/
dt及びそのピーク値等を抑制するサージ吸収回路の引
き出し線を極力GTOに近接した所より取出すべく、例
えば一例としてGTOの冷却フィンの内側より取出す構
造としているので以下に示す様に種々の効果を奏すもの
である。
As described above, in the present invention, the dv/
In order to take out the lead wire of the surge absorption circuit that suppresses dt and its peak value, etc. from a place as close to the GTO as possible, for example, the structure is such that it is taken out from inside the cooling fin of the GTO, so various effects can be achieved as shown below. It is something to play.

■ dv/dtの主因となす冷却フィンのインダクタン
スの影響を全く除去でき得る構造としている為に、最も
理想的なdv/dtの抑制法が実現できdv/dt等に
基因する素子の永久破壊は確実に防止できる。
■ Since the structure is designed to completely eliminate the influence of the inductance of the cooling fins, which is the main cause of dv/dt, the most ideal method of suppressing dv/dt can be realized, and permanent damage to elements due to dv/dt etc. can be prevented. It can definitely be prevented.

■ サージ吸収回路のダイオードの冷却フィンをGTO
の冷却フィンと兼用させる構造としている為に、構造上
の簡素化が図られコスト面で一層有利となる。
■ GTO cooling fins for diodes in surge absorption circuits
Since it is designed to be used also as a cooling fin, the structure is simplified and it becomes more advantageous in terms of cost.

■ 振動負荷等、不安定な回路に於ても効果的なサージ
抑制ができ、特にスイッチング周波数が非常に高い高周
波インバータ等に適用した場合その効果を如何なく発揮
できる。
■ It can effectively suppress surges even in unstable circuits such as vibration loads, and is especially effective when applied to high-frequency inverters with extremely high switching frequencies.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は代表的なサージ抑制装置を示す回路例、第2図
はそれを具体化した従来の配置例、第3図は従来装置に
よるターンオフ時のGTO電圧、電流とスイッチング損
失W。 との関係を示す電圧−電流波形図、第4図は本考案によ
る一実施例を示す具体的配置例、第5図及び第6図は本
考案による他の実施例を示す具体的配置例、第7図は本
実施例によるターンオフ時のGTO電圧■。 。電流i Cとスイッチング損失W。 との関係を示す電圧−電流波形図。 GTOはゲートターンオフサイリスタ、Cはコンデンサ
、Rは抵抗、Dはダイオード、Fは冷却フィン、1は引
き出し線。
Fig. 1 shows an example of a circuit showing a typical surge suppressor, Fig. 2 shows an example of a conventional arrangement embodying the surge suppressor, and Fig. 3 shows a GTO voltage, current, and switching loss W at turn-off using the conventional device. 4 is a specific arrangement example showing one embodiment of the present invention, FIGS. 5 and 6 are specific arrangement examples showing other embodiments of the present invention, FIG. 7 shows the GTO voltage (■) at turn-off according to this embodiment. . Current i C and switching loss W. A voltage-current waveform diagram showing the relationship between. GTO is a gate turn-off thyristor, C is a capacitor, R is a resistor, D is a diode, F is a cooling fin, and 1 is a lead wire.

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] (1)上部および下部の冷却フィン間にサイリスタ素子
を圧接して形威し、且つコンデンサー抵抗−ダイオード
よりなるサージ抑制回路を引き出し線を介して前記冷却
フィンの近傍に配置して、前記サージ抑制回路でサイリ
スク素子に印加されるdv/dt又はピーク値を抑制す
るようにしたものに於て、前記引き出し線を、前記上部
冷却フィンの内側及び下部の冷却フィンの内側で、且つ
前記サイリスタ素子に極力近接した部より引き出すよう
にしたことを特徴とするサイリスタのサージ抑制回路。
(1) A thyristor element is press-fitted between the upper and lower cooling fins, and a surge suppression circuit consisting of a capacitor resistor and a diode is disposed near the cooling fins via a lead wire to suppress the surge. In a circuit that suppresses the dv/dt or peak value applied to the thyristor element, the lead wire is connected to the inside of the upper cooling fin and the lower cooling fin, and to the thyristor element. A thyristor surge suppression circuit characterized in that the circuit is drawn out as close as possible.
(2)上部の冷却フィンの内側及び下部の冷却フィンの
内側よりそれぞれ引き出す引き出し線を、相互により合
わせるようにした実用新案登録請求の範囲第1項記載の
サイリスタのサージ抑制装置。
(2) The thyristor surge suppression device according to claim 1, wherein the lead wires drawn out from the inside of the upper cooling fin and the inside of the lower cooling fin are twisted together.
(3)サージ抑制回路のダイオードを冷却する冷却フィ
ンを、サイリスタ素子の上部冷却フィン又は下部の冷却
フィンと兼用させ、且つ該フィンの内側にダfオードを
配置するようにした実用新案登録請求の範囲第1項又は
第2項記載のサイリスタのサージ抑制装置。
(3) A utility model registration request in which a cooling fin for cooling a diode of a surge suppression circuit is used as an upper cooling fin or a lower cooling fin of a thyristor element, and a diode is arranged inside the fin. A surge suppression device for a thyristor according to item 1 or 2.
JP578177U 1977-01-20 1977-01-20 Thyristor surge suppressor Expired JPS6033714Y2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP578177U JPS6033714Y2 (en) 1977-01-20 1977-01-20 Thyristor surge suppressor

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JP578177U JPS6033714Y2 (en) 1977-01-20 1977-01-20 Thyristor surge suppressor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS53102358U JPS53102358U (en) 1978-08-18
JPS6033714Y2 true JPS6033714Y2 (en) 1985-10-07

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ID=28692560

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