JPS6111057B2 - - Google Patents
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- JPS6111057B2 JPS6111057B2 JP51015666A JP1566676A JPS6111057B2 JP S6111057 B2 JPS6111057 B2 JP S6111057B2 JP 51015666 A JP51015666 A JP 51015666A JP 1566676 A JP1566676 A JP 1566676A JP S6111057 B2 JPS6111057 B2 JP S6111057B2
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- Protection Of Static Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、半導体電力変換装置の交流側もしく
は直流側から侵入するサージ性電圧を有効に抑制
する過電圧保護装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an overvoltage protection device that effectively suppresses surge voltage that enters from the alternating current or direct current side of a semiconductor power conversion device.
従来、半導体電力変換装置のサージ電圧吸収回
路としては、第1図及び第2図の様なものが使用
されている。第1図のものは、変圧器1の2次側
の線間にコンデンサと抵抗からなるCRアブゾー
バ2を設け、電力変換装置を構成するダイオード
Dにも並列にCRアブゾーバ3を設けるととも
に、変換器の出力側にもCRアブゾーバ4を設け
たものである。第2図のものは、変圧器1の2次
側にダイオードクリツパ回路5を設け、電力変換
装置を構成するサイリスタSCRに並列にCRアブ
ゾーバ6を接続し、変換装置の出力側に避雷器7
を設けたものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a surge voltage absorption circuit for a semiconductor power conversion device, circuits such as those shown in FIGS. 1 and 2 have been used. In the one shown in Fig. 1, a CR absorber 2 consisting of a capacitor and a resistor is provided between the lines on the secondary side of the transformer 1, and a CR absorber 3 is also provided in parallel to the diode D that constitutes the power converter. A CR absorber 4 is also provided on the output side. The one in Fig. 2 has a diode clipper circuit 5 on the secondary side of the transformer 1, a CR absorber 6 connected in parallel to the thyristor SCR constituting the power converter, and a lightning arrester 7 on the output side of the converter.
It has been established.
ところが、これら従来例には次の様な欠点があ
る。 However, these conventional examples have the following drawbacks.
(イ) 第1図のものでは、CRアブゾーバ2,3,
4を構成する抵抗器の損失が大きく、この損失
分のみならず冷却にも考慮を払う必要がある。(b) In the one in Figure 1, CR absorbers 2, 3,
The loss of the resistor 4 is large, and consideration must be given not only to this loss but also to cooling.
(ロ) CRアブゾーバ2,3,4,6及びダイオー
ドクリツパ回路5はコンデンサと抵抗の直列回
路を主要構成要素とするので、あらゆる周波数
のサージ電圧に対して同一の抑制効果が期待で
きない。(b) Since the CR absorbers 2, 3, 4, and 6 and the diode clipper circuit 5 have a series circuit of a capacitor and a resistor as their main components, it is not possible to expect the same suppressing effect against surge voltages of all frequencies.
(ハ) 第2図の避雷器7は放電開始電圧が高く、変
換器の絶縁設計に不利である。(c) The lightning arrester 7 shown in FIG. 2 has a high discharge starting voltage, which is disadvantageous for the insulation design of the converter.
この様な欠点を解決しようと、CRアブゾーバ
2のかわりに放電ギヤツプ、非線形性抵抗器、ツ
エナーダイオード及びセレシアレスタ等の非線形
型の過電圧抑制要素を使用する方法も考えられて
いるが、これも次の様な問題を生じる。 In order to solve these drawbacks, a method of using nonlinear overvoltage suppressing elements such as a discharge gap, a nonlinear resistor, a Zener diode, and a Celecia arrester in place of the CR absorber 2 has been considered, but this also has the following effect. This causes various problems.
(a) 非線形過電圧抑制要素は一般に放電耐量が小
さいばかりでなく、コンデンサに比較して信頼
性に多少劣ると考えられる。従つて実用化する
には、劣化短絡等の事故防止のために非線形過
電圧抑制要素に直列にヒユーズ等を接続して保
護する手段が採られるが、変換装置の入力電圧
が高く(例えば3000V以上)なると適切な半導
体保護用ヒユーズ(溶断時に過電圧を発生させ
ない特殊なヒユーズ)が無い。(a) Nonlinear overvoltage suppression elements generally not only have a small discharge withstand capacity, but are also considered to be somewhat less reliable than capacitors. Therefore, in order to put it into practical use, protection measures such as connecting a fuse in series with the nonlinear overvoltage suppressing element are taken to prevent accidents such as deterioration and short circuits, but the input voltage of the converter is high (for example, 3000 V or more). In this case, there is no suitable semiconductor protection fuse (a special fuse that does not generate overvoltage when it blows).
(b) 劣化短縮したときは、変圧器の2次側短絡、
直流短絡等になるが、このとき流れる大電流に
耐えるための複雑な配線が必要である。(b) When the deterioration is shortened, the secondary side of the transformer is short-circuited,
This may result in a DC short circuit, but complex wiring is required to withstand the large current that flows at this time.
本発明は、上述の従来の欠点を一掃すべくなさ
れたもので、信頼性が高く低価格でサージ電圧抑
制効果の大きい半導体電力変換装置の過電圧保護
装置を提供することを日的とする。 The present invention has been made to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, and an object thereof is to provide an overvoltage protection device for a semiconductor power conversion device that is highly reliable, inexpensive, and highly effective in suppressing surge voltage.
以下、添附図面を参照して本発明の実施例を説
明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
第3図の実施例は、半導体電力変換装置の交流
側線間に実質的に双方の非線形過電圧抑制要素と
コンデンサからなる直列回路を設け、変換装置の
直流側に単方向性非線形過電圧抑制要素とコンデ
ンサの直列回路を設けたものである。ここでは、
双方向性非線形過電圧抑制要素としてブレークダ
ウンダイオード(ツエナーダイオードあるいはコ
ントロールドアバランシユダイオード)を2個逆
直列に接続したものを使用し、単方向性非線形過
電圧抑制要素としてブレークダウンダイオードを
使用する。すなわち、第3図において、逆直列接
続されたブレークダウンダイオードB1,B2とコ
ンデンサC1の直列回路は半導体電力変換装置の
交流側である。変圧器1の2次側に接続され、変
換装置の直流側にブレークダウンダイオードB3
とコンデンサC2との直列回路が接続される。な
お、変換装置を構成するダイオードDに並列に
CRアブゾーバ3が接続される。 In the embodiment shown in FIG. 3, a series circuit consisting essentially of both nonlinear overvoltage suppressing elements and a capacitor is provided between the AC side lines of a semiconductor power converter, and a unidirectional nonlinear overvoltage suppressing element and a capacitor are provided on the DC side of the converter. A series circuit is provided. here,
Two breakdown diodes (Zener diodes or controlled door avalanche diodes) connected in anti-series are used as the bidirectional nonlinear overvoltage suppression element, and a breakdown diode is used as the unidirectional nonlinear overvoltage suppression element. That is, in FIG. 3, the series circuit of anti-series connected breakdown diodes B 1 and B 2 and capacitor C 1 is on the AC side of the semiconductor power converter. Connected to the secondary side of transformer 1, breakdown diode B 3 on the DC side of the converter
and a series circuit with capacitor C 2 are connected. In addition, in parallel to the diode D that constitutes the conversion device,
CR absorber 3 is connected.
サーバ電圧が変換装置の交流側若しくは直流側
から侵入してきた場合、サージ電圧が所定レベル
に達するとブレークダウンダイオードB1,B2,
B3がその値を制限する。このとき、コンデンサ
C1,C2はその容量を非常に大きな値にしておけ
ばサージ電圧に対して短絡とみなされてよい。一
方、定常時にはブレークダウンダイオードB1,
B2,B3はほとんど損失なく、コンデンサC1,C2
に比較して開放状態と考えてよいので、電圧はコ
ンデンサC1,C2には殆んど印加されず極めて小
さい電流しか流れない。 When the server voltage enters from the AC side or DC side of the converter, when the surge voltage reaches a predetermined level, the breakdown diodes B 1 , B 2 ,
B 3 limits its value. At this time, the capacitor
If the capacitances of C 1 and C 2 are set to a very large value, they can be regarded as a short circuit in response to a surge voltage. On the other hand, during steady state, the breakdown diode B 1 ,
B 2 and B 3 have almost no loss, and capacitors C 1 and C 2
Since the capacitors C 1 and C 2 can be considered to be in an open state compared to the capacitors C 1 and C 2 , almost no voltage is applied to the capacitors C 1 and C 2 and only an extremely small current flows.
従つて、例えば第1図のCRアブゾーバ2を構
成するコンデンサに比較して第3図のコンデンサ
C1は電圧定格が小さくてよいから比較的大容量
のコンデンサを使用することも可能である。ま
た、万一、ブレークダウンダイオードB1,B2,
B3が劣化短絡してもコンデンサC1,C2により短
絡電流を抑制でき且つその容量を適当に選べば変
換装置の運転継続も可能である。 Therefore, for example, compared to the capacitor constituting the CR absorber 2 in FIG. 1, the capacitor shown in FIG.
Since C1 only needs to have a small voltage rating, it is also possible to use a relatively large capacitor. Also, in case the breakdown diodes B 1 , B 2 ,
Even if B3 deteriorates and short-circuits, the short-circuit current can be suppressed by capacitors C1 and C2 , and if the capacitances are appropriately selected, it is possible to continue operation of the converter.
なお、逆直列接続されたブレークダウンダイオ
ードの代わりに双方向性ブレークダウンダイオー
ドを使用してもよい。 Note that a bidirectional breakdown diode may be used instead of the anti-series connected breakdown diode.
第4図の実施例は、半導体電力変換装置の交流
側に1アームがブレークダウンダイオードB4と
コンデンサC3の直列回路で構成されるY結線回
路を設け、第3図と同様に変換装置の直流側にブ
レークダウンダイオードB3とコンデンサC2の直
列回路を設けたものである。動作は第3図のもの
とほぼ同様なのでその説明は省略する。 In the embodiment shown in FIG. 4, a Y-connection circuit is provided in which one arm is composed of a series circuit of a breakdown diode B 4 and a capacitor C 3 on the AC side of the semiconductor power converter, and the converter is connected in the same way as in FIG. A series circuit consisting of a breakdown diode B3 and a capacitor C2 is provided on the DC side. Since the operation is almost the same as that in FIG. 3, the explanation thereof will be omitted.
第5図は第4図のコンデンサC3に放電用の抵
抗器R1を接続したものである。この様に構成し
ても、常時コンデンサC3は充電されていないか
ら抵抗器R1の損失はない。 In FIG. 5, a discharging resistor R 1 is connected to the capacitor C 3 of FIG. 4. Even with this configuration, there is no loss in resistor R1 because capacitor C3 is not constantly charged.
第6図の実施例は、半導体電力交換装置の交流
側に接続されるダイオードブリツジ回路BRGの
出力側にブレークダウンダイオードB5とコンデ
ンサC4の直列回路を接続し、さらにコンデンサ
C4に並列に抵抗器R2を接続し、変換装置の直流
側にブレークダウンダイオードB3とコンデンサ
C2の直列回路を接続したものである。この様に
構成しても第3図の実施例と同様の効果が得られ
る。 In the embodiment shown in Fig. 6, a series circuit of a breakdown diode B5 and a capacitor C4 is connected to the output side of a diode bridge circuit BRG connected to the AC side of the semiconductor power exchange device, and a series circuit of a breakdown diode B5 and a capacitor C4 is
Connect a resistor R 2 in parallel to C 4 , a breakdown diode B 3 and a capacitor on the DC side of the converter
This is a series circuit of C2 connected. Even with this configuration, the same effect as the embodiment shown in FIG. 3 can be obtained.
第7図の実施例は、半導体電力変換装置を構成
するサイリスタSCRに並列にコンデンサC5、逆
直列接続されたブレークダウンダイオードB6,
B7及び低インピーダンスの抵抗器R3からなる直
列回路を接続し、さらに抵抗器R3に並列にダイ
オードD1及び発光ダイオードPを設けたもので
ある。例えばサイリスタ逆回復時の電圧が所定レ
ベル以上になると、ブレークダウンダイオード
B6あるいはB7がその値を制限し、このときコン
デンサC5が短絡とみなせる。定常時には、ブレ
ークダウンダイオードB6,B7は開放状態と考え
られ、コンデンサC5には電圧がほとんど印加さ
れない。従つて第3図の実施例と同様の効果が得
られる。また、ブレークダウンダイオードB6,
B7が劣化短絡すると、コンデンサC5に流れる電
流により抵抗器R3に電圧が発生し、これにより
発光ダイオードPに電流が流れて発光し、この光
を光電変換回路PEが検出し、異常が検出され
る。従つて、光電変換回路PEから異常信号が出
力されないときは、過電圧保護装置は正常に働い
ており、装置の信頼性が向上する。 The embodiment shown in FIG. 7 includes a capacitor C 5 connected in parallel to a thyristor SCR constituting a semiconductor power converter, a breakdown diode B 6 connected in anti-series,
A series circuit consisting of B 7 and a low impedance resistor R 3 is connected, and a diode D 1 and a light emitting diode P are further provided in parallel with the resistor R 3 . For example, if the voltage during reverse recovery of a thyristor exceeds a certain level, the breakdown diode
B 6 or B 7 limits its value, and in this case capacitor C 5 can be considered as a short circuit. During steady state, the breakdown diodes B 6 and B 7 are considered to be in an open state, and almost no voltage is applied to the capacitor C 5 . Therefore, the same effect as the embodiment shown in FIG. 3 can be obtained. Also, breakdown diode B 6 ,
When B7 deteriorates and short-circuits, the current flowing through capacitor C5 generates a voltage across resistor R3 , which causes current to flow through light-emitting diode P, which emits light. The photoelectric conversion circuit PE detects this light and detects an abnormality. Detected. Therefore, when no abnormal signal is output from the photoelectric conversion circuit PE, the overvoltage protection device is working normally, and the reliability of the device is improved.
なお、上述の実施例では非線形過電圧抑制要素
としてブレークダウンダイオードを使用している
が、これと同様の特性の他の素子を使用できるこ
とはもちろんである。 Although a breakdown diode is used as the nonlinear overvoltage suppressing element in the above-described embodiment, it is of course possible to use other elements with similar characteristics.
以上の説明から明らかな様に、本発明の過電圧
保護装置は非線形過電圧抑制要素とコンデンサの
直列回路で構成されるので、定常時、非線形過電
圧抑制要素から損失がほとんど発生されず、また
コンデンサに比較してほぼ開放状態となりコンデ
ンサに流れる電流は小さく大容量コンデンサを使
用できる。また、過電圧が加えられると非線形過
電圧抑制要素がその値を制限し、万一非線形過電
圧抑制要素が劣化短絡してもコンデンサによつて
短絡電流を抑制でき、変換装置の運転継続も可能
となる。従つて、従来の欠点は一掃され、また、
大巾にコストダウンをすることができる。 As is clear from the above explanation, since the overvoltage protection device of the present invention is composed of a series circuit of a nonlinear overvoltage suppression element and a capacitor, almost no loss is generated from the nonlinear overvoltage suppression element during steady state, and compared to a capacitor. The capacitor becomes almost open, and the current flowing through the capacitor is small, allowing the use of a large capacitance capacitor. Furthermore, when an overvoltage is applied, the nonlinear overvoltage suppression element limits its value, and even if the nonlinear overvoltage suppression element deteriorates and shorts, the capacitor can suppress the short circuit current, allowing the conversion device to continue operating. Therefore, the conventional drawbacks are wiped out, and
Costs can be drastically reduced.
第1図、第2図は従来例を示す回路図、第3
図、第4図、第5図、第6図及び第7図は本発明
の実施例を示す回路図である。
1……変圧器、2,3,4,6……CRアブゾ
ーバ、5……ダイオードクリツパ回路、7……避
雷器、C1,C2,C3……コンデンサ、B1,B2,
B3,B4,B5,B6,B7……ブレークダウンダイオ
ード、D,D1……ダイオード、SCR……サイリ
スタ、R1,R2,R3……抵抗器、P……発光ダイ
オード、PE……光電変換回路。
Figures 1 and 2 are circuit diagrams showing conventional examples, and Figure 3 is a circuit diagram showing a conventional example.
4, 5, 6 and 7 are circuit diagrams showing embodiments of the present invention. 1...Transformer, 2,3,4,6...CR absorber, 5...Diode clipper circuit, 7...Surge arrester, C1 , C2 , C3 ...Capacitor, B1 , B2 ,
B 3 , B 4 , B 5 , B 6 , B 7 ... Breakdown diode, D, D 1 ... Diode, SCR ... Thyristor, R 1 , R 2 , R 3 ... Resistor, P ... Light emission Diode, PE...photoelectric conversion circuit.
Claims (1)
くとも一方の線間に非線形過電圧抑制要素とコン
デンサからなる直列回路を設け、前記半導体電力
変換装置に侵入するサージ電圧を抑制するように
したことを特徴とする半導体電力変換装置の過電
圧保護装置。 2 半導体電力変換装置を構成する各サイリスタ
に並列に非線形過電圧抑制要素とコンデンサから
なる直列回路を設け、前記半導体電力変換装置に
侵入するサージ電圧を抑制するようにしたことを
特徴とする半導体電力変換装置の過電圧保護装
置。 3 半導体電力変換装置の交流側に接続されるダ
イオードブリツジ回路の出力側に非線形過電圧抑
制要素とコンデンサからなる直列回路を設け、前
記半導体電力変換装置に侵入するサージ電圧を抑
制するようにしたことを特徴とする半導体電力変
換装置の過電圧保護装置。[Scope of Claims] 1. A series circuit consisting of a nonlinear overvoltage suppressing element and a capacitor is provided between at least one line on the AC side or the DC side of the semiconductor power conversion device to suppress surge voltage entering the semiconductor power conversion device. An overvoltage protection device for a semiconductor power conversion device, characterized in that: 2. A semiconductor power converter characterized in that a series circuit consisting of a nonlinear overvoltage suppressing element and a capacitor is provided in parallel with each thyristor constituting the semiconductor power converter to suppress surge voltage entering the semiconductor power converter. Equipment overvoltage protection device. 3. A series circuit consisting of a nonlinear overvoltage suppressing element and a capacitor is provided on the output side of the diode bridge circuit connected to the AC side of the semiconductor power converter to suppress surge voltage entering the semiconductor power converter. An overvoltage protection device for a semiconductor power conversion device characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1566676A JPS5298956A (en) | 1976-02-16 | 1976-02-16 | Over-voltage protection device of semi-conductor power convertor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1566676A JPS5298956A (en) | 1976-02-16 | 1976-02-16 | Over-voltage protection device of semi-conductor power convertor |
Publications (2)
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JPS5298956A JPS5298956A (en) | 1977-08-19 |
JPS6111057B2 true JPS6111057B2 (en) | 1986-04-01 |
Family
ID=11895052
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP1566676A Granted JPS5298956A (en) | 1976-02-16 | 1976-02-16 | Over-voltage protection device of semi-conductor power convertor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS5298956A (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5811928U (en) * | 1981-07-15 | 1983-01-25 | 株式会社明電舎 | overvoltage protection device |
JP2000012950A (en) | 1998-04-23 | 2000-01-14 | Matsushita Electron Corp | Semiconductor laser |
JP5838857B2 (en) * | 2012-02-28 | 2016-01-06 | 株式会社デンソー | Snubber circuit, power supply device having snubber circuit, and vehicle equipped with power supply device |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5021655A (en) * | 1973-05-21 | 1975-03-07 |
-
1976
- 1976-02-16 JP JP1566676A patent/JPS5298956A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5021655A (en) * | 1973-05-21 | 1975-03-07 |
Also Published As
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JPS5298956A (en) | 1977-08-19 |
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